Микроклимат пещеры Мраморная и формы антропогенного влияния

наблюдений.

Таблица 3.

Средние температуры в разных участках пещеры Мраморная, в градусах С.

|Поверхность | |14,7 |8 |6 |0,2 |

|Вход, перед | |13,6 |8,1 |7 |0,21 |

|«Уравнивающая» зона | |9,6 |2,3 |7 |0,1 |

| | | | | | |

|«Нейтральная зона |Галерея сказок и |8,8 |0,5-0,8 |50 |0,3 |

| «Нейтральная |Тигровый ход |9,0 |0,6 |12 |0,03 |

|«Нейтральная |Нижний этаж |8,9 |0,2-0,6 |19 |0,01 |

Результаты измерения температуры в пещере за период 1996 - 1997 год

отражены на графике «Пещера Мраморная, среднемесячная температура»,

построенном с помощью специальной компьютерной программы .

Анализируя получившееся графическое изображение изменения

среднемесячных температур в пещере можно сделать выводы о степени влияния

антропогенных факторов, которые будут рассмотрены ниже.

4.3 Влажность

Так же как и температура воздуха распределяется влажность внутри пещеры

( таблица 4). При этом наиболее высокая влажность закономерно соответствует

нижнему этажу пещеры, средняя величина ее здесь равна 11,1 Мб, в остальных

подзонах «нейтральной»зоны и в «уравнивающей» зоне средняя влажность

практически одинаковая - 16,9 Мб (Таблица 4), однако амплитуда Сv здесь

значительно отличаются друг от друга. Средняя влажность на поверхности

значительно ниже таковой в пещере - 9,6 Мб. Это свидетельствует о

преимущественном испарении из пещеры в исследуемый период, что связано с

экстремально сухим и жарким летом и осенью. Только в один из замеров (30

июня ) влажность на поверхности ( 14,6 Мб) была выше таковой в пещере (

11,6 Мб ) . Это хорошо согласуется с визуальными наблюдениями,

свидетельствующими о значительном испарении пещеры ( стенки и натеки сухие,

большинство ванночек высохло и т.д. ).

Более конкретные данные о режиме влажности можно почерпнуть из графика

«Средняя месячная влажность воздуха в пещере Мраморная за период 1996-1997

года».

Ощутимое увеличение влажности наблюдается в средней части Тигрового

хода , и уменьшается к дальней его части.

Ход влажности в переходной зоне в грубо сглаженном виде повторяет ход

влажности на поверхности, он практически никак не влияет на таковой во

внутренних зонах пещеры. На суточный и возможно, сезонный ход влажности во

внутренних частях пещеры не влияет также ход этого метеоэлемента на

поверхности, а также изменение давления.

Таблица 4

Средняя влажность в разных участках пещеры Мраморная, Мб.

|Поверхность |9,9 |8,8 |6 |0,27 |

|Вход, перед дверью |9,0 |10,6 |7 |0,39 |

|«Уравнивающая зона» |10,9 |1,9 |7 |0,05 |

|зона» |Перестройки |10,9 |0,9 |50 |0,02 |

|«Нейтральная|Тигровый ход |10,9 |1,1 |12 |0,03 |

|«Нейтральная| Нижний этаж |11,1 |0,3 |19 |0,011 |

4.4 Содержание СО2 в воздухе пещеры

В различных точках пещеры отобрано 26 проб. Пробы отобраны в стеклянные

пипетки ( по методике ИГН АН Украины) и проанализированы в лабораторных

условиях на хроматографе «Виру-Хром» детектор-катерометр, газ - носитель -

гелий, колонка - 1 - полисорб, колонка 2 - молекулярные сита СаА.

Кроме этого, произведено 37 измерений СО2 на месте портативным

хроматографом «Поиск - 1», детектор - катарометр, газ - носитель - аргон.

Содержание азота в воздухе пещеры колеблется от 78,45 до 79,11 об.%,

кислорода от 20,16 до 21,19 об.% ( из-за близкой теплопроводности кислород

выходит вместе с аргоном ). Метан и другие тяжелые углеводороды в

концентрациях свыше 1 х 10 не обнаружены.

Наиболее изменчивым компонентом пещерного воздуха является углекислый

газ. Его содержание колеблется от 0,03 об.% ( ближняя часть пещеры, рядом

со входом ) до 1,0 об.% (тупик внизу основной галереи ).

Содержание углекислоты в воздухе пещеры не смотря на значительный

размах значений в воздухе пещеры в разные сезоны , обнаруживает четкую

закономерность, увеличение углекислого газа от входа в пещеру к более

отдаленным в плане и по глубине участкам ее.

Содержание углекислоты плавно увеличивается от 0,67 об.% возле

поверхности до 0,82 об.% в тупиковой части Зала Перестройки, и до 0,82 -

0,84 об.% в залах нижнего этажа.

Такое распределение свидетельствует об эндогенном происхождении СО2 ,

однако, отсутствие в составе воздуха сколько-нибудь значительных количеств

тяжелых углеводородов противоречит этой гипотезе. Окончательное решение

этой проблемы будет возможным только после проведения изотопного изучения

воздуха пещеры, которое запланировано ввести в состав работ по наблюдению

микроклимата пещеры в будущем.

Изучение состава воздуха в одних и тех же точках , но на разной высоте

и в разных гидрогеологических условиях показало :

при отсутствии воды, значительных отличий в содержании СО2 на разных

высотах не обнаруживается. Так в зале Перестройки, в заплотинной части

содержание углекислого газа на высоте 0,1 м - 0,87 об.%; 1,0м - 0,87об.%;

2,0 м - 0,86 об.%;

в глыбовом навале Зала Перестройки содержание СО2 под глыбами - 0,73, над

глыбами 0,41 об.%. Этот факт свидетельствует в пользу эндогенного

происхождения;

в Балконном зале , замеры внизу у воды показали содержание СО2 - 0,71

об.%;-0,76 об.%, вверху - 0,95об.% - 1,0 об.%, это подтверждает гипотезу об

активном растворении углекислого газа в пещерных условиях.

Отбор и анализ проб производился сотрудниками Киевского карстолого-

спелеологического центра и инструкторами Центра спелеотуризма «ОНИКС-ТУР».

4.5 Результаты газортутной съемки.

В пещере (верхнем этаже ) проведена газортутная съемка с целью

определения содержания паров ртути в воздухе полости.

Условия съемки : проводилась 11 сентября 1990 года с 19-00 до 21-00,

температура воздуха на поверхности 12,6 - 13,0 гр.С , в пещере 10,2 - 8,8

гр.С, относительная влажность воздуха на поверхности 78%, в пещере 81 -

87%.

Результаты съемки приводятся в таблице 5. Точки определения ртути в

воздухе показаны на рисунке 1.

Анализируя данные таблицы отмечаем, что наибольшие величины содержания

ртути в воздухе обнаружено в точках 3,4,5,5а, 8, достигая величины в 1,5

ПДК ( ПДК для жилых помещений равно 300 х 10 ). Все эти точки

сосредоточены в Галерее сказок, в переделах пешеходных дорожек. В удаленных

от галереи сказок частях пещеры содержание ртути в воздухе уменьшается до

92 х 10 .

Повышенное содержание ртути в воздухе Галереи сказок связано , по-

видимому , с техногенным заражением, локального характера. Вопрос этот

требует дальнейшего изучения, а именно постановки режимных наблюдений с

целью определения источников поступления ртути в воздух пещеры.

Таблица 5.

Результаты газортутной съемки

| | |град.С |n х 10 |

|1 |Поверхность у входа |12,6 |40 |

|2 |Вход,перед дверью |13 |42 |

|3 |Пещера,под старым входом |10,2 |500 |

|4 |Пещера ,у колодца |8,8 |374 |

|5 |Поворот в Тигровый ход |9,2 |410 |

|5а |Тигровый ход , площадка |9,2 |352 |

|6 |Тигровый ход, поворот |9,2 |182 |

|7 |Тигровый ход, щель |8,6 |100 |

|8 |Конец пешеходной дорожки |8,8 |266 |

|9 |Обвальный зал, глыба, левая стенка |8,8 |142 |

|10 |Обвальный зал, сталагнат, левая стенка |8,8 |124 |

|11 |Плотина, 2 метра ниже |8,8 |174 |

|12 |Плотина, верх |8,8 |166 |

|13 |Концевая часть зала Перестройки |8,8 | 62 |

|14 |Зал Перестройки, перед входом в нижний |9,0 |114 |

4.6 Микробиологические исследования.

Любая пещера, посещаемая в массовом порядке, подвергается опасности

загрязнения. В особенности много проблем возникает в результате

растительности вокруг постоянно освещаемых частей пещеры.

Обширный опыт эксплуатации пещер в мире и небольшой в бывшем СССР

свидетельствует о том, что при несоблюдении мер предосторожности пещера

теряет свой первозданный облик.

Определяющими факторами появления растительности в пещере являются :

установка источников искусственного света с одной стороны и появление

несвойственной пещере микрофлоры и микрофауны, которая заносится в пещеру

посетителями. Нам неизвестны работы, посвященные распространению

растительности в пещерах СССР . За рубежом же эти проблемы обсуждаются

достаточно широко. Одна из таких работ [ ] описывает распространение так

называемой ламповой флоры в пещере Барадла (Венгрия) .

В пещере Ново-Афонская ( Абхазия) растительность появилась и бурно

развилась в течении менее 10 лет. Наибольшую опасность в этом мысле

представляют галогеновые лампы.

С целью оценки микробиологической обстановки пещеры Мраморная

проводились определения качественного и количественного состава микрофлоры

грунта и воздуха. Отбор производился в пяти стационарных точках,

расположенных в пределах Галереи сказок ( см. т.т. 1 - 5 на рисунке ).

Кроме упомянутых точек пробы отбирались : в нижнем этаже ( Зал надежд ,т.6

) и в Люстровом зале. В этих двух точках отбирались только пробы грунта.

Отбор проб, анализ и обработка полученных материалов производились

сотрудниками ИМР АН Украины.

Отбор проб грунта осуществлялся по общепринятой методике, в стерильные

мешочки. После доставки проб в лабораторию определялись влажность образцов,

готовилась серия последовательных разведений из проб грунта и осуществлялся

посев известным образом , контроль за микробиологической обстановкой

проводился в экликтивных средах:

1. Эшби - для выделения азотфиксирующих микроорганизмов;

2. МПА - для выделения гетеротрофов, развивающихся на органическом

субстрате;

3. КАМ - для выделения актиномицетов ( в числе которых высоко содержание

форм патогенных для человека и животных);

4. Чапека - для выделения микроскопических грибов;

5. Среда Тамия - для выделения микроводорослей.

Результаты исследований сведены в таблицах 6 и 7.

Кроме исследований в упомянутых точках, были исследованы образцы

микрофлоры, отобранные на сталактитах и грунте в Люстровом зале. Пятна

плесени на месте подземного лагеря были обнаружены здесь визуально при

исследовании пещеры 16 июля 1990 года. Эта плесень состоит из

микроскопических грибов, которые после предварительной индентификации были

отнесены к роду

Из анализа табличных данных следует, что общая численность

микроорганизмов наиболее высока в пунктах 1,2,5 ( по состоянию на 20.09.90

г.) В то же время при первом отборе ( 0.6. 0.4.90 г.) общая численность

микроорганизмов наиболее высокой была в пунктах 2,5. При первых двух

отборах среди изучаемых групп микрооранизмов наиболее представительными

были гетеротрофные бактерии и актиномицеты. В числе гетеротрофов доминируют

бациллы : Bac.megaterium, Bac.sultiles, Bac.mesentericus.

Микроскопические грибы практически отсутствовали в грунте пещеры и были

немногочисленны в воздухе. Микрофлора выделявшаяся на среде Тамия была

предствлена, в основном, автотрофными микроорганизмами ( растущими на

минеральном субстрате). Микроводоросли на период 06 .04.- 16.07.90г.

обнаружены не были. Численность микроорганизмов в указанный период была на

1-2 порядка выше в грунтах , чем в воздухе.

Результаты третьего обследования, 20.09.90 г. показали : тенденция к

нарастанию микроорганизмов по исследуемым группам микрофлоры сохранилась.

Особенно возросла численность грибов и гетеротрофных микроорганизмов,

наибольшая плотность которых отмечалась на площадке у входа. По - видимому,

эта закономерность является результатом эксплуатации пещеры в качестве

экскурсионного объекта.

4.7 Радиометрические исследования.

При выполнении работ использовался серийный радиометр марки СРП - 68 -

01, измеряющий жесткое гамма-излучение в мкР/час. Замеры проведены на

фиксированных точках на всем протяжении пещеры от входа до верхней и

нижней видовых площадок. Анализ распределения данных по радиоактивности на

этом участке пещеры показал, что колебания наблюдаются в пределах от 5 (

сталагмит Мамонт) до 13 мкР/час ( на верхней видовой площадке), то есть

находятся в педелах фона города Симферополя равного 12 - 15 мкР/час и даже

ниже его. Несколько замеров выполненых дальше по Залу Перестройки показали

содержание нсколько выше, а именно до 16 - 17 мкР/час.

Более детальные радиометрические исследования, выполненные 30.11.90 г.

на верхнем участке пещеры ( от входа до нижней и верхней площадок) показали

те же содержания ( в пределах 5 - 13 мк Р/час). Продолжив измерения через

завал в сторону зала Перестройки и пройдя до конца зала было выявлено

некотоое повышение радиоактивности от15 мкР/час ( в начале зала) до 20 -25

(в середине зала), резко повышено до 40 мкР/час у глинистого намыва и

насыпи в конце зала - 27 мкР/ачс. При этом, как отчетливо видно, повышение

концентрации явно связано с глиняной субстанцией, выполаживающей пол зала.

Замеры выполненные в нижней части пещеры ( в сторону Люстрового зала)

показали колебание радиоактивности в пределах от 15 до 20 мк Р/час и только

у драпировки перд Люстровым залом поывшены до 30 мкР/час.

Анализируя полученные данные можно отметить:

на верхнем участке пещеры установлены наиболее низкие содержания

радиоактивности, не превышающие 10 - 15 мкР/час;

наиболее высокие концентрации отмечены в зале Перестройки до 40 мкР/час;

в нижней части пещеры (в сторону Люстрового зала) содержание

радиоактивности примерно в 2 раза выше, чем в привходовой части пещеры и

аналогично большинству замеров в зале Перестройки, за исключением глинистой

насыпи;

в цело же содержание радиоактивности низкие и не представляют

экологической опасности.

5. Антропогенные факторы, оказывающие влияние на микроклимат

пещеры.

Под антропогенными факторами, оказывающими влияние на микроклимат пещеры

и на ее физико-географическую среду в целом автор понимает элементы

вмешательства в результате оборудования и эксплуатации пещеры как

экскурсионного объекта.

Само вмешательство в экологическую систему пещеры предполагает ее

изменеия, но вопрос состоит в степени влияния этого антропогенного

вмешательства и его последствий для хрупкой динамической системы карстовой

полости. Ниже описаны факторы антропогенного вмешательства на наиболее

важные элементы микроклимата пещеры и степень их влияния на сегодняшний

день.

1. Оборудование второго искусственного входа в пещеру (начальный этап

освоения пещеры).

2. Устройство пешеходных дорожек, протяженностью более 700 метров.

3. Перекрытие дверями сообщения с галереей Тигровый ход.

4. Искусственное электрическое освещение пещеры, его мощность,

направление пучка света.

5. Посещаемость пещеры экскурсионными группами, увеличение его

интенсивности за короткий промежуток времени ( в основном июль -

август).

Все эти факторы в свою очередь в разной степени влияют на элементы

микроклимата пещеры.

1. Благодаря наличию двух входов в пещеру в пивходовой части ее в

пределах 5 - 6 метров от входной двери образуется локальная циркуляция

воздуха в результате которой резко выделяется небольшая буферная подзона на

которую оказывает влияние, как привходовая, так и основная «нейтральная

части» пещеры.

Появление ледяных сталагмитов и сталактитов в привходовой части пещеры

связано с появлением дополнительного воздухообмена с поверхностью за счет

второго входа в полость, и является следствием большей зависимости

«привходовой» зоны от изменения температуры на поверхности, по этой же

причине.

Ощутимое увеличение температуры и влажности в средней части Тигрового

хода объясняется как естественными причинами ( здесь она была выше в

первоначальный этап исследований, т.е. до экскурсионной нагрузки) так

техногенными : наличие в течение полугода двери в Тигровый ход,

препятствующей воздухообмену, и , что наиболее важно сравнительно большее,

чем в других галереях количество посетителей. При этом необходимо

учитывать, что объемы Тигрового хода гораздо меньше, чем другие

экскурсионные галереи пещеры Мраморная. Весьма характерно, что температура

и влажность уменьшаются к дальней части Тигрового хода (меньше посетителей,

наличие связи с поверхностью или другими ,еще не пройденными частями

пещеры)

Анализируя «График среднемесячных температур...» можно сделать вывод,

что повышения эти незначительные , максимально - в середине Тигрового хода

до 12 град.С ( средняя для этой зоны 10 гр.С). Аналогично происходит

повышение влажности в этой зоне ,как видно из «Графика изменения

Страницы: 1, 2, 3, 4

МЕНЮ

Микроклимат пещеры Мраморная и формы антропогенного влияния

ИНТЕРЕСНОЕ