Владимир Мальцев - Пещера мечты. Пещера судьбы

А еще интереснее становится, когда вмешивается химия. Понятно, что описанный механизм имеет смысл только для кальцита. Если же обратиться к сталактит-сталагмитовым агрегатам других минералов, для которых газовый обмен не актуален, так их большинство спелеоминералогов вообще за таковые не признает — настолько разительна разница.

Например, знаменитые гипсовые «люстры» из Кап-Кутана, Фата-Морганы, Lechuguilla Cave и Torgac Cave. Трудно в этих висящих с потолка кустах трех-четырехметровых ограненных кристаллов опознать обычные сталактиты. Но — тем не менее. Гидродинамика не работает, и сталактит растет за счет постепенного испарения струящейся по его поверхности воды. И — кристаллы начинают ограняться. А ограняясь — начинают влиять на распределение пленочных потоков на собственной поверхности. Возникает обратная связь — и сталактит «расцветает» пучком сверкающих кристаллов.

Кристаллография тоже может подбросить загадок. Взять, например, арагонитовые сталактиты. Цепочки из висящих друг на друге сферических сегментов безо всякого канала. Как в зале «Дамские Пальчики», который так и назван именно из-за их вида — непривычного, если не неприличного. Хотя химия в точности та же, что и для кальцита. А дело в том, что арагонит в обычных условиях всегда растет кристаллами, расщепленными до слабосвязанных пучков «ежей». И перекристаллизация скелетов идет не в монокристалл, а в эти пучки. Которые за счет своей пористости перераспределяют все питание (опять обратная связь), растя сегментом до тех пор, пока хватает капиллярных сил на удержание перекристаллизующего раствора, а потом — «схлопываясь» в каплю и начиная новый сегмент.

Заговорив о капиллярных силах и силах кристаллизации, мы органично дошли до той стадии в развитии пещеры, когда вода уже не течет и не капает — теперь она вся связана капиллярными силами в тонкие пленки, тем самым — практически не подчиняясь силе тяготения.

И вот здесь возникают, пожалуй, наиболее эффектные агрегаты — кораллиты и кристалликтиты. Механизм их роста — один из наиболее показательных, и он даже легко моделируется в домашних условиях (естественно, на более растворимых веществах). В наше время выращивание дома кораллитов и кристалликтитов из какого-нибудь медного купороса было весьма популярным школьным развлечением. Медленно испаряющаяся капиллярная пленка имеет очень своеобразную структуру массопереноса, управляемую законами физики испарения. Как известно, испарение с поверхности идет весьма неравномерно и зависит от локальной кривизны. Чем меньше радиус кривизны, тем интенсивнее испарение. На выступающих частях оно гораздо сильнее, чем на плоских или вогнутых. И — пленка подтягивается к ближайшему острию. Здесь уже разница между кальцитом и другими минералами нивелируется — все равно, происходит кристаллизация как непосредственный результат испарения, или опосредованно — через капиллярную пленку. Результат один — самый быстрый рост будет на самых острых выступах субстрата.

А что есть растущий кристалл? Тоже выступ, причем даже более острый. Да еще и снабженный не менее острыми ребрами по бокам. Опять обратная связь. И — на каждом гребешке, на каждом камешке расцветает ветвистый кустик — кристалликтит. С очень своеобразной конкурентной схемой, при которой выживают кристаллы, растущие с выступов в сторону самого свободного пространства. И «кустик» здесь — не аллегория, а именно аналогия. Ровно такую же геометрию конкуренции между ветвями имеет и самый настоящий живой куст какой-нибудь черники. И тоже на кочке растет. Природа едина и подчиняется одним и тем же законам физики.

Если кристаллы расщепляются, то вместо кристалликтитов растут несколько более распространенные кораллиты, более похожие на виноградные грозди. Несмотря на столь различный вид, при внимательном рассмотрении можно убедиться, что геометрическая схема у них в точности такая же.

Две ветви кораллитового или кристалликтитового куста никогда не срастаются — при их сближении получается вогнутость, в которой испарение блокировано. Словом, и в этом каменный куст ведет себя чрезвычайно похоже на обычный, живой. У того тоже там, где ветви начинают стеснять друг друга, их рост прекращается, а глобально куст растет именно собирая воду с окрестностей и испаряя ее. У морских кораллов, давших название этим агрегатам, сходства с ними как раз меньше: коралл берет материал для постройки из окружающей воды, и потому форма и поведение у него контролируются совсем другими законами.