Тайны горы Развалки

Олег Чумаков из нашего краеведческого кружка как-то спросил Сашу Донцова:

- Помнишь, у нас на кружке был доклад о "Дневнике загадочной экспедиции". Ты веришь тому, что там, в дневнике, написано?

- Верю, - ответил Саша.

- А я нет. Уж очень много там чудес придумано и даже "вечная мерзлота" в Ставропольском крае.

- А разве ее нет?

- Ну, какая у нас может быть вечная мерзлота, когда зимой и то почти не бывает морозов! Вечная мерзлота найдена только в Сибири и в Канаде, в тех местах, где средняя температура года ниже нуля градусов. Вечную мерзлоту впервые открыли в Сибири в XVII столетии русские казаки-землепроходцы.

- Да, да, помню! - обрадовался Саша. - Заграничные ученые еще долго не верили этому открытию, и один из них... забыл фамилию...

- Леопольд фон Бух, - подсказал Олег.

- Верно! Он самый. Так этот Бух писал, что никакой вечной мерзлоты нет... Обожди, у меня его слова даже записаны, уж очень они меня задели.

Саша достал из кармана блокнот, полистал его и прочитал, подражая голосом, как ему представлялось, надлежащему тону чопорного ученого: "Я вполне убежден, что должно считать совершенно ненадежными все известия, в которых утверждается, будто на глубине нескольких футов земля даже летом была находима замерзшей в странах, где произрастают кустарниковые растения и что известия Гмелина о том, что в Якутске при рытье площади нашли мерзлую землю до 100 футов, не следовало бы повторять в учебниках, как доселе делается".

- Даже слушать противно! - возмутился Олег. - Всем давно известно, что русские ученые первыми стали изучать вечную мерзлоту, не обращая внимания на то, как к этому отнесутся в Западной Европе. Особенно много сделали советские ученые. Теперь у нас в Академии наук есть даже специальный Институт мерзлотоведения. Но в том-то и дело, вечная мерзлота в Сибири, а не в Ставропольском крае. Дался тебе этот "Дневник загадочной экспедиции". Наверно, и путешествия-то никакого не было, и в дневнике все выдумано.

- Да что нам с тобой спорить, - обиделся Саша. - Пойдем к Ивану Семеновичу, пусть он нам скажет, есть у нас в крае вечная мерзлота или нету.

Гора Развалка с западной стороны. Иван Семенович, учитель географии нашей школы, узнав о споре ребят, сказал: - Ты напрасно, Олег, так нападаешь на "Дневник загадочного путешествия". Все, что там написано - правда. Я вам раскрою секрет дневника. Ведь он был написан в нашей школе, но только давно, лет пятнадцать назад, сочинили его такие же, как и вы, члены краеведческого кружка, когда готовились к географическому вечеру на тему: "Природа Ставрополья". Готовили они его по тем же книгам о нашем крае, читая которые Вите Кузнецову удалось расшифровать их загадку. А пришли вы очень кстати. У меня сейчас в гостях Иван Иванович Быстров - вы, наверное, его знаете? Он краевед, и его книжки вы читали. Иван Иванович только что вернулся с горы Развалки, где изучал растительный покров в местах выхода холода. Вот мы и попросим его рассказать о вечной мерзлоте в нашем крае. А сам я о Развалке знаю мало, давно там не был. Могу только сказать, что она расположена в трех километрах к северу от Железноводска, имеет высоту 927 метров. Когда проезжаешь в электричке по дороге между Пятигорском и Минеральными Водами, Развалка издалека напоминает фигуру громадного льва с большой косматой гривой, лежащего на пологом пьедестале, покрытом лесом. Эту гору в XIX веке так и называли - "Спящий лев". Развалка - один из лакколитов Пятигорья, - возможно, как и Бештау, также был вулканом, и магма прорвалась здесь через толщу осадочных пород на поверхность. Застывшая магма в настоящее время составляет всю центральную часть Развалки, прорванные осадочные породы можно видеть только в нижних частях склона. Гора выглядит "спящим львом" только с восточной стороны, вблизи же она оправдывает название Развалки, или "Развала", как ее именовали в старину. Вся она состоит из растрескавшихся высоких скал, состоящих из застывшей магмы-трахита. Местами скалы и их обломки нависают над подножьем горы, грозя каждую минуту обвалом. Особенно круты недоступные для подъема южные и восточные склоны. Развалка издавна упоминается в учебниках географии и геологии как пример разрушения гор, и уже только с этой стороны она является ценным памятником природы. Склоны и подножье горы усеяны глыбами трахита, крупным щебнем, образуя "каменные моря" и "потоки камней". Вот все, что я могу сказать вам о горе, на которой действительно есть участки вечной мерзлоты. А теперь пойдемте, я вас познакомлю с Иваном Ивановичем.

- Вот, Иван Иванович, ваша будущая смена, - будущие исследователи Кавказа. Это Олег Чумаков, это Саша Донцов. Ребята интересуются Развалкой; и Олег не верит, что там есть вечная мерзлота.

Иван Иванович отложил засушенный цветок какого-то растения и, улыбнувшись, пожал засмущавшимся мальчикам руки.

- Это ты не веришь, что у нас есть вечная мерзлота? Ишь ты! Вечная мерзлота только в Сибири... Правильно. Но... не совсем. Вот послушайте!

Вечная или летняя мерзлота?

Есть и в нашем крае вечная мерзлота. И именно на горе Развалке. Вы никогда там не были, ребята? Жалко. Побывать на этой горе интересно. Ее склоны со всех сторон покрыты густым лесом из дуба, граба, ясеня, клена, яблони, груши и других лиственных пород, характерных для всего района Пятигорья. Все в этом лесу напоминает теплый юг, в нем можно встретить кусты кизила, заросли малоизвестной северянам алычи, даже вьющуюся по стволам лозу дикого винограда.

Но у подножья Развалки в некоторых местах южные растения вдруг быстро сменяются представителями северной флоры, вместо ясеня и винограда появляются корявые двухметровые березки, рябина. На почве, покрытой мхом, папоротниками и лишайниками, растут малина, подмаренник, скабиоза и другие травянистые растения, встречающиеся обычно высоко в горах. Нам удалось выяснить, что развитие растений здесь запаздывает, растения, цветущие в окрестных местах в апреле-мае, здесь начинают цвести лишь в августе, а земляника созревает только в сентябре. Размеры многих растений ненормально уменьшены, а некоторые из них даже не плодоносят. От земли тянет холодом, температура почвы здесь ниже и воздух холоднее, чем на других склонах. Под слоем мха в почве в этом районе всегда можно увидеть пластинки льда, а пустоты среди щебня украшены ледяными сталактитами. Ледяные пластинки местами достигают толщины в 2 сантиметра.

Что за чудесные превращения? Как сюда попал уголок севера? Ведь здесь, на расстоянии всего лишь трех километров к югу, у горы Железной, выходят на поверхность самые горячие источники Пятигорья - Железноводские источники. Они обжигают, а вода Развалки "морозит" опущенную в нее руку. Мы замеряли в июле температуру на расстоянии 300 метров от мерзлоты - она равнялась 30-35°, а в районе мерзлоты воздух имел всего лишь 18°; температура почвы на поверхности была 8°, а в щелях между камнями всею лишь 1° тепла.

Вечная мерзлота на склоне Развалки была обнаружена еще в 1900 году, и с тех пор в течение более 70 лет она остается совершенно неизменной. В последнюю поездку нам удалось найти много новых пятен мерзлоты не только на северном, но и на других склонах горы. Мы уже издали узнавали места с мерзлотой по зарослям березок.

И вот что мы установили: лед и холод на Развалке образуются на тех местах, где есть трещины и скопления щебня. Здесь ощущается постоянная тяга холодного воздуха снизу. Бросишь, например, сухой лист или небольшой клочок бумаги в такую трещину - и они поднимаются воздухом вверх, как бы взлетают.

Вечная мерзлота на юге, где редко бывает настоящая зима, заинтересовала многих ученых как своеобразное "чудо" природы. Надо было выяснить причину возникновения мерзлоты, расшифровать эту новую загадку земли.

В советские годы район Развалки посетило несколько экспедиций. Были сделаны шурфы, изучено распределение температур. Советские ученые ставили также и практические вопросы, интересовались возможностью использовать "подземный холод" для холодильного дела.

Недавно Развалку посетил зоолог Н.К. Верещагин. Он доказал, что в районе вечной мерзлоты иначе выглядит не только растительность, но и животный мир. В мерзлотном районе он расставил ловушки, и вскоре в них попало несколько штук снежных полевок. Снежная полевка - небольшой зверек с красивым пушистым серебристо-серым мехом, с круглой головкой, с длинным хвостом и очень длинными усами. Снежные полевки обычно живут среди скал и каменистых осыпей в зоне альпийских и субальпийских лугов. В окрестностях Пятигорска ее нигде нет, но здесь, у подножья Развалки, в районе мерзлоты она нашла подходящие условия жизни, напоминающие альпийские луга. В этом же районе было встречено несколько видов насекомых, обычно живущих в высокогорной зоне. Эти находки тоже говорят, что вечная мерзлота на Развалке существует с очень давних пор.

- Иван Иванович, ну, а как все же образовалась мерзлота не в Сибири, в недалеко от Пятигорска? - в один голос воскликнули мальчики.

- Вот этот-то вопрос и является трудным, и меня он интересует не меньше вашего. Многие из ученых задумались над его решением, много было высказано различных взглядов по этому вопросу, но до сих пор не удавалось его разрешить.

Одно из первых объяснений появления вечной мерзлоты в районе Развалки предполагало, что в момент "развала" Развалки, при разломах горы, происшедших в отдаленное время, крупные камни и их осколки "похоронили" под собою пласты мощного снегового покрова, "дыхание" которого до сего времени чувствуется на поверхности. Но это невероятно, в этом случае, чтобы сохранился холод сотни и тысячи лет, здесь должны были быть засыпаны целые горы снега.

Я тоже не сразу мог объяснить мерзлоту. Первоначально мы с товарищами предполагали, что она связана не с внешним холодом, а с внутренним теплом земли, с вулканическим происхождением Развалки.

Пятигорье - это район умирающего вулканизма, его недра изобилуют углекислым газом, насыщающим также воду минеральных источников. Возможно, и под Развалкой имеются большие скопления углекислоты, находящейся под большим давлением. А из физики вам, ребята, вероятно, известно, что всякий газ, в том числе и углекислота, при уменьшении давления расширяется и в силу этого резко понижается его температура.

Используя это свойство газов, у нас устроены холодильники, работающие на сжатом газе. Возьмем другой пример. Если открыть вентиль у баллона со сжатой углекислотой, то газ, расширяясь в воздухе, настолько сильно охлаждается, что быстро выходящая углекислота мгновенно превращается в белые, все время испаряющиеся хлопья в виде снега. Рукой эти хлопья взять нельзя, можно обморозить пальцы.

Казалось, что и Развалка представляет собой громадный природный холодильник - здесь углекислый газ, проходя из глубины во внешние трещины, расширяется, понижает температуру и охлаждает воздух.

Участие углекислого газа в образовании мерзлоты Развалки мы видели в том, что здесь в промежутках между щебнем в воздухе было обнаружено 0,3 процента углекислого газа, что в 10 раз превышало обычное содержание этого газа в воздухе. А на дне сухого колодца (в районе мерзлоты) за ночь накапливалось до 14 процентов углекислого газа.

Жизнь, как увидите, опровергла и это предположение.

В пятидесятых годах Развалка детально изучалась геологами. У ее подножья были заложены три горизонтальные штольни с восточного, южного и западного склонов. Проходка восточной штольни вскоре была прекращена из-за обвалов. Западная, длиной 400 метров, дошла до центра массива, где соединилась с южной, протяженностью 700 метров.

Геологи выяснили, что Развалка сложена из застывшей магмы, трижды поднимающейся из глубин. Кристаллический массив горы, имеющий в верхней части диаметр около одного километра, книзу переходит в узкий шток, соединяющий застывшую магму с глубинным очагом. Массив разбит сверху донизу трещинами длиною до трехсот метров. Некоторые из них узки - 3-5 сантиметров, другие достигают в ширину нескольких метров, они или открыты - "зияют", или забиты перетертой породой, но тем не менее по ним легко циркулирует воздух.

Создание штолен не изменило "мерзлоты", напротив, они стали новыми местами выхода холода. Дальнейшие наблюдения показывали, что летом из западной штольни (вход в южную в скором времени был забит), так же, как и из щелей, постоянно дул наружу поток воздуха со скоростью до 3 метров в секунду с температурой от 0 до +1°, при температуре наружного воздуха в 25-30°.

Наблюдения проводились, а решение вопроса о происхождении мерзлоты не продвигалось. Беда была в том, что первоначально исследователи посещали гору только летом. Но вот как-то мы с товарищами приехали к Развалке в январе посмотреть, как ведет себя поток холодного воздуха в зимнее время. И к нашему изумлению оказалось, что те щели, которые летом "выдыхали" холодный воздух, теперь с такой же силой, 2-3 метра в секунду, засасывают воздух вовнутрь. В щели втягивался дым от папирос, влетали подбрасываемые вверх мелкие кусочки бумаги.

В этот же день наружный воздух, с температурой -8° втягивался внутрь западной штольни со скоростью 1,5 метра в секунду. На расстоянии 300 метров от входа в штольне было найдено много больших сосулек и ледяных сталагмитов.

Обнаруженная сезонная циркуляция воздуха поставила под сомнение роль в этом глубинного углекислого газа. Повторной проверкой установлено, что внутри штольни и у щелей в воздухе содержится нормальное количество углекислоты - 0,03 процента. Видимо, повышенное содержание углекислого газа, обнаруженное много лет назад при первом анализе, было временным и объяснялось гниением органических остатков как на дне колодца, так и в толще дерна возле щелей.

Развалку теперь посещали и летом и зимой. Но загадка мерзлоты все еще оставалась нераскрытой, так как все наблюдения велись только у подножья горы и никто еще не был в зимнее время на ее вершине.

Напрашивался вопрос, куда девается воздух, засасываемый в трещины и штольню в зимний период? 27 февраля 1962 года была организована экспедиция, ставящая задачей выяснить этот последний вопрос. Нас было двое, я и преподаватель геологии пединститута - Петр Аверьянович Костин. Утром мы вышли из Железноводска, было ясно, весь день держался небольшой мороз -3,3° и значительная изморозь на деревьях. Подошли к западной штольне, в нее втягивался воздух, со скоростью 1,25 метра в секунду. В 50 метрах от устья штольни также дул ветер внутрь горы, но он был уже теплее. Во всех щелях, у подножия северного ската та же картина: морозный воздух втягивается внутрь горы со скоростью 0,9 метра в секунду, а в снежном покрове, вокруг щелей, образовывались раструбы - воронки, суживающиеся в сторону щели.

Начали взбираться вверх. Подъем по оледенелым камням, прикрытым снегом, по склону крутизной в 30° был нелегким, но все мы "вползли", достигли срединной площадки, поднятой от подошвы на 50-100 м. Продвигаемся к югу, ближе к голове "Спящего льва". Всюду снежный покров в 15-20 сантиметров. Но что это впереди? - зеленая лужайка среди снега. На ней заросли зеленых растений, некоторые из них, например, толстостенка крупнолистная, уже с бутонами цветков, вот-вот готовых распуститься. Таких проталин среди снега, разных форм и размеров, с растениями и еще без них, оказалось довольно много. Нетрудно было обнаружить, что всюду - на таких лужайках и проталинах, между камнями и из трещин выходили струи теплого воздуха с температурой до 8°. Поднесенный к ним легкий крыльчатый анемометр показал скорость потока воздуха до 1,5 метра в секунду, так что опять воздух поднимал кусочки сухой бумаги и листьев.

Ветви деревьев над большими лужайками, с более сильными струями теплого воздуха, украшались мощными сосульками от обтаивающей изморози, прочно удерживающейся на окрестных деревьях, которых теплый воздух не достигал. Теперь нам стали понятны рассказы сторожа водокачки, расположенной у северного подножия Развалки, что иногда, в морозные дни, он видел, как над Развалкой поднимались вверх пар и небольшие облачка - они возникали на морозе из водяных паров, выносимых из трещин струями теплого воздуха.

Проталины с травой наглядно показали, куда уходит воздух, засасываемый в трещины у подножия горы зимой, - закончил Иван Иванович.

- Ну, а почему же засасывается воздух холодный, а выходит теплый? - почти одновременно спросили Саша и Олег.

- А тут такая история, - продолжил рассказ собеседник. - Нельзя забывать, что по трещинам, пронизывающим Развалку, воздух движется не только летом, но и зимой.

Зимой в естественных трещинах Развалки воздух теплее окружающего и потому поднимается вверх. Снизу в отверстия засасывается морозный воздух, он нагревается в прогревшихся за лето щелях и продолжает движение в верхние части трещин, а на его место засасываются новые порции холодного воздуха - гора все глубже и глубже промерзает.

С наступлением лета холодный плотный воздух начинает вытекать из отверстий в нижней части горы. Сверху же на его место начинает засасываться теплый воздух через те же отверстия, вокруг которых зимой образовывались зеленые лужайки. Заметить втягивание воздуха летом на верхнем уровне очень трудно из-за высокой травы, покрывающей площадку. Засосанный теплый воздух постепенно охлаждается о промерзшие за зиму стенки трещин, стекает вниз и пополняет вытекающий воздушный поток. За лето стенки трещин и заполняющий их воздух достаточно прогреваются. Когда начнутся зимние морозы, воздух, согретый в трещинах, вновь начнет движение вверх, на его место снизу снова будет засасываться холодный. Движение воздуха вниз или вверх продолжается до тех пор, пока температура его снаружи и внутри трещин не сравняется. В переходные моменты года - весной и осенью - движение воздуха прекращается и возобновляется вновь при наступлении жары или морозов. Интенсивность процесса от года к году изменяется. Наиболее сильные потоки холодного воздуха летом будут в год с очень холодной зимой, а потоки теплого воздуха, наоборот, в зиму после очень жаркого лета. Итак, - заключил Иван Иванович, - нашей экспедиции повезло, в этот день ей удалось увидеть механизм циркуляции воздуха горы Развалки, приводящей к образованию мерзлоты, что не удавалось осуществить почти за 70 лет исследования этой горы.

- Ну, а где-нибудь у нас есть еще такие же места? - спросил немного озадаченный Олег,

- Есть и даже не одно. Развалка (продолжал неутомимый рассказчик) с ее системой длинных горизонтальных трещин и вертикальных ходов похожа на сквозные, или "продувные" пещеры, с верхним и нижним выходами, встречающиеся иногда в карстовых районах. К ним относится и знаменитая Кунгурская ледяная пещера на Урале. Она расположена в толще гипсов, слагающих высокую террасу, называемую Ледяной горой, на правом берегу реки Сылвы. На ее террасе много воронок, соединяющихся вертикальными трещинами с горизонтальными полостями пещеры. Циркуляция воздуха тут такая же, как и на Развалке. Зимой наиболее близкие к входу в пещеру, - Бриллиантовый и Полярный гроты - очень сильно охлаждаются. На их стенках образуется много разнообразных по форме и размерам ледяных кристаллов в виде шестигранных пластинок, ледяных цветов, друз, гроздей, гирлянд, а также сосулек и ледяных сталагмитов. Летом, когда возникает обратная тяга воздуха и пещера постепенно прогревается, часть ледяных образований растаивает, но полностью исчезнуть не может. Кунгурскую пещеру ежегодно посещают свыше 100 тысяч туристов, возле нее расположена турбаза.

- А какая же на Развалке "вечная мерзлота", если тут и тепло участвует? - воскликнул все еще скептически настроенный Олег.

- Верно говоришь, Олег, - произнес Иван Иванович, - в терминологии нам кое-что можно было бы и изменить. Наши наблюдения показали, что мерзлота Развалки является не "вечной", а только "летней" мерзлотой и то только в нижних участках горы. Зимой же эти уровни имеют условия, общие с окружающей местностью.

А верхние части, напротив, в зимнее время оказываются ненормально теплыми. Это даже вызывает рост и цветение растений зимой.

- Значит, Развалка - это район летней мерзлоты внизу и зимней теплоты вверху, - резюмировали довольные рассказом Ивана Ивановича ребята.

Схема движения воздуха в массиве Развалки зимой и летом В заключение И.И. Быстров рассказал еще об одной чудесной особенности горы Развалки, которая также была выявлена недавно. Насыщенный водяными парами теплый воздух, засасываемый внутрь горы, охлаждается о стенки трещин, водяные пары конденсируются - превращаются в холодную прозрачную воду. Она дает начало источнику у северного подножья Развалки, который прежде называли Графским. Вода этого источника по водопроводу поступает в Железноводск для разбавления горячей минеральной воды, используемой для лечебных ванн. Этот источник с самой холодной (от 1 до 5°) на Кавминводах водой, в непосредственной близи от источников Железноводска - с самой горячей водой в Пятигорске - тоже являлся вторым чудом этого района, но, как вы видели, ребята, все чудеса природы постепенно разгадываются человеком.