В 2005 году нами были продолжены уже традиционные для "Лабиринта" спелеологические исследования в Кулогорских пещерах, среди которых:

• топографическая плановая съемка новых участков пещер;
• высотная привязка входов и отдельных элементов морфологии пещер к абсолютной системе высот;
• гидрологические наблюдения – динамика уровней подземных водоемов.

Наряду с этими исследованиями, нами начаты новые виды работ, отчасти являющиеся "пионерными" не только для "Лабиринта" и Архангельска, но даже, возможно, и для всех стран бывшего СССР. Таких инноваций у нас довольно много, поэтому здесь придется ограничиться только их простым перечислением с короткими комментариями.

1. Измерение скорости карстовой проработки стен пещер.

В 2005 году было завершено оборудование сети так называемых "постов СКД". Полное название – "посты наблюдения за скоростью карстовой денудации". Всего оборудовано 12 постов СКД, в том числе в:

• К-1 – 4 поста,
• К-2 – 1 пост,
• К-13 – 1 пост,
• К-4 – 4 поста,
• К-8 – 1 пост,
• К-5 – 1 пост.

Каждый пост СКД состоит из 1-4 рядов контрольных точек, по которым сняты первичные замеры. Всего в 6 пещерах скорость проработки стен будет контролироваться по 143 контрольным точкам. Первый повторный замер по всем постам предполагается провести по истечении 3 лет с момента их оборудования, точнее – после прохождения 3 весенних паводков.

2. Плановая топографическая съемка поверхности с помощью GPS-навигатора.

Нами начата топографическая плановая съемка основных "жестких" элементов рельефа (уступ, карстовые лога, гидрографические объекты), привязка входов пещер и крупных карстовых котловин с помощью спутниковых навигаторов GPS и материалов космической фотосъемки. Пока что в этом новом для нас деле еще очень много накладок, неясностей и ошибок, но процесс пошел. В итоге мы хотим получить компьютерную трехмерную модель поверхностного рельефа территории Кулогорского спелеомассива в системе географических координат, включающую в себя также и известные подземные карстовые объекты. Для повышения точности GPS-привязок в Кулогорах возле дома оборудован так называемый "Кулогорский меридиан" - врытый в землю столб, который в дальнейшем будет использоваться как точка отсчета для выполнения относительных измерений с повышенной точностью. Ответственным специалистом по этой теме является член АСА "Лабиринт" Сорокин Сергей из Твери, имеющий неплохой опыт и достаточно обширные знания в области применения GPS-технологий.

3. Ландшафтно-карстологическая съемка поверхности.

Еще один новый вид работ, тоже связанный с GPS-технологией, начатый нами в этом году – это ЛАНДШАФТНО-КАРСТОЛОГИЧЕСКАЯ СЪЕМКА ПОВЕРХНОСТИ СПЕЛЕОМАССИВА. Ее конечной целью является составление ландшафтно-карстологической карты участка от русла Пинеги до лога Мельничного ручья (при средней ширине полосы с З на В около 1,5 км), на которой будет отражена плотность поверхностной закарстованности (к-во воронок на 1 кв. км) всей площади участка, а также выделены основные ландшафтные элементы (урочища).

Поверхностный карст в Кулогорах характеризуется, прежде всего, высокой плотностью заложения воронок. Во время съемки "параллели" приходится двигаться прямо, старясь не обходить бесчисленные "ямы", встречающиеся на пути.

Методика этих исследований достаточно проста: вся территория покрывается равномерной сеткой параллельных маршрутов, позволяющих иметь на поверхности карстового массива сеть точек наблюдения с шагом в 250 м. При прохождении каждого прямого отрезка маршрута между соседними точками подсчитывается количество карстовых воронок, непосредственно прилегающих к линии движения, по которому потом определяется средняя плотность закарстованности для данного квадрата (250х250м). Кроме того, на маршруте кратко, в табличной форме, описывается характер растительности по 4 категориям: древесные виды, подлесок, кустарнички и мохово-травяной покров. По всем съемочным точкам определяются GPS-координаты.

Летом 2005 года нами пройдено более 20 км съемочных маршрутов (предстоит пройти еще около 30 км), по которым составлена предварительная СХЕМА ПОВЕРХНОСТНОЙ ЗАКАРСТОВАННОСТИ, на которой уже выделяются зоны с экстремально высокой плотностью воронок, иногда превышающей 10 тысяч на 1 кв.км!

Вот первые результаты нашей летней ландшафтно-карстологической съемки поверхности: плотность карстовых воронок на обследованной территории (около 10 кв. км) распределилась следующим образом:

• до 100 воронок на 1 кв.км - 16%
• до 1000 - 20%
• до 2000 - 21%
• до 4000 - 22%
• до 7000 - 14,5%
• до 10 000 - 5%
• более 10 000 - 1,5%

По самому скромному и грубому подсчету у нас на этой площади получается более 16 000 воронок разной величины. Или в среднем - около 1600 форм на 1 кв. км.

Все "параллели" обязательно выходят к Кулогорскому уступу. Съемочная бригада возле устья Калевицкого лога.

Одной из главных целей данных исследований является определение по характеру поверхностного карста вероятных пространственных границ Кулогоской спелеосистемы.

После завершения первого этапа ландшафтно-карстологической съемки эта работа, возможно, будет продолжена с охватом территории к востоку от обследуемой сейчас полосы – то есть, вглубь карстового плато.

4. Видеоразведка и проходка горизонтальных скважин в подземных высыпных конусах.

Были проверены две новые технологии, которые можно отнести к категории "разведывательных".

Во-первых, была успешно реализована предложенная Сергеем Сорокиным идея "видеоразведки" с помощью мини-видеокамеры недоступных для непосредственного прохождения пространств – щелей, узких первичных каналов, полузакрытых сифонов-шкуродеров и т.п. Им была изготовлена разборная штанга, к которой прикреплялся миниатюрный видеозонд с системой подсветки пространства в рабочем секторе черно-белой видеокамеры, сконструированный и изготовленный Вальдемаром Францем. Получаемый камерой видеосигнал передавался по кабелю на маленький телевизор, любезно предоставленный нам Сергеем Пологлазковым. Полевые испытания всей системы были проведены нами в Северном Районе пещеры К-2, где этот "глаз на палочке" пропихивался в перспективную щель на всю длину 4-метровой штанги. К сожалению, за щелью не оказалось проходимого продолжения пещеры, но вся электронная аппаратура работала нормально.

Сергей Сорокин в Северном Районе пещеры Кулогорская-2 готовит "глаз на палочке" (коричневый цилиндр с желтой головкой) к работе. Фото И. Тильмана.

Во-вторых, была успешно реализована идея ГОРИЗОНТАЛЬНОГО УДАРНОГО БУРЕНИЯ высыпных конусов с помощью разборного бурового снаряда, состоящего из конической стальной головки, свинчивающихся трубчатых штанг и массивной ударной пятки. Буровой снаряд в сборе втыкается конической головкой в конус, перекрывающий ход пещеры, а затем вбивается в него, как гвоздь, горизонтально ударами по пятке 3-килограммовой кувалдой. По мере углубления снаряда в тело конуса длина его наращивается новыми кусками трубы – пока конус не будет пройден насквозь.

Буровой снаряд для горизонтального ударного бурения состоит из: ударно-уплотняющей головки, буровой штанги с резьбой на обоих концах, соединительных муфт и массивной пятки для нанесения ударов кувалдой.

После сквозного прохождения конуса от бурового снаряда отвинчивается пятка, и через трубу выталкивается вперед коническая ударная головка. В результате этого, мы получаем круглый канал диаметром 37 мм, проходящий сквозь конус и выходящий в пространство за ним. Через этот канал можно просунуть описанный выше видеозонд на штанге и обследовать пустоту за конусом.

Все детали бурового снаряда были изготовлены или куплены в Архангельске с помощью Миши Некрасова, Андрея Тильмана, Сергея Пологлазкова и Александра Кабанихина. Большое им всем за это спасибо!

Буровой снаряд в сборе.

Эта идея была нами успешно реализована почти в полном объеме. Полевые испытания "буровой установки" проходили в том же Северном Районе пещеры К-2. Мы готовились к длительному, многочасовому, процессу пробивания конуса, сложенного доломитовым щебнем, среди которого попадались и небольшие глыбки. В действительности процесс проходки оказался неожиданно быстрым – 2 метра железных труб мы, за два захода, вколотили в конус всего за каких-то 50 минут чистой работы! Правда, этого так и не хватило, чтобы пройти препятствие насквозь... Но зато все сработало строго по плану: направляющий конус был вытолкнут вперед, в пространство миниатюрной естественной полости внутри конуса, которое потом с огромным успехом было осмотрено с помощью "глаза на палочке".

Видеозонд на сборной алюминиевой штанге просунут сквозь двухметровый разборный буровой снаряд, уходящий в конус.

Итак, обе новые технологии показали себя очень хорошо и могут быть рекомендованы для дальнейшего использования при обследовании "перспективных тупиков", заканчивающихся непроходимыми щелями или перекрытыми конусами.

На экране телевизора было четко видно изображение внутренности трубы бурового снаряда и небольшой полости внутри конуса.

5. Микроклиматические наблюдения в пещерах.

Микроклиматические наблюдения в Кулогорских пещерах не проводились уже очень много лет (более 15) по очень прозаической причине – полного отсутствия термометров подходящей точности.

В этом году нами была реализована давняя идея использования для этих целей ТЕРМИСТОРОВ (или по-другому – ТЕРМОРЕЗИСТОРОВ) – резисторов, изменяющих свое сопротивление в строгой зависимости от их собственной температуры.

Перед установкой в пещере термисторы вставляются в бумажные гильзы и заливаются парафином. Такой изолированный термодатчик становится менее чувствительным по отношению к неизбежным тепловым «помехам», производимым в пещере человеком.

Методика достаточно проста. Первоначально все термисторы калибруются в термосе с тающим льдом при 0°С – с помощью омметра измеряется сопротивление каждого из них при такой температуре. Затем, при любой другой температуре, измеряется сопротивление термистора и определяется разница этого значения с сопротивлением при 0°С. Полученные Омы переводятся в градусы Цельсия – получаем температуру той среды, в которую погружен термодатчик. Точность измерения – 0,15 градуса С.

Эта методика позволила нам работать в 3 исследовательских направлениях. Всего нами летом 2005 года использовалось 100 термодатчиков. С их помощью была произведена термометрическая съемка 4 пещер: К-1, К-2, К-13 и К-4. По этим данным будут составлены новые "схемы распределения температур воздуха в летний период" для всех этих пещер.

Для измерения температуры воздуха залитый парафином термодатчик подвешивается в средней части хода.

6. Микротермометрические наблюдения в карстовых воронках.

Описанная выше методика позволила нам начать совершенно новые исследования – микротермометрические наблюдения в карстовых воронках над Кулогорскими пещерами. Цель – изучение общего "температурного фона" и обнаружение температурных аномалий в толще рыхлых грунтов, покрывающих склоны воронок. Выявление таких аномалий может служить косвенным доказательством существования механизма циркуляции пещерного воздуха через днища задернованных карстовых воронок.

Ольга Новыш снимает показания с термодатчика, закопанного на дне карстовой воронки.

Для измерения температур грунтов термодатчики погружались в скважины, пробитые на глубину 15-30 см, и там оставлялись на весь период наблюдений. В каждой из наблюдаемых воронок прокладывался "профиль", включающий в себя, минимум, 5 термодатчиков: на верхних краях воронки, на противоположных склонах и на дне. Данные снимались с каждого датчика 1-2 раза в сутки.

Всего такими наблюдениями в августе 2005 было охвачено 20 воронок в районе пещер К-13 и К-4. Самое поразительное, что нам удалось-таки подсечь одну температурную аномалию – температуры на одной точке наблюдения почти всегда были немного выше "нормы". Эта воронка была нами выбрана для круглогодичного наблюдения и переоборудована для работы в зимних условиях. Кроме того, так же точно была оборудована еще одна воронка с "типичным" температурным профилем.

В воронке на поверхности видны только провода термодатчиков, спрятанных в грунт. Данные снимаются с помощью обычного мультиметра.

Эти исследования были мотивированы результатами зимнего "прощупывания" воронок с помощью "зонда" - лыжной палки. "Прощупывание" показало, что в некоторых воронках даже в конце зимы (март) на дне могут быть проницаемые для зонда небольшие по площади участки не промерзшего грунта. (В то время как вся поверхность земли, в том числе – в воронках, проморожена до каменной твердости). Предположительно, эти воронки служат "дыхательными отверстиями" для пещерного воздуха, циркулирующего по "зимнему типу". Именно в них, по идее, и должны обнаруживаться сезонные положительные температурные аномалии.

7. Микротермометрия стен карстовых полостей.

Третий вид новых исследований с помощью термисторов был начат "Лабиринтом" в ноябре 2005 года. С помощью стационарных термодатчиков, погруженных в скважины, пробуренные в стенах пещерных ходов, мы хотим проследить динамику процесса зимнего охлаждения (промерзания) пещер. В начале ноября Антоном Казаком оборудовано 17 так называемых СТТ - "стенных точек термометрии":
- 10 СТТ в пещере К-4, от входа через всю пещеру до Беломорья;
- 7 СТТ– в пещере К-1, от входа через Ближний Лабиринт до воды в Главном ходе.

Для измерения температур стен пещеры термодатчики вставляются в скважины глубиной 100 мм. Олег Бутаков сверлит скважину для оборудования новой СТТ в пещере Троя.

8. Эхография.

Еще следует, пожалуй, совсем кратко упомянуть эксперимент по так называемой "эхографии", который проводился нами в пещере К-2 по заданию одного московского ученого-акустика. Идея заключается в том, что по цифровой записи звукового эха от крика, стука или свиста можно давать заключение об объемах полости, находящейся за шкуродером или вообще непроходимой узостью. Такой эксперимент с записью сигналов на цифровые диктофоны был проведен Антоном Казаком с помощниками. Результаты были отправлены в Москву "заказчику" для их обработки специальной компьютерной программой.

Криогенные минеральные образования

Эксперименты по измерению испарения