СУБАКВАЛЬНЫЕ СТАЛАКТОИДЫ В ДАЛЬНЕМ ВЕРХНЕМ ОЗЕРЕ ПЕЩЕРЫ ШУЛЬГАН-ТАШ (ЮЖНЫЙ УРАЛ)

О. Я. Червяцова, С. С. Потапов, Л. Ю. Кузьмина, Л. В. Леонова

Червяцова О. Я. и др. Субаквальные сталактоиды в Дальнем Верхнем озере пещеры Шульган-Таш (Южный Урал) // Известия УГГУ. 2018. Вып. 2(50). С. 20-25. DOI 10.21440/2307-2091-2018-2-20-25

Актуальность работы обусловлена необходимостью комплексного изучения минералогических и микробиологических параметров пещеры Шульган-Таш (Каповой), представляющей собой археологический памятник мирового значения.
Цель работы: описание находки субаквальных сталактоидов из пещеры Шульган-Таш и решение минералого-генетических вопросов.
Методология исследования: в работе применялись гидрохимические, электронно-микроскопические и микробиологические методы исследований.
Результаты. В статье впервые для России описаны субаквальные сталактоиды (в зарубежной литературе называемые «Pool Fingers» – бассейновые пальцы) – карбонатные образования пещер с однозначно не установленным происхождением, формирующиеся в прибрежных зонах пещерных водоемов. Субаквальные сталактоиды найдены в Дальнем Верхнем озере, на втором этаже пещеры Шульган-Таш, в 700 м от входа. Субаквальные сталактоиды распространены вдоль восточного и западного берегов озера. Это тонкие вытянутые агрегаты кремового цвета длиной до 30 см, сложенные кальцитом. Образовались они в озере с гидрокарбонатно-кальциевым типом воды, общей минерализацией 390–510 мг/л, водородным показателем, близким к нейтральному (pH 6,8–7,3) и с незначительным (не более 5 мг/л) содержанием магния, сульфатов и хлоридов. Поверхность сталактоидов покрывает биопленка внеклеточных полимерных веществ (extracellular polymeric substances – EPS) и микроорганизмов, в среде которой происходит кристаллизация кальцита. Внутри агрегатов встречаются уплощенные нити биологического происхождения «филаменты», таксономическая принадлежность которых неясна. Кальцит представляет собой блочные, с элементами расщепления кристаллические субиндивиды размером 200–300 µm. Нередко наблюдается проявление скелетного роста кристаллов. Исследованиями подтверждается участие микроорганизмов в генезисе субаквальных сталактоидов. По всей видимости, нитчатые бактериальные маты играют роль затравок и «каркаса», обеспечивающего гравитационно-ориентированный рост агрегатов. Внеклеточное полимерное вещество (EPS), обладающее способностью образовывать комплексные соединения с ионами Ca2+, может опосредованно приводить к осаждению кальцита.
Выводы: для субаквальных сталактоидов (Pool Fingers) обоснован микробно-опосредованный генезис, схожий с описанными в литературе североамериканскими аналогами.

Ключевые слова: субаквальные сталактоиды; Pool Fingers; вторичные минеральные образования; карбонаты; кальцит; скелетные кристаллы; бактерии; пещера Шульган-Таш.

ЛИТЕРАТУРА

1. Червяцова О. Я., Казадаев Д. С., Дбар Р. С., Экба Я. А. Изучение особенностей естественной вентиляции Новоафонской пещеры (Абхазия) с использованием радонометрической съемки // Устойчивое развитие горных территорий. 2016. Т. 8, № 2. С. 109–119.
2. Червяцова О. Я., Дбар Р. С., Потапов С. С., Кузьмина Л. Ю. К проблеме диоксида углерода (CO2) и карбонатного минералообразования в Новоафонской пещере (Абхазия) // Устойчивое развитие горных территорий. 2016. Т. 8, № 4. С. 378–392.
3. Nestola F., Kasatkin A. V., Potapov S. S., Chervyatsova O., Lanza A. First crystal-structure getermination on natural lansfordite, MgCO3· 5H2O // Mineralogical Magazine. 2017. Т. 81, № 5. С. 1063–1071.
4. Кузьмина Л. Ю., Галимзянова Н. Ф., Абдуллин Ш. Р., Рябова А. С. Микробиота пещеры Киндерлинская (Республика Башкортостан) // Микробиология. 2012. Т. 81, № 2. С. 273–281.
5. Barton H. A., Northup D. E. Geomicrobiology in cave environments: past, current and future perspectives // J. Cave Karst Stud. № 69. P. 163–178.
6. Kambesis P. The importance of cave exploration to scientifc research // Journal of cave and karst studies the National Speleological Society bulletin. 2007. Vol. 69, № 1. P. 46–58.
7. Melim L. A., Northup D. E., Spilde M. N., Jones B., Boston P. J., Bixby R. J. Reticulated flaments in cave pool speleothems: microbe or mineral? Journal of Cave and Karst Studies. 2008. Vol. 70, № 3. P. 135–141.
8. Melim L. A., Liescheidt R., Northup D. E., Spilde M. N., Boston P. J., Queen J. M. A biosignature suite from cave pool precipitates, Cottonwood Cave, New Mexico // Astrobiology. 2009. Т. 9, № 9. С. 907–917.
9. Merino A., Ginés J., Tuccimei P., Soligo M., Fornós J. J. Speleothems in Cova des Pas de Vallgornera: their distribution and characteristics within an extensive coastal cave from the eogenetic karst of southern Mallorca (Western Mediterranean) // International Journal of Speleology. 2014. Vol. 43, № 2. P. 125–142.
10. Meyer S., Plan L. Pool-Fingers – eine kaum bekannte Sinterform biogenen Ursprungs // Mitt. Verb. dt. Höhlen- u. Karstforscher. 2010. № 56 (4). P. 104–108.
11. Вахрушев Б. А. Типы, генезис и минералогия пещерных отложений / Пещеры. Информационно-поисковая система. URI: https://speleoatlas.ru/about-caves/natural-caves/tipygenezis-i-mineralogiya-peshchernykh-otlozheniy/
12. Рогожников В. Я. Воднохемогенные отложения в карстовых полостях-лабиринтах Подольского Приднестровья // Пещеры. Типы и методы исследования. Пермь: Пермский университет, 1984. С. 45–55.
13. Hill C. A., Forti P. Cave minerals of the world. Huntsville: National speleological society, 1997. 463 p.
14. Руководство по медицинской микробиологии / под ред. А. С. Лабинской, Е. Г. Волиной М.: БИНОМ, 2008. Т. 1. 1078 с.
15. Davies D. G., Palmer M. V., Palmer A. N. Extraordinary subaqueous speleothems in Lechuguilla Cave, New Mexico // National Speleological Society Bulletin. 1990. № 52. P. 70–86.
16. Arp G., Hofmann J., Reitner J. Microbial fabric formation in spring mounds («Microbialites») of alkaline salt lakes in the Badain Jaran Sand Sea, PR China // Palaios. 1998. № 13. P. 581–592.

Работа выполнена при поддержке проекта РФФИ № 17-44-020091 р_а «Абиотические и биотические факторы, формирующие микробиоту пещеры Шульган-Таш и их влияние на роль микроорганизмов в разрушении палеолитической живописи».