Владимир Мальцев - Пещера мечты. Пещера судьбы

То есть — за немногими исключениями оказались одновременно объяснимы все химические фокусы пещеры. Оставалось найти колонии бактерий и оценить по их размерам, могут ли они давать такие мощные эффекты.

Вот здесь и возник вопрос. Предложенный Форти вариант возможен только в пещерах с затопленным нижним этажом. Сероокисляющие бактерии могут быть обнаружены где угодно, в том числе и в охери, но все сульфатредуцирующие бактерии — анаэробны, то есть они не могут жить в присутствии газообразного кислорода. Обычно они живут в воде, с которой в Кап-Кутане большая проблема. Да и если бы где-то на нижних этажах и были бы озера с колониями сульфатредуцентов, запах сероводорода чувствовался бы повсеместно. То есть — было абсолютно очевидно, что серный цикл работает, но самой его «машины» не просматривалось. Эстафету приняло следующее за нами поколение спелеоминералогов. В 1993 году ребята из студенческой группы Виктора Коршунова предложили рассмотреть вариант, что именно охерь и является местом обитания и тех и других бактерий, но что сульфатредуцирующие живут «внутри», и тем самым отрезаны от кислорода воздуха колониями сероокислителей, живущих в верхнем слое.

Доводить модель до ума пришлось совместными усилиями. И все сработало. Частичную разомкнутость цикла (гипс уносится конденсирующейся водой, и тем самым нужен компенсирующий источник серы) восполняли включения битумов в известняке, а также гипс из перекрывающих известняк гипсоносных толщ в сочащихся по трещинам водах. Все механизмы работали.

Теперь объяснился даже цвет охерей — красный с чернотой верхний слой, желтый средний и черный нижний. В биохимический цикл сероокисляющих бактерий, живущих в верхнем слое, в обязательном порядке входят железо, дающее желто-красные цвета, или марганец, дающий черный цвет. Эти бактерии способны улавливать их из растворов и накапливать в себе. И то, что отвалившиеся с потолка корки охерей быстро теряют цвет, — объяснялось именно тем, что при гибели колоний железо и марганец, присутствующие в виде растворимых соединений и удерживаемые только живыми клетками, немедленно уносились водой. Даже то, что известняк под охерями был на несколько сантиметров в глубину разрыхленным, оказалось совсем даже не гидротермальным эффектом, как раньше думали, а эффектом частичного проникновения колоний сульфатредуцентов в толщу известняка.

Лучшее мерило любых теоретических построений — эксперимент. И он был поставлен. Та же группа Коршунова взяла с многих мест пробы охерей и попыталась на специальных питательных средах вырастить из них чистые колонии тех и других бактерий. Это была рискованная затея — идентификация подобных бактерий обычно занимает месяцы, да и очень часто встречаются новые виды — словом, все шансы были за то, чтобы сил и энтузиазма студенческой группы не хватит. А хватило. Колонии дружно взошли, и бактерии оказались даже не просто известными, но чуть ли не самыми распространенными, и их определение не составило никакого труда.

Возникает любопытный вопрос. Насколько атмосфера, в которой присутствует сероводород, серная и плавиковая кислоты, да еще и четырехфтористый кремний, безопасна для здоровья спелеологов — вроде бы все эти вещества страшно ядовиты?

На самом деле не особенно. Плавиковой кислоты и четырехфтористого кремния, возникающего при ее реакции с остаточным материалом в охерях, в воздухе чрезвычайно мало — они настолько агрессивны, что немедленно (в пределах минуты) реагируют со всем окружающим, а скорость их поступления более или менее понятна и низка. В самых фтористых районах системы (например, районе Зеленых Змиев), количество «старого» флюорита на полу — единственного источника плавиковой кислоты — не превосходит килограмма на квадратный метр, возраст его россыпи не менее миллиона лет, а растворено не более пятой части его количества. То есть — в самых «опасных» участках на квадратный метр пола пещеры за миллион лет образовалось около ста грамм плавиковой кислоты. Пересчитав на время пребывания спелеологов в пещере, получаем исчезающе малые и совершенно не опасные цифры.

Сероводород поопаснее, но в нормальных условиях он за пределы охери не выходит, да и опасные его концентрации просто чувствуются по мощному запаху. А то, что получает спелеолог за месячную экспедицию, примерно соответствует тому, что он вдохнет, разбив на сковородку одно тухлое яйцо.

С серной кислотой еще проще. Она не летуча и потому, если охерь не кушать, попадает только на кожу, причем в абсолютно не опасных количествах. Кушать охерь, правда, приходится — она вездесуща — но весьма понемногу. И это уже не так безобидно. Хотя дело тут скорее даже не в серной кислоте, а в том, что местами в охерях все-таки немало гидротермальных продуктов, в том числе минералов, содержащих весьма не безобидные металлы, вплоть до свинца и ртути.

Так что страхи по поводу того, чем мы в пещере дышим, не обоснованы совершенно. Но — разумная осторожность в районах с хорошо сохранившимися гидротермальными продуктами — абсолютно необходима. А при наличии оной — порядок, и залог тому — например, мое собственное здоровье, на котором почти двадцать лет экспедиций в Кап-Кутан отразились только в лучшую сторону.

Забавно, но, как я уже отмечал, все эти перипетии вокруг охерей были абсолютно излишни: в отличие от геологов и минералогов, для биологов было абсолютно очевидно наличие чего-либо в этом роде. По зияющим дырам в кормовой цепи биоценоза пещер. Чрезвычайно прискорбно. Спелеология тем и приятнее других наук, что в ней еще не совсем потерялось из-за чрезмерно узкой специализации понимание того, что все в природе взаимосвязано и что нельзя изучать минералы отдельно, а животных отдельно. И вместо привноса узкой специализации из других наук очень хотелось бы видеть некий органичный сплав, в котором подобные «очевидности» не терялись бы на долгие годы.

Микробиологические аспекты геологии и минералогии пещер только недавно начали изучаться, и похоже, что скоро станут одним из важнейших и интереснейших направлений. Вероятно, что описанный вариант серного цикла отнюдь не уникален для Кап-Кутана. Сходные с охерью субстанции имеются, например, на верхних этажах пропасти Снежная на Кавказе и в нескольких других пещерах.

Причем серным циклом дело не ограничивается. Чуть ли не во всех пещерах, и даже в катакомбах Подмосковья, образуется исключительно любопытная субстанция, называемая лунным молоком, или горным молоком, натеки консистенции примерно воска, при сильном нажатии превращающиеся в совсем жидкую белую кашицу. Полвека назад ее трактовали как загустевший коллоидный раствор кальцита, но за последние двадцать лет обнаружилось, что в большинстве исследованных случаев без деятельности бактерий также не обошлось. Причем следы бактериальной активности совершенно явственны, но что за бактерии поработали, кажется, до сих пор не выяснено.