Известия Русского географического общества, 2020, T. 152, № 2, стр. 70-74

Краткая физико-географическая характеристика объектов исследований. В 100 км на юго-восток от г. Уфа, на границе Архангельского и Гафурийского районов Республики Башкортостан, значительную известность получили две пещеры с многолетним льдом: Аскинская (371 м/ 24 м) и Киндерлинская (им. 30-летия Победы) (около 13 км/235 м) [6]. Подземные полости расположены в 10 км друг от друга, в пределах одного горного хребта Алутау, имеющего максимальные абсолютные высоты до 650 м (рис. 1). Входы в эти пещеры находятся на близких по значениям абсолютных отметках: соответственно 260 и 208 м [4]. Их относительные превышения над местными дренами также различаются незначительно: Аскинская пещера расположена в 60 м над руслом р. Каранъюрт, а Киндерлинская – в 70 м над р. Киндерля.

Рис. 1.

Район исследований. Fig. 1. Region of explorations.

В геологическом отношении обе подземные полости заложены в серых и темно-серых известняках верхнего девона, падающих под углом от 8° до 34° в направлении запад–северо-запад [4]. Климат территории континентальный при средней годовой температуре воздуха 2.2°С и ее годовой амплитуде 36°С. Среднее годовое количество осадков составляет 740–750 мм, из которых около 30% выпадет в холодный период года. Высота снежного покрова в районе пещер достигает 0.7–0.8 м. В зимний сезон преобладающими являются ветра южных румбов. Растительный покров в окружении обеих пещер также практически идентичен: здесь произрастают широколиственные и хвойно-широколиственные леса, типичные для западных склонов Южного Урала (липа сердцелистная, сосна обыкновенная и др., в поймах – ольха серая) [3].

Обе пещеры – Аскинская и Киндерлинская − характеризуются широким распространением снежно-ледовых образований (наледи-покровы, ледяные сталактиты, ледяные сталагмиты, ледяные кристаллы, снежники), описанных ранее Г.В. Вахрушевым [1], И.К. Кудряшовым [2], Ю.В. Соколовым [5] и др. Сезонные льды формируются около входов в подземные полости, либо в их внутренних частях под трещиноватыми или расположенными близко к дневной поверхности сводами, где летние температуры поднимаются выше 0°С. В зонах, где средние годовые температуры отрицательны, а летние – близки к 0°С, развиваются многолетние льды.

Итоги экспедиционных работ. Входы в обе подземные полости расположены в верхних участках склонов, имеют провальный генезис и, как следствие, огромные размеры: вход в Аскинскую пещеру имеет вид вытянутой арки длиной более 20 м при высоте около 9 м, а вход в Киндерлинскую − в виде трапеции высотой 12 м при ширине около 7 м. Экспозиции входов имеют почти противоположные направления: Аскинская обращена на северо-восток, а Киндерлинская – на юг.

Согласно классификации, разработанной для сибирских пещер со льдом [8], по условиям возникновения холода и накоплению снега и льда пещера Аскинская представляет собой в морфологическом плане крупнейшую на Южном Урале подземную полость мешкообразного типа с огромной по объему наледью. Площадь наледи-покрова в Аскинской пещере составляет около 5 тыс. м², а его мощность, по данным нашего бурения, варьирует от 60–62 см в центре зала до чуть более 2 м – в его северо-западной части. Полученные данные по мощности льда вполне совпадают с материалами георадарной съемки, проведенной Ю.И. Степановым и др. [7]. Что касается Киндерлинской пещеры, то в этой крупнейшей по длине и амплитуде горизонтальной пещере Южного Урала многолетняя наледь сформировалась также в мешкообразной по морфологии части пещеры. Здесь наледь расположена у основного входа в подземную полость, занимая участок протяженностью около 120 м при ширине порядка 6–12 м. Мощность наледи изменяется от нескольких сантиметров около начала и окончания до 7–8 м в ее центральной части.

В летний период 2019 г. в пещерах Аскинская и Киндерлинская ручным механическим ледовым буром ПИ-8 с диаметром 130 мм было осуществлено бурение льда до глубины 2 м. В Аскинской бурение осуществлялось в несколько этапов в северо-западной, наиболее мощной, выровненной части наледного тела. В Киндерлинской бурение льда было организовано в районе плоской площадки, расположенной в середине уступа высотой около 4 м. Затем ледяные керны разрезались на отдельные части длиной 20 см, которые упаковывались в двойные zip-пакеты.

В лабораторных условиях лед расплавлялся, отстаивался 8 ч, а затем талая вода переливалась в стерильные пробирки с завинчивающейся крышкой объемом 15 мл (производство компании Corning).

Состав пещерного льда (42 элемента) определялся методами масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (Elan 6100 DRC) и атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (Optima 3300 RL). Калибровка растворов осуществлялась на основе High Purity Standarts ICP-MS-68B (Solution A + Solution B) (100 мг/л). Контроль точности проводился с использованием раствора High Purity Standarts CRM-TMDW (trace metals in drinking water standart).

Как и предполагалось, в условиях образования подземных полостей в карбонатных породах в составе пещерных льдов наибольшими концентрациями характеризуется химические элементы Ca (от 17 959 до 48 571 мкг/л для Аскинской и от 8911 до 42 710 мкг/л для Киндерлинской) и Mg (от 302 до 3617 мкг/л для Аскинской и от 1204 до 2772 мкг/л для Киндерлинской).

Из рис. 2 видно, что содержание кальция в пещерном льде значительно изменяется по глубине: наблюдается его уменьшение в обеих пещерах до глубины 30 см и увеличение на глубинах от 110 до 150 см. Содержание магния в целом мало изменяется по глубине, за исключением концентрации у поверхности (для Аскинской) и на глубине 190 см – для Киндерлинской.

Рис. 2.

Изменение по глубине химического состава льда из пещер Аскинская и Киндерлинская. Fig. 2. The changes of the cave ice chemical composition in the Askinskaya and Kinderlinskaya caves.

Порядок полученных значений содержания Ca и Mg в пещерном льде в рассматриваемых подземных полостях Южного Урала соответствует данным подобных исследований в пещере Вукушик (Хорватия), где лед отбирался также на разных отметках до глубины 2 м [9]: для Сa эти значения варьируют от 3560 до 33800 мкг/л, а для Mg – от 57.4 до 914 мкг/л.

В распределении по глубине Zn (рис. 2) отмечается аномалия для пещеры Аскинская: значительный скачок значений содержания этого элемента на глубинах от 70 до 110 см, что дает основания предполагать наличие участка антропогенного загрязнения в этой подземной полости.

Как показали изотопные исследования льда из пещеры Аскинская с помощью лазерного анализатора Piccaro, значения содержания изотопов δ¹⁸О здесь варьируют от –11.96 до –12.66‰.