1
КРАТКА ИСТОРИЯ НА СПЕЛЕОЛОГИЯТА В БЪЛГАРИЯ А.Жалов Предистория на организираната спелеология в България Много от пещерите по българските земи са представлявали религиозен, познавателен или изследователски интерес за съотечественици и чужденци още в далечното минало. Проучванията показват, че първите сведения за пещери в България датират още от XII век и се съдържат в Безименното житие на Св.Иван Рилски.В периода до 1878 г. у нас и в чужбина, под различна форма биват публикувани кратки съобщения за някои български пещери, но те не са придобити в резултат на нарочна проучвателска дейност. Посочената година може да се счита за начална дата на целенасочените спелеоложки изследвания у нас и тя се бележи от откриването, от унгарския зоолог Едуард Меркъл, на първите два български троглобионта в пещерите под върховете Столетов и Коруджа,Средна Стара планина. Във времето до 1900 г.се публикуват още редица данни за пещерите у нас, но най-впечатляващи са тези, съдържащи се в трудовете на Х. и К.Шкорпил "Изкопаеми богатства изнамерени в целокупна България (1882),"Природни богатства в целокупна България(1884) и "Кражки явления в България (1900), в които се съобщават и описват десетки пещери. Междувременно през 1882 г. , в Сливен местни учители осъществяват първата известна организирана експедиция за проучване на пещерата "Змеева дупка" край града, а 4 години по-късно геолога проф. Г. Златарски прави и първите палеонтологични разкопки в пещери край с.Карлуково. Първите археологически разкопки в български пещери (пещ.Полички,край Дряново) извършва С.Юринич през 1891 г., като в публикуваният материал подробно описва обекта и резултатите от проучванията. Тези и публикуваните през 1900 г. материали ("Глава Панега.Принос към изучаването на карета в България от проф.А.Иширков и "Пещерата Топля при с.Голяма Желязна" от проф.Г.Бончев) категорично потвърждават факта, че в България е настъпил периода на целенасочените спелеоложки проучвания. Потвърждение на това са и последвалите до 1929 г. изследователски и научни експедиции и публикуваните 168 материала съдържащи обща и специализирана информация за пещерите и резултатите от проведените проучвания. В този почти 30-годишен период Р. Попов полага началото на систематичните археологически разкопки и последователно разкопава редица пещери край с.Беляковец, Мадара, Карлуково, като в пещерата Темната дупка при Карлуково открива първите за Балканите находки на палеолитната култура.Археологьт В.Минков допълва списъка на проучените пещери от районите на селата Орешец, Микре, Деветаки,Чавдарци,Рабиша, Ягодина и др. и доказва, че те са били населявани и в по-късни културни епохи (неолит,енеолит,бронз) През 1922 г. Акад.д-р Ив.Буреш- Директор на Царските природонаучни институти поставя началото на целенасочените биоспелелогични изследвания в страната. Само за няколко години той и екипът му от ентусиазирани сътрудници проучват повече от 80 български пещери и откриват десетки нови троглобионтни животински видове.Един от най-ревностните изследователи тогава е Ненко Радев, който става автор на първите две подобия на Атласи на Българските пещери, в които публикува карти и обширна информация за 16 български пещери. От началото на века водят началото си и методичните проучвания свързани с геологията, хидрогеологията и морфологията на карета. Те са свързани предимно с имената на географа проф. Ж.Радев, петрографа проф.Г.Бончев и инж.П.Петров-хидрогеолог. В резултат на много– годишни изследвания през 1915 първият от тях издава "Карстови форми в Западна Стара планина"-първата монография по карета в страната. Петрографските описания на Г.Бончев съдържат обилна информация за разпространението на окарстяващите се скали в България, отделни пещерни райони ,пещери и карстови извори. Инж.П.Петров заедно със сподвижници се История на спелеологията в България
2 заема с проучването на редица пещери в Ловешко и Софийско. Така през 1924 г, с цената на много усилия е окончателно проучена и картирана Деветашката пещера, а през 1926 и Темната дупка край г.Лакатник. Период на органзираната спелеоложка дейност - Дейност на Първото пещерно дружество1929-1949 През 1929 г. условията и необходимостта от създаване на национална организация за проучването на пещерите са налице и на 18 март с.г се учредява Първото българско пещерно дружество,като този акт е иницииран от инж.П. Петров.За първи председател на дружеството е избран ботаникът проф.Ст. Петков. Дружеството развива активна дейност, учредяват се негови клонове в с.Ракитово и гр.Дряново. Организират се редица експедиции. Започва издаването на дружествен печатен орган" Известия на Българското пещерно дружество",от който изличат две книжки(през 1936 и 1940). В периода на ІІ-та световна война активността спада и започва плахо да се възстановява едва след 1947 г. Така се стига до организирането, под егидата на БАН, на първите пещерни бригади през 1948 г."Т Павлов" и през 1949 г."В.Коларов".В рамките на тези своеобразни експедиции се изследват, картират и описват множество пещери около селата Лакатник, Карлуково, Златна Панега и Рабиша. През 1949 г., по решение на "народната власт" дейността на обществените организации в т.ч. и Пещерното дружество е прекратена. Възраждане на организираната спелеология (Комисия, БФ Пещерно дело, БФСп) През 1957 г. възстановява дейността си БТС.Скоро след това група от деятели на дружес–твото внасят предложение до ръководството на съюза за създаване на Комитет по пещерен туризъм. Той се учредява през 1959, за негов първи председател е избран проф.д-р Л.Динев, за зам.председател П.Трантеев и почетен председател акад.д-р Ив.Буреш, който остава такъв до смъртта си през 1980. Същата година се учредява Студентския пещерен клуб "Академик", София т.е първият клуб в страната, като се има предвид,че по това време в Чепеларе- Д.Райчев и в Русе - Г.Икономов, вече са създали подобни организации, но не и клубове,за изследване на пещерите. От годината на учредяването започват и първите курсове за подготовка на инструкторски кадри,които по-късно стават основата на организиращите се към туристическите дружества в страната нови пещерни клубове (37 ,към 1964 г).Успоредно с това започва и провеждането на Републикански, клубни, а от 1963 и международни(извън страната) пещерни експедиции. През 1963 комисията прераства в Републиканска комисия по пещерно дело, а покъсно без да променя същността на дейността си се преименува в Българска федерация по пе– щерно дело(1972) и Българска федерация по спелеология (1991 г.) През 1985 г. за председател на федерацията е избран П.Берон. На общото и събрание през 1991г. федерацията приема последното си име,за първи път от съществуването си след 1959 г. тя приема свой Устав,по-късно( 1993) се регистрира като юридическо лице с нестопанска цел и и получава лиценз за дейност от Държавната агенция за младежта и спорта (1997). През всичките години на съществуването си организацията работи в няколко основни насоки: Приобщаване на нови членове и привърженици,чрез провеждане на курсове "Млад пещерняк" и "Пещерняк",респективно разширяването на мрежата от пещерни клубове. Резултатите в това отношение са променливи.Броят на обучените пещерняци,членският състав и клубовете непрекъснато е варирал. В последните 10-на година във Федерацията членуват около 30 клуба и тя е наброявала между 400 и 700 пещерняци. Подготовката на инструкторски кадри - дейност, която макар и трудно се провежда и до днес. История на спелеологията в България
3 Подготовката на спасители в пещери и пропасти, която води началото си от 1974 година, когато се създава и Аварийно-спасителния отряд към федерацията. Проучването на българските пещери.Това е една от най-плодотворните дейности на българските пещерняци. Натрупаният до 1972 богат фактически материал става основа за съз– даването през с.г Главната картотека на българските пещери.Нейният идеен вдъхновител е П.Трантеев,но тя става факт благодарение на безкористния труд на инж.Р.Радушев. Днес кар– тотеката съдържа документацията на 4670-те проучени до сега български пещери. През 1990 магистър А.Манов постави началото на създаването на компютърна база данни за българските пещери,която в последствие с помощта на инж.Мл.Добричев, Ем.Милев, З.Пиронкова беше преработена и актуализирана. През 1998 г.инж. И.Алексиев, инж. К.Данаилов и А.Жалов поставиха началото на създаването компютърна карта на пещерите в страната под управлението на Географски информационни системи(ГИС),съответно на привързването на пещерите с географски координати. Развитието на пещерния туризъм .Усилията в това отношение са били насочени основно към благоустрояването на пещери с цел подземните красоти да станат достъпни за гражданите. Първа е благоустроена пещерата "Леденика",Враца (1961 г.), след нея "Магурата", с.Рабиша (1961); "Съева дупка", с.Брестница (1967); “БачоКиро", гр.Дряново (1937); "Орлова чука", с.Пе– пелина(1970); "Снежанка”(1966), "Дяволското гърло(1977), Ягодинската (1982),Ухловица (1983), "Ахметюва дупка"(1988) всичките в Родопите и " Зандана" край Шумен(1987). За съжаление, през последните години пещерите Съева дупка, Ахметювата и Зандана са варварски разграбени и не функционират. Същевременно Федерацията организира семинари за повишаване на професионалната подготовка на екскурзоводите на осветените пещери и издаването, на рекламни материали за тях. Едино от големите събития в историята на спелеологията е изграж–дането, през 1981 г. на Националния пещерен дом" Петър Трантеев", който по различни прич–ини днес е в забвение. Опазването на пещерите .Преди всичко тази обществено значима дейност е била насо– чена към пропагандиране на подземните красоти и необходимостта за тяхното опазване, чрез периодичния печат. В последствие организациите на българските пещерняци участват активно в обявяването на пещери и карстови pайони Защитени природни обекти(броят им днес е 120). Успоредно с всичко от 1990 г. ежегодно се работи върху природозащитни проекти, които целят решаването на конкретни проблеми-преди всичко екологичното образованието на гражданите в т.ч и членовете на федерацията. Едно от значимите събития в това отношение е провеждането на Първата национална конференция "Екология и спелеология" в Плевен през 1990 .г Международна дейност . Води началото си от 1963 ,като първоначално се основава на обмен на експедиционни групи на национално и клубно ниво с Чехия, съществуващия тогава СССР, Унгария, Румъния, Германия, Франция, Белгия и др. В периода 1967-69 пещерняците от СПК"Академик", София участват в експедиции за проучването на най-дългите гипсови пещери в света "Оптимистическая" и "Голубие озера" в Украйна, а през 1968 П.Недков и К.Спасов про– никват до дъното на 10-тата по дълбочина пропаст в света "Снежна" в Полша (-640 м). През 1969 г. пещерняците от клуб "Планинец", София провеждат експедиция в най-дълбоката тогава пропаст в света ”Гуфр Берже",Франция(-1122 м), до чието дъно достигат А.Тапаркова и П.Берон. През 1971 българи отново участват в проучването на "Голубие озера", а през след– ващата година клуб "А.Константинов", София прави неуспешен опит да достигне до дъното на най-дълбоката италианска пропаст "Сплуга де ла прета".През 1973 г. Пещерняците от "Планинец" повтарят успеха си. Този път в "Пиер сен Мартен"(1332),която е станала първа по дълбочина в света. Две години по-късно П.Берон взима участие в 6-месечна британска експедиция в Папуа-Нова Гвинея. През 1979 г. сборна експедиция на софийски спелеолози осъществява про–никвания в Микеле Гортани (-920 м) и Сплуга де ла Прета (-878 м.) в Италия, а през следващата В.Недков се спуска в 9-тия по ред абсолютен отвес в света "Мавро Скиади" (347 м) на о-в Крит. През 1981 г. се слага началото на нов етап от дейността извън границазапочва провеж–дането на експедиции за изследване на нови пещери и райони. Под този знак се История на спелеологията в България
4 провеждат 4 експедиции в Австрия (1981-1983) по време,на които се проучват 44 пещери, сред които е и най-дълбоката проучена от българи пропаст -S-1(-584 м);следва експедицията на СПК "Акаде–мик", София в Куба през 1981 (18 км картирани пещери); 3 -те последователни експедиции на клуб "Студенец",Плевен в Пиренеите (1986-1988), в рамките на които са картирали 35 пещери и след премиерното преодоляване на 3 сифона и картирането на 650 м.сухи галерии в Пропастта БУ-56 тя става 2-ра по дълбочина в света (-1408 м) ; Националната експедиция в Куба през същата година (34 пещери с обща дължина 19 988 м).През 1989 г. се провеждат изследовател–ски експедиции: на ПК"Средец",София в Алжир(9 пещери,сред които е и най-дългата в страната "Жоаит"-2600 м);на СУКл.Охридски" във Виетнам с 37 проучени обекта.През 1990 г. след–ва нова национална експедиция в Китай (9 пещери и ропасти).Периодът 1991-96 се характе–ризира с провеждането на системни проучвания в Албания и най-вече Албанските Алпи, което се реализира в 6 национални и 4 клубни експедиции (проучени и картирани 210 обекта,между които пропастта Целикокаве(-505 м)втора по дълбочина българска премиера). Същевременно, през 1993 г. се провеждат две последователни експедиции в Турция, където наши екипи участват в проучването на пропастта Ду ден Яйла и "Чукур Пинар"(- 1190 м), а през 1995 - Национална леководолазна експедиция в Македония (картирани 280 м. подводни галерии в 3 пещери) и експедиция в Индонезия,Малайзия и Тайланд(събрана пещерна фауна от 13 пе–щери,открити и картирани 3 нови обекта). В период на посочените значими проучвателни екс–педиции (1981-1996) не е преставало и провеждането на прояви с подчертано спортен характер. Тук е необходимо да се споменат следните по-значими изяви: Експедиции в Жан-Бернар(-1358 м.)-ПК"Студенец", Плевен(1984 г.) и ПК"Галата", Варна с водолазно проникване (1989); Национална експедиция в абсолютните отвеси Епос (-450 м.) и Проватина(-392 м),Гърция(1984 п);Две успешни спускания през 1986 г. в пропастта "СнежнаМежонново", Грузия (-1370 м.) от ПК"Адеко",София (до -1335) и ПК "Галата",Варна; Траверса (12 км) на ПК,Академик",София в системата "Феликс-Тромб,Франция (-1018 м); през 1987 г; спускането на пещерняци от същия клуб в пропастта "Килси", Узбекистан (-990 м) (през 1990 г.до тази дълбочина достигат и пещерняците от ПК"Хелектит",София); на клуб"Урвич", София в "Епос" и "Проватина" и на ПК"Веслец",Враца в Снежна,Полша. Следващата година се осъществяват успешни експедиции в пропастите.Торка Уриело,Испания(-1017 м.) от ПК "Пла– нинец", София; и в "Ангро дел Коркия",Италия(-1200 м) от ПК"Веслец",Враца, а през 1989 във втората по дълбочината пропаст на Африка "Ану Боасили",Алжир(-805 м) от ПК"Алеко", София; прониквания в Гуфр Берже, и няколко други големи френски пропасти от ПК"Академик", София и в "Абисо Комичи",Италия(-774 м.) от ПК"Хелектит",София (там се провеждат и две експедиции на ПК"Студенец",Плевен (1991 и 1992). В периода на организираната спелеология са се провели още значителен брой национални и клубни експедиции, чиито резултати в сравнителен аспект са били с по-малка значимост, но са потвърждавали нарастващите възможности на българските пещерняци. Въз основа на посоченото може да се заключи,че в периодът 1969-1996 г. българските спелелози демонстрират една сравнима с нивото на световната спелеология подготовка. Това е и една от основните причини, поради която България е била призната и успешно интегрирана в структурите на Международният спелеоложки съюз (U.I.S.).Впрочем тя е негов член основател от 1965 г, но по-късно председателите на федерацията проф.д-р Л.Динев и ст.н.с. д-р П.Берон изкарват по два последователни мандата в неговото бюро, а други български представители са в ръководствата или участват в работните комисии на съюза. Неотменна задача на федерацията е научното изследване на карста и пещерите у нас. В периода от 1959 до днес у нас се създадоха и работиха няколко различни изследователски школи. В областта на биоспелеологията: В.Георгиев, П.Берон, Ал.Попов, М.Квартирников, Вл. Бешков, Ст.Андреев, Хр.Делчев, Ив.Пандурски, Б.Петров, П.Стоев, Б.Георгиев, Ст.Бешков, Т.Иванова, Р.Пандурска, Д. Кожухаров, Б.Гарев. Благодарение на тях, техните учители и много История на спелеологията в България
5 български пещерняци до сега у нас са проучени зоологично над 700 пещери и са открити 704 вида животни. В областта на спелеоботаниката работиха ст.н.с д-р С. Драганов, ст.н.с. д-р Е.Божилова и Е.Бурина. Палеонтолозите - ст.н.с Иван Николов, ст.н.с. д-р В.Попов, ст.н.с. д-р Н.Спасов и Й.Райчева проведоха разкопки и изследвания на палеонтологични материали от повече от 40 български пещери, а ст.н.с. С.Бресковски от НПМ София разкри фосилизиран костен материал от древно влечуго по време на разкопките в пещерата Лабиринтна,с.Габаре през 1984/86. В областта на науките за земята - хидрогеолозите инж К.Спасов, ст.н.с д-р А.Бендерев, ст.н.с. Д.Кънчев; н.с С.Веселинов; ст.н.с. Б.Великов, инж.Ив.Иванов, Е.Станкова ; геомор– фолозите ст.н.с.Вл.Попов, П.Стефанов, ст.н.с. Д. Делчева, ст.н.с. д-р Й.Евлогиев и Г.Райчев, З.Пиронкова, К.Костов, А.Радулов; геофизика- ст.н.с. д-р на Геологическите науки Ст.Шанов, М.Златкова, В.Георгиев и П.Стефанов; минералозите- доц. д.р М.Малеев, А.Филипов, ст.н.с. др Явор Шопов, ст.н.с. д-р И.Бонев, д-р К.Бонев; палеокарста - ст.н.с Ив.Станев; спелеоклиматолозите инж.П.Нейковски, ст.н.с. Д. Димитров и Ал.Стоев и П.Мъглова. Всички те дадоха своя принос за специализираното изследване на българските пещери в съотвентите научни области, като публикуваха статии и материали, чиито брой е трудно да бъде описан. Архелогически проучвания и разкопки Първите археологически разкопки в пещери в периода след II световна война провежда Г.Марков в Еменската и Ръжишката пещери (1948-49); Н.Джабазов в Пещ при Ст.село( 195153), Деветашката пещера(1950-52); Провъртенка, Водница, Самуилица I и II при Кунино (1954), Цаконички печ и Каленската пещ и Моровица (1955), Табашката пещера, Ловеч (1952/1956); "Снежанка"( 1961); Магура (1971); В Ягодинската пещера са провели разкопки П.Детев (1956), М.Ваклинова (1965-66), М. Аврамова (1983). ДРайчев и клуба(музея)в Чепеларе са провели разкопки в следните родопски пещери:"Горните Ражове"(1971/73); "Пещерата На стрелите" (1972), "Пещерата на подовите замазки"(1970/1978);"Долната каране ка", "Триъгълната пещера " и др. По време на комплексната спелеоложка експедиция "Странджа" на ПК "Академик", София( 1975-77) Е.Теоклиева и П.Балабанов проведоха разкопки в Братановата пещера, а покъсно в пещерите Леярниците и Калето при с.Младежко, Бургаско. Групата за палеолитни проучвания към Архелогически институт с музей при БАН в лицето на ст.н.с.д-р Н.Сираков,ст.н.с .Св.Сиракова, д-р.Ст.Иванова,ст.н.с Ив.Гацов извършиха многогодишни редовни разкопки в пещерите "Бачо Киро", Дряново(1971-;"Темната дупка" край Карлуково( 1984-1994), "Скандалната" пак там (1994) и някой други пещери,а Хр.Вълчанова от ОИМ "Смолян" и Ст.Иванова в Харамийската (1981-83) и Партизанската пещери в Родопите.След освобождаването на Деветашката пещера като склад на "Петрол" през 1989, археолозите от ОИМ в Ловеч и Плевен под ръководството на В.Гергов продължиха нейното проучване. В периода 1976-78 последния ръководи археологически разкопки в пещерите при с.Муселиево, Плевенско. През 1995 г. Г.Нехризов извършва сондажни проучвания в пещерата "Самара" при с.Рибино, Изт.Родопи, а от 1998 г. групата за палеолитни проучвания усилено работи в пещерата Козарника край с.Орешец, Видинско, където се разкриват останки от найстарата европейска култура (възраст над 1 млн. години). От 1988 г. насам Г.Атанасов от ОИМ"Силистра" активно работи върху проучването и документирането на скалните църкви и манастири в Южна Добруджа като в това си начинание е активно подпомогнат от ПК в Добрич. Наскалната живопис на пещерите край с.Царевец,Врачанско е била обект на изследване от П.Трантеев, Експедиции на СПК "Академик" и НЕК "ЮНЕСКО", Т.Стойчев и М.Златкова и М.Аспарухов. Същевременно Г.Антонов провежда няколко интересни изследвания и публикува материали върху Пещерите светилища в България. В последните няколко години магистър Т.Стойчев настойчиво работи върху проучването и типизирането на наскалната живопис в пещери и карстови райони като по-съществени са работите му относно пещерите "Магурата", История на спелеологията в България
6 "Байлово" и карстовия район на с.Липница. Съществени приноси към археологическите проучвания на пещерите в Източните Родопи имат и М.Гумаров от ПК в Кърджали и Б.Колев от ПК в Хасково. В областта на физиологията и психологията на спелеоложката дейност се проведоха интересни проучвания. На първо място това са 3-те пещерни експеримента в "Топчика"(1971), където пещерняците И.Петров, И.Йолов, Г.Тричков и Д.Жишев престояват в продължение на 30; "Сухите печове"(1977) с 62 дневен престой на А.Жалов и С.Цонев и"Птичата дупка" (1998), където Е.Гатева престоява 56 дни. Изследвания върху физизиологичните промени при спелеоложката дейност извършват също:Б.Маринов по време на експедиции в пещерите Градешница (1964) и Лепеница (1970 ), д-р М.Михайлов по време на експедицията в Пиер Сен Мартен (1973), А.Жалов в експедицията "Орлова чука"(1977), доц. д-р Г.Матеев, К.Кръстев и А.Жалов по време на експедицията "БУ-56",Испания (1986), доц. д-р Тр.Джарова, К.Кръстев, К.Боянов по време в експедицията в същата пропаст (1987) и доц. д-р Д.Стефанова пак там (1988) както и Тр.Даалиев по време на експедицията в "Снежна",Кавказ( 1986). В последните няколко години Д.Маринова работи върху дисертация на тема физиологията на жените пещерняци. Значителна част от резултатите от научното изследване на пещерите намериха място в докладите на научните школи и проведените през 1976,1979,1983, 1987, 1994 и 1999 години Национални научни конференции. Същевременно тематични конференции организираха и Студентският туристически съвет през( 1979), СПК"Академик"през1983, ПК"Приста,Русе (1984), ПК"П.Трантеев",Луковит(1986), Музеят по спелеология и българският карст. Найзначимият,обаче научен форум у нас е провеждането на Европейската регионална конференция по спелеология през 1980 г, в която взеха участие над 250 пещерняци от 17 страни и се изнесоха 170 научни доклада. Музей по спелеология и българският карст - той е създаван в продължение на много години, но официалното му откриване се състоя през 1980 г.Неговото съществуване и дейност са резултат на усилията на Д.Райчев и чепеларските пещерняци, а по-късно и на Е.Станкова, Д.Глушков,Й.Райчева,Г.Райчев и М.Бързакова. Издателска дейност е една от последните, но не и по значимост дейности на българските спелеолози. В годините на организираната спелеология редица нейни изявени деятели са били автори на публикации и книги, като някой от тях са публикувани от различни издателства, а други са издания от самата федерация. Трудно е в рамките на този материал да се направи пълна библиографска справка за всичко издадено, за това ще се ограничим с някои по-значими според нас периодични издания и заглавия: Периодични издания Известия на първото Българското пещерно дружество"- 2 тома (1936 и 1940 г.); Списание "Български пещери"-6 книжки(от!964 до 1999);- Бюлетин "Родопски пещерняк"- изд.ПК"Студенец", Чепеларе- от 1964 до 1985 г. 64 книжки; Бюлетин"Спелеолопрактика"-орган на Градската секция по пещерно дело при ГС на БТС, София ,по-късно Сдружение "Спелепрактика" и Н Ланджев и колектив - (от 1966 до 1999 г); Годишник на СПК"Академик", София,3 кн. (19681972); Бюлетин "Българска спелеология" - изд. музей по спелеология и българския карст- 3 кн. за перида (1989-1991); Експедиционен годишник на секцията по спелеология към СУ"Кл.Охридски",3 тома (1985-1990) В областтана обучението са издадени следните помагала:"Ръководство по пещерно дело" (1973 и "АБВ на техниката на единичното въже"(1983) с автор П.Недков; "Картиране на пещери и пропасти" от П.Трантеев и Ю.Велинов;"Вертикална спелеология" от М.Мередит (превод)- 3 издания , "Спелеология и пещерно дело"(1979) от Хр.Делчев. Сборници от проведените Национални конференции през: 1979,1983, 1987, и 1999 години и от Европейската конференция по спелеология (2 тома с 800 стр.) В областта на Биоспелелогията - "Обитатели на вечния мрак"(1961) от .Георгиев,"Живот в подземните води"(1963) от Л.Цветков,"Есета върху българската пещерна фауна"( 1962,1967) от История на спелеологията в България
7 П.Берон и В.Георгиев и (1972) от П.Берон и "Резултати от биоспелеологичните изследвания в България от 1971-1994 г."(1994) от П.Берон,"Прилепите"( 1995,99) от Т.Иванова и Б.Петров. За карста и пещерите в България: "Пещерите в България"(1958) от Н.Джамбазов; "Магура" (1962), "Пещери туристически обекти"(1965), "Карлуковският пролом","Тайната на пещерите" (1968)"Лакатник" (1969),"Пещерите в България"(1978) от П.Трантеев; "Вълшебен свят"(1970) от С.Пенчев; "Градешнишката пещера"(1959),"Пътешествие под земята"(1982), "Благоустроените пещери в България"( 1987 ), "Съева дупка"(1979), "Леденика"(1973); "Чепеларе и неговите околности"(1973),"Триградското ждрело и Дяволското гърло"(1979), "Ягодинският карстов район"(1983) от Д.Райчев(последното издание в съавторство с Г.Райчев); "Рупчоските пещери" (1967) от Д.Събев;"Бисерна"(1986) от Ат.Спасов; "Черепиш" (1982) и "Понор планина"от П.Нейковски; "Из Котленския край"(1972) от П.Нейковски, А.Грозданов и В.Стоицев; "Добростански карстов масив-пещери и пропасти"-I и II част (1993,1994) от Р.Пандев;"Найдълбоките пропасти във "Врачанския Балкан"(1997), "Най-дълбоките пропасти в Триградски район"(1998)," Най-дълбоките пропасти в Троянски подрайон"(2000) от Тр.Даалиев и А.Бендерев; "Карлуковските пещери"(1997) от А.Жалов и З.Илиев; "Опазване на пещерите" (1997) от Тр.Даалиев, А.Бендерев и А.Жалов, "Котля" от З.Илиев и П.Петков(2000), "Кратка информация за пещерите на Деветашкото плато" от А.Жалов и Тр.Даалиев (2000). За изяви на българските спелелози - "Експедиция Гуфр Берже -69 и Пиер Сен Мартен-73" (1977) от И.Рашков и А.Ханджийски; "Небе от камък"(1977 ) от И.Петров; "Дни и нощи под земята"(1980) от А.Жалов и С.Цонев; "Българи в бездните на света"(1986) от А.Жалов и др. "Жан-Бернар-84" от В.Мирчев; "Пет месеца в Нова Гвиния(1986) от П.Берон. Пещери и археология: "Деветашката пещера"(1960) от В.Миков и Н.Джабазов; "Обители в скалите"(1985) от А.Ханджийски; "Скалните скитове край Карлуково" (1985) от Л.Мавродинова. Пропагандна дейност В нея се вписват издадените плакати, брошури, листовки, дипляни, календари и други материали пропагандиращи спелеологията и пещерният туризъм, чиито брой е трудно да се определи. Не много богата, но показателна за възможностите на нашата страна е спелеоложката кино продукция: Тя бележи началото си от филма "Прилепите"на К.Григориев( 1967), който е последван от "Минералът странник" на А.Пинкас, "Пътища в бездната", "Подземната долина" на М.Огнянов и Р.Костов (1974), "50 години българска спелеология" на Д.Езекиев (1980), "Българи в Микеле Гортани" на К.Масларски (1980), "Жан Бернар" на Н.Даневски(1985),"Пещерняци"на .Езекиев( 1985),"БУ-56" (1986) и"Проникването"( 1988) наЕ.Веков), "Кавказка история" (1989), "В гърлото на дявола" и "Албания - камък и слънце"(1995) на К.Масларски, "Светлини и сенки" (1994 ) и "Небе върху камък" на А.Стоев (1997), "Акцията" и "Експеримент Птичата дупка" (1999). Ползвана литература • Трантеев,П.(1965)Пещери туристически обекти. Медицина и физкултура, С. • Трантеев,П.,В.Георгиев (1968 ) Тайната на пещерите.Наука и Изкуство, С. • Трантеев,П.,К.Косев (1978) Пещерите в България. Медицина и физкултура, С. • Жалов.А. (1999) Пещерите в България.Писмени извори от периода XII-XIX век.Сборник материали от Национална научна конференция по проблеми на карета и спелеологията, Спелеоклуб"Хелектит, С. • Жалов,А.(1999) Българи по пещерите на света. Български пещери, бр.6,1999, С. • Берон,П.(1999) 70 години организирано пещерно дело в България.Български пещери №6,1999,С. • Жалов.А(2000) Историография на спелеоложката дейност в България в периода 19011929 г. (под печат)
История на спелеологията в България
8
История на спелеологията в България
9
ЕКИПИРОВКА И СЪОРЪЖЕНИЯ
Н. Ланджев
Облекло Каска. Служи за предпазване на главата от удари и падащи камъни. Черупката на съвременните каски е изработена от модифицирани полиетилени или поликарбонати. Амортизацията е за сметка на удължаването на система от синтетични ленти или на деформацията на вложки от пенести пластмаси (стиропор, полиуретан). Осигурена е добра вентилация. Може да се регулира по размер и дълбочина. Подбрадникът трябва да може да издържи теглото на човек. Върху каската се монтира системата за осветление. Общото тегло не трябва да превишава 800г. В противен случай бързо настъпвa умора от носенето й, която се изразява в болки в главата, шийните прешлени, понякога в sлепоочията. Каската трябва да удовлетворява UIAAнормите. Не бива да се експлоатира по-дълго от указания от производителя срок на годност. Материалите стареят и могат съществено да влошат качествата си. Гащеризон. Това е основната дреха на пещерняка. Предназначен е да предпазва от кал и вода. "Леките" са изработени от хидрофобирани синтетични материали (дакрон, кордура) с тегло до 200 г/м2. След кратка употреба те започват да пропускат вода. Това ги прави подходящи за сухи пещери. "Тежките" се изработват от двустранно фолиран ПВЦ-плат. По- неудобни са, но имат дълъг експлоатационен срок в тежки условия. За подобряване на комфорта при движение се пристягат с подходящи гумени ластици през ботушите и над коленете. От външната страна на гащеризона не трябва да има джобове. Те се слагат отвътре. Скроени са така, че вещите в тях да не пречат при преминаване на тесняци. Затварянето е с 5-сантиметров лепящ цип. Термогащеризон. Носи се под защитния гащеризон. Това е дрехата, която трябва да осигури топлинния комфорт, да е достатъчно топла, дори и мокра; да може да осигури бърза евакуация на влагата към разкопчаната част на гърдите по време на почивките; да е достатъчно еластична подходящо скроена за да не пречи на движенията. В най-голяма степен тези изисквания се удовлетворяват от гащеризоните, изработени от полартек. Водозащитни облекла. Ползват се в студени водни пещери или тогава, когато престоят във вода ще е твърде продължителен. Неопреновите облекла са неподходящи. Много по-удачни са сухите костюми от листова гума, у нас се ползваха руските "садко", направени от две части и уплътнява ринг на кръста. Много по-удачна е конструкцията на Гомес "понтониера" произвеждана във Франция. Състои се също от две части, изработени безшевно от тънък здрав силиконов каучук с дълъг срок на годност. Херметичното свързване се осъществява от прилепването на двете части за сметка на голямата им еластичност. Тези облекла трябва да се съхраняват добре почистени и талкирани или обработени с течна силиконова смазка. Ръкавици. Служат за предпазване на ръцете от нараняване. Най-удачен модел са тези, с неголям грайфер на дланите и пръстите и вентилирана горна част. Периодически ръкавиците трябва да се свалят, за да се предотврати подпухването на ръцете от влагата. Необходимо е да имат перфорирани отвори за закачване с карабинер. В много студени пещери под тях могат да се носят и още едни плетени от вълна. Профилактичното намазване на ръцете с вазелин е благоприятно по отношение на дребните наранявания и на измръзване.
Екипировка и съоръжения
10 Ботуши. Единствените удобни и универсални обувки за пещери. Добре е горната част да е мека и еластична и да не пречи при ходене. Подметката трябва да е относително твърда и с подходящ мек грайфер, който има добро сцепление (в пещерите се катери "на триене", както с еспадрили) . Специални съоръжения Въжета. Използват се единствено статични въжета с кабелна оплетка. Елонгацията (удължаването ) им да е не по-голяма от 3% при 80кг За работа по отвеси, дебелината им да е 10-11мм, а за парапети и помощни цели 8-9мм. Двата края на всяко въже трябва да са маркирани, като кодирано е указана дължината, датата на влизане в експлоатация и модела. Желателно е в "паспорта" да се отразяват всички важни данни от ползването им. Периодически (не noрядко от 3 години) трябва да се извършват контролни изпитания с отрязано парче от края на въжето. То трябва да издържи поне три удара с фактор 1! Въжетата се скатават подредени и транспортират в торби. След употреба се изпират, изсушават (без излагане на слънчево греене - материалите се повреждат бързо от UVвъздействие) и се проверяват за повреди. Ако има такива, въжето се отрязва на нараненото място и се маркира с новите дължини. Прониквачни торби. Изработват се от здрав ПВЦплат. Използват се различни модели и размери, в зависимост от конкретното им предназначение - за въжета,
плаваемост, осигурена например от надувна възглавница. По уазвимите вещи се опаковат предварително в непромокаеми торби от каучуков лист или специални контейнери. Карабинери. Има голямо разнообразие от модели. Основно се ползват тези с подвижно рамо за затваряне. Могат да са без или с муфаз за заключване, с овална или асиметрична форма. Здравината трябва да над 2200кгс по оста и
за лична екипировка и т. н. Торбата трябва да има въженце за закачане към сбруята (толкова дълго, че да не пречи на манипулациите с краката при катерене). При движение в пещери с много къси прагове въженцето трябва да се удължи до 4-5м. Във водни пещери би следвало торбата да има минимална положителна
Екипировка и съоръжения
11 6ОО кгс напречно. Овалните са подходяи за ползване с ролка и при направа на полиспасти (техники за извличане на пострадал или тежък багаж). Асиметричните могат да се отворят и под товар. При финансова възможност се препоъчват карабинери с ключалка тип Ball-Lock. Майон рапид са ефтини стоманени карабинери с винтово резбово затваряне. При развиване може да се наложи да се работи с гаечен ключ. Допустима е употребата им (минимум - ф7 мм за монОвален таж на въжето към планки. Делта е популярно название на алуминиеви или стоманени карабинери с триъгълна или D-форма. Те са с голяма здравина 2500-4500кгс. и са предназначени за свързване на осигурителния ремък, самохватите и плъзгача със седалката. Седалки. Има различни модели. Много е важно седалката да е удобна правилно регулирана. Трябва да отговаря на UIAA-нормите и да се знае срокът и на годност. Преди всяка употреба се проверява за повреди скъсани шевове, пукнатини по катарамите. Подменя се наймного след четири години, тъй като синтетичните материали стареят и я правят опасна при динамичен удар (ако седалката се скъса не остава нищо, коетс би могло да Ви задържи!). Презрамка. Направена е от тясна лента (15-25мм). Дължината и трябва да може да се регулира с бърза катарама. Основно се ползват две конструкщ "тиранти" (закачена за задния колан на седалката) или "осмица" (отделна, осукан ринг около раменете) . Осигурителен ремък. (СП 3/98) Направен е от парче динамично въже дебелина не помалка от 9мм. Завързан е с възли "осмица" с протектори и осигурени краища с изолирбанд, така, че средата да се монтира на "делтата", и да има два свободни края (50 и 70см) , на които да закачени асиметрични карабинери без муфа. По-удобно е, ако са осигурени против превъртане. Ремъкът е едно от най-отговорните специални съоръжения. Трябва да може да издържи на удар с фактор по-голям от 1. Добре е да се подменя всяка година, ако е от 9мм въже, или на две години за 10-11 мм. Задължително е да се преглежда внимателно за повреди преди употреба, Самохвати. Това са устройства за самоосигуряване, изкачване по гладко въже, направа на блокове и полиспасти при извличане на товар. Могат да се преместват лесно нагоре по него, а надолу автоматично се задържат. Найчесто се състоят от корпус, направен от алуминиева сплав и подвижен ексцентричен палец със зъби, който посредством пружина притиска въжето и осигурява задържането. Самохватите са най-опасното съоръжение в пещерняшката практика. Те са твърде "слаби" Гръден самохват на при динамичен удар (това се отнася за Petzl класическите конструкции, които са най-често ползваните у нас).В България най-използваната схема на катерене е позната под името "жаба". Причината е в нейната универсалност. За нея са необходими два самохвата, всеки от които изпълнява специализирани функции. Гръден самохват. Може да се използва специализираният "крол" на Petzl, Bo-Kong (първият самохват с перфориран палец за работа по кални въжета) или Jumar. Монтира се директно към делтата или с междинен карабинер (за по-високи хора или при други схеми на катерене) . През горното му ухо преминава презрамката. Ако самохватът е "крол", при работа с ръкавици е по-удобно през ухото за отваряне на палеца да се върже късо шнурче.
Екипировка и съоръжения
12 Водещ самохват. Използват се самохвати с дръжка на различни фирми. Индивидуалният избор може да бъде продиктуван от съображения за удобство при катерене или удобство при направа на блок с ролка (полиспасти, извличане на багаж...) . Обикновенно хората, които работят с дясна ръка предпочитат самохватът да е "ляв". "Педалът" е част от комплекта. Той може да е парче въже, средата на което е фиксиран за самохвата. Единият край е завързан за делтата (осигурителни функции), а на другият има направен широк клуп, в който се стъпва с крака. Petzl предлага специализиран самохват с педал, който може да се ползва и по схема за извличане на тежък товар през две интегрирани ролки (ползата от него е съмнителна). Плъзгачи. Устройства за спускане по гладко въже (рапел). Те работят на триене, което може да се регулира в някакви граници по време на спускането. Важно качество е това, че не осукват въжето. У нас са популярни: Десандьор на Petzl Състои се от две неподвижни ролки, затворени между две планки. Изработен е от алуминиева сплав. Подходящ е за спускане по въже с дължина до 6Ом (10 мм) . Моделът Stop е автоблокиращ, но потенциално опасен при динамичен удар. Безопасен в това отнощшение е Diablo на Bo-Kong. Той притиска въжето във втората ролка и така силата на срязване, приложена върху него, е намалена. Работи добре върху дълги, кални или мокри въжета с различна дебелина. Има различни конструкции. Общото е, че корпусът е от форма огъната като Р или U. Върху нея са нанизани тръбички или профили (6 или повече), които могат свободно да се плъзгат. През една те могат се завъртат за да е възможно да се монтира въжето. У нас се ползва предимно самоделни конструкции от стомана. Оригинални продукти предла! предимно американски производители. Предлаганият от Petzl рак е с незадоволителни качества. Ролки. Използват се за намаляване на триенето при движение по тролей транспорт на багаж, направа на полиспасти и отклонения. Средства за направа на опори: Примки. Могат да бъдат от стоманено (фЗмм) или синтетично въже, също от тръбна лента. Стоманените примки с голяма устойчиво на триене и съответно дълъг срок на експлоатации. Наложили са се в практиката единствено в България и не се предлагат от фирми производители. Стари примки, направени Дебелец (ф5.2мм) не отговарят на норми за сигурност и не се препоръчва да се използват.
Рапел-рак
Екипировка и съоръжения
13 Ролгигъгови клинове.Могат да са самопробиващи (Spit) , а също да се монтират в пробит с акумулаторна бормашина или ръчна корона отвор. Върху тях могат се завиват с винт (обикновено 8мм) различни планки. След по-дълъг престой в пещера могат да станат негодни в следствие на корозия. При съмнение, е добре да се забие нов клин. Дорник. С него се пробиват ръчно отвори за ролплъгови клинове. Може да са монтира на самопробиващ клин,
корона или комбиниран. Чук. Служи за забиване на клинове-и оформяне на леглата под планките. Не е нужно да е тежък. Отворите за ролплъгови клинове се пробиват с ритмично, не много силно почукване и въртене по часовниковата стрелка. Раздвижен ключ. Повечето винтове за планки са с шестостенна глава 1бмм. Могат да се срещнат и други размери. Малък раздвижен ключ, завързан през врата или китката с шнур е подходящ, както за монтаж, демонтаж на планки, така и за развиване на затегнали муфи на карабинерите. Планки. Има различни модели, като подборът се извършва в зависимост от конкретното място. Планката Clown на Petzl е интересна с това, че е конструирана да се използва без карабинер. Удължителите са вид планки, които се използват единствено в България. Няма фирмен производител. Състоят се от блокче с цилиндрична форма, в което е нанизана къса (250мм) стоманена примка, затворена с втулки. Монтират се с винт, като другите планки. Техни предимства са универсалността, възможността да се ползват върху клинове, забити по-високо над ръбове (това е и по-безопасно по отношение на риск от спукване на скалата) и "безкарабинерното екипиране" с шкотов възел. Могат да се използват и други средства за създаване на опори - напр. скални клинове и клеми, използвани в алпинизма. Употребата им като постоянни опори, под въздействие на пулсиращото натоварване при катерене на самохвати, изисква по-висока квалификация. Желателно е да се дублират Лодки. Използват се в пещери с по-големи водни обеми. Подходящи са малки и средни многокамерни надувни лодки за обща употреба. Гумените имат предимството, че могат да бъдат залепени при повреда с подходящи лепила дори в пещерата.
Екипировка и съоръжения
14 Система за осветление.
Тя е индивидуална и предвиденото време за работа на основния източник трябва да превъзхожда двукратно планираното време на проникване. Резервните крушки и дюзи се монтират в гнезда на челника или в бокса на електрическото осветление. Комбинираното осветление се е наложило в практиката - основно ацетиленово и резервно електрическо, като ацетиленовият генератор (карбидката) се носи на презрамка, а дюзата за газта с рефлектор и устройство за запалване, а също и челника са монтирани на каската. Някои предимства на описаната комбинация са голямата автономност (с едно зареждане карбидката може да свети 6-8 часа), силата на светлината, възможността при преминаване през водни препятствия да се използва електрическия челник и дублираните функции (резервно осветление). Petzl предлага такава комбинация. Въпреки някои недостатъци тя се е наложила в по-голямата част от Европа. Електрическото осветление би било по-подходящо в някои пещери (напр. .водни, където често се плува или се минава през сифони и под водопади) . Тогава е желателно то да е херметично и във всички случаи дублирано. Основното осветление може да се захранва от акумулатор (по-ниска цена в експлоатация) или бокс за батерии (подмяната е възможна и в пещерата). Абсолютно недопустимо е да се изхвърлят в пещерите батерии и отработен карбид! Освен замърсяване, те могат да унищожат невидими за пещерняка, уникални пещерни обитатели. За тази цел е необходимо да се носи подходяща кутия за отпадъци и те да се изхвърлят по-късно в населено място в кофите за боклук. Описаните пo-горе екипировка и съоръжения, предназначени за проникване в пещери и пропасти, не изчерпват темата. Те са основни и без тяхната помощ проникването би се превърнало в авантюристичен туризъм, който, както сочи статистиката, често завършва с нещастия. Не е спомената пещерняшката стълба. От днешна гледна точка тя е анахронизъм. Ползването и без дублиране на опорите, направа на подвеждащ парапет и осигурително въже, дори на къси отвеси е опасно. Скоро в България е станал поредният инцидент с щастлив изход (и за него Аварийно Спасителният Отряд не беше информиран!). Техниките на работа под земята са се променяли. Променяла се е и екипировката. От днешна гледна точка това е оптималният компромис, изстрадан с грешките на много пещерняци. Всяка промяна, разбира се, е възможна, но трябва да се осмисли добре, да се сравни с известното до сега, да се претеглят плюсовете и минусите. Приложение:ПАКЕТ ЗА САМОПОМОЩ Пакетът за самопомощ е нещо повече от обикновена аптечка. Много често в планината или пещерата, наличието на лекарства не е най-важното нещо. Много по-ценни биха били други средства, с които можем да решим някои проблеми в трудна ситуация. Естествено, никой не мисли, че като тръгва за някъде непремено ще има неприятности. Но, за съжаление, и това се случва - на нас, или на приятелите ни, и тъкмо тогава, когато най не очакваме. Би било добре да сме поне малко подготвени. Един компактен личен пакет за самопомощ няма да натежи в раницата. Пазарът не предлага такова нещо и начинът да го имаме е да гонаправим сами. Това си има своите предимства. Когато сами подбираме какво да сложим вътре, естествено обмисляме плюсовете и недостатъците! на всяко нещо. Представяме си как ще го ползваме и така вече сме по-| подготвени, ако в действителност нещо се случи. Предложеният тук пакет е
Екипировка и съоръжения
15 само една възможност и естествено може да бъде допълван или променян, в зависимост от мястото, сезона или лични предпочитания Каква да е опаковката? Добре е това да е метална цилиндрична кутия с винтова или друга херметична капачка. Така тя ще може да се ползва не само за да побере и предпази вещите в нея, но и за загряване на течности или пренасянето им до пострадалия при нужда. Подходящи размери са диаметър 12-15см и дължина 20-25см. Това предлага достатъчно място, и дава възможност отвътре да се навие тънко парче от матрак (20х35см) . От една страна той предпазва от температурно въздействие съдържанието на пакета, а от друга може да се ползва като малка изолираща подложка под пострадалия. Ако преди това за него е залепен тънък алуминиев лист, това вече е и шина, подобна на такива, предлагани от сериозни фирми. Достатъчно е да се огъне внимателно, така че да обхване добре изкълченотс или счупено място и да се превърже с бинт. Други важни неща са: кибрит в непромокаема кутия. Дори и обикновен кибрит може да свърши работа. Клечките и парче от драскалото могат да се затворят херметично в кутия от филм за фотоапарат. свещ. Може да свърши работа и за светене и за топлене. Запалена в палатка или под фолио тя вдига температурата с няколко градуса. Трябва много да се внимава. Съвременните синтетични материали се подпалват лесно и отделят токсични газове! таблетки сух спирт. Също в херметична опаковка. Могат да послужат за по-лесно запалване на огън, ако дърветата са мокри или за подгряване на капризен бензинов примус. голяма игла и няколко метра здрав синтетичен конец. Може да се закърпи раница, спален чувал, гащеризон, в изключителни случаи, дори обилно кървяща рана. алуминиево фолио. Може да е както за еднократна, така и за многократна употреба. Стандартни размери са 200 х 150см. То рефлектира обратно излъчваната от тялото топлина (до 90%) и така прави ъзможно по-дълъг престоя на пострадал или на попаднал в бедствена ситуация. Ако с помощта на въженце или клони се направи нещо като палатка, може да пази от дъжд и вятър, а запален примус би повишил значително температурата под него. Парче от фолиото може да се навие върху обилно кървящи рани под превръзка. В много случаи този метод помага за спиране на кървенето и е за предпочитане пред направата на турникет. въженца. Добре е да има един синтетичен шнур (5м, Змм) . Безусловно необходимо е и късо парче помощно въже (поне Зм, 5-бмм), което може да послужи за най-различни цели, включително направа на самозатягащи възли. То може да не се държи в пакета, но не трябва да се забравя! кърпа. Тя може да се носи и вързана на врата. От нея се импровизират превръзки, предпазва от вятър и студ лицето или главата, може да се използва за направа на турникет и какво ли не още. джобно ножче. Добре е да има едно малко сгъваемо остро ножче. Това е нещото, което всеки уж носи, а потрябва ли му в действителност, не е на мястото си. Полезно е при много манипулации, свързани с направата на превръзки и тини, а с обгорения му за дезинфекция връх могат да се извършат и малки "хирургически" манипулации. Екипировка и съоръжения
16 огледало. Добре е да е метално - например от алпака. Може да послужи за подаване на сигнали ("слънчево зайче") или контрол на слаба дихателна дейност. Превързочни материали: бинтове. Два обикновени- голям и малък, и един голям еластичен са достатъчни в личен пакет. Най-добре е, ако са фабрично пакетирани в стерилна опаковка. марли. Също трябва да са пакетирани по отделно в стерилни опаковки. Има такива с нанесен на тях сух риванол. ролка левкопласт. Освен за рани, може да послужи и за много други неща - за подлепване на пухени облекла, като изолирбанд при ремонт на електрическо осветление. безопасни игли. Три-четири могат да помогнат в много случаи. Медикаменти. Трудно е да се каже кои са най-подходящи. Във всички случаи е необходимо да са опаковани така, че да не се повреждат при транспорт, да е видно какви са, с какъв срок на годност и да са придружени от листчето с дозировка и начин на употреба. Лекарствените средства, които са специфични и се ползват от притежателя на пакета, трябва да се познават много добре, да са опаковани отделно в пликче с името и естествено могат да бъдат подбрани от всеки самостоятелно. По принцип, тези с общо предназначение, трябва да са такива, че да не навредят при неправилна употреба: аспирин. Познато лекарство с широка сфера на приложение. Противопоказно е при непоносимост, обилно кървене, вътрешни наранявания. Може да се ползва като профилактично средство при първи за сезона излизания в по- високата планина или при по-големи физически натоварвания - по1/2 сутрин и вечер с повече течности (водоразтворимите аналози са по-подходящи). Приет с топъл чай добре повлиява болки в гърлото, възпаление на евстахиевите тръби (заглъхване на ушите) от бърза смяна на надморска) височина или гмуркане. аналгин. Болкоуспокояващо средство при травматизъм. Малка вероятност от непоносимост. По-принцип предозирането не е опасно, но може да се прилага само при действителна опасност от шок при тежък травматизъм. дефламол. В добре затворена тубичка за да не повреди другите неща пакета. Ползва се при измръзване, изгаряне, протриване. Ако има мехури, те не трябва да се пукат! Марля, обилно намазана с мехлема и хлабава превръзка са необходимата първа помощ. захар. На бучки или насипна в херметична кутийка. Не случайно изредена при медикаментите. При припадък или подобно състояние без ясни причини трябва да се направи опит да се сложи в устата на пострадалия. Ако зъбите са стиснати, възможно най-навътре, като устните се придържат, докато захарта се разтвори от слюнката. Често това е хипогликемичен шок при скрит или явен диабет, а тогава друга помощ не е възможна! В подобие състояние може да изпадне и здрав човек при изтощение или силен стрес. мехлем за устни. Ползва се както червило и различни видове се продават в почти всички аптеки. Факторът на UV-защита е добре да е "6"или по-голям. Може да спести много неприятности, ако се нанесе на устните, при нужда и на лицето при слънце или мъгла във високата планина. При сняг е абсолютно необходим. С това необходимите лекарствени средства за обща употреба не се изчерпват. Предстои да се направи по-подробен и добре обмислен от лекари-специалисти списък, който ще се препоръчва от АСО.
Екипировка и съоръжения
17
ТЕХНИКА НА ПРОНИКВАНЕ В ХОРИЗОНТАЛНИ И ВОДНИ ПЕЩЕРИ
Н. Ланджев
Практиката е наложила спазването на някои общи правила при проникване в пещери и пропасти. По-важните са: • От наличната информация се прави оценка за цялостната сложност на проникването, най-трудните пасажи и възможните опасности от различен характер. • Определя се необходимата екипировка по вид и количество, като стремежът е към известно презапасяване (за оказване на помощ, при възникване на непредвидени проблеми или повреди в екипировката). • Преценява се доколко планираното проникване е по възможностите на всеки от участниците. • Изгражда се схема за алармиране на АСО при възникване на инцидент или пресрочване на контролното време. Хоризонталните пещери, условно казано, са пещери без отвеси. Това не пречи да има къси вертикални пасажи или траверси, които се преминават с катерене. Възможно е да възникне необходимост подобни места да се подсигурят с въжета. В такива случаи те трябва да се предвидят, а освен това за всеки от пещерняците ще са необходими седалка, осигурителен ремък и поне по един самохват. Ще са необходими и средства за създаване на опори. Но дори пещерата да е най-елементарна и да не се предвижда преминаване на трудни пасажи, задължително е всеки от участниците да носи
поне късо въженце (ǿ8мм, 5 метра) и един-два арабинера. При подготовка на проникването се преценяват опасностите от различен характер. Голям риск може да има в пещери, където има вероятност от нахлуване на поройни води или там, където нивото им може да се повиши в следствие на валежи на голямо разстояние от пещерата. В много случаи карстовите системи са бързи пътища за движение на водите. Във всеки конкретен случай трябва да има достоверна информация за съответното място. При рискове от
Техника
18 такъв характер трябва да се избира сезон, когато вероятността това да се случи е най-малка. Необходимо е да се знае и прогнозата за времето. В някои случаи може да се наложи монтаж на телефонна линия и да се определят предварително местата, където принудителният престой при покачване на водното ниво е възможен, ако хората не са в състояние да излезат навън. Осветлението е лично и се предвижда за всеки един от участниците. Трябва да е монтирано на каската и да е дублирано (основно-ацетиленово + резервно-електрическо или основно-електрическо + резервно-електрическо) . Втората комбинация може да се счита за поподходяща единствено при постоянно движение под водопади, често преминаване на полусифони (тогава то трябва да е гарантирано херметично) или в изключително тесни пещери. Независимо от вида на избраното осветление, ресурсът на светене трябва да е такъв, че основното да може да се ползва поне два пъти по-дълго от планирания престой. Окомплектовката с подходящи резервни дюзи, крушки и евентуално батерии също е лична. При повреда на основното осветление е необходимо проникването на цялата група да се прекрати. Излизането се извършва на резервното осветление. Проникването се извършва на групи, които се движат през известен интервал -така се намалява времето на принудителен престой при преминаване на тесняци или по-сложни пасажи. Отделните участници в група трябва- да се движат на такова разстояние, че да се виждат. В някои случаи може да се избере дистанция в границите на слухова комуникация. Желателно е съставът на групата да е от минимум трима човека (напр. при инцидент единият остава! при пострадалия, а другият отива да съобщи на основната група или спасителния отряд). Темпото на движение се определя от най-бавния човек в групата. Желателно е натоварването да е такова, че да не се допуска изпотяване. То би довело до по-бързо изразходване на сили и дискомфорт от повишената влажност на бельото. Престоите за кратка почивка трябва да са на възможно удобни и защитени места (сухо, без въздушни течения...), а от тактически съображения - преди трудни пасажи. Преминаването на по-трудни участъци се извършва поединично, без да се разчита на чужда помощ. По преценка такива места могат да се обезопасят с въжета. В такива случаи началните закрепвания се дублират. При направа на парапет разстоянието между опорите трябва да е такова, че при разрушаването на която и да е, да не е възможно човекът да падне на земята. При движение по вертикални парапети за самоосигуряване се ползва самохват, а по хоризонтални - двоен осигурителен ремък. При достигане на междинна опора се закачва първо вторият край на ремъка за новата дължина въже и след това се откачва първият. Така пещернякът винаги е осигурен. Основни използвани техники при проникване в хоризонтални пещери са катерене и движение на камина. И в двата случая се използват естествени форми на релефа - стъпки и хватки. Придвижването става като се спазва разпределено стабилно на три точки (напр. една ръка и два крака). Тогава може да се премества четвъртата опора. Катери се плавно, без подскоци или резки посягания към по-далечни стъпки или хватки. Така се изразходва по-малко енергия и се намаляват рисковете от загубване на стабилност. При необходимост от почивка, това трябва да се направи на по-лесно място, непосредствено преди труден пасаж. Така той може да се огледа добре и да се премине със Техника
19 свежи сили. Спирането на трудно място само изразходва силите. Важен критерий за сигурността на катерене е възможността за връщане с една опора назад във всеки един момент. Така при грешка или разрушаване на стъпка или хватка има възможност да се предприеме нов опит. При преминаване към нова опора трябва да се прецени нейната здравина. Често това е трудно, особено ако се катери през образувания от калцит. Дори да изглеждат масивни и здрави, ако са на глинена подложка могат лесно да се откъртят. При движение през блокажи трябва да се внимава и за стабилността на блоковете. Макар и големи, те могат да стоят на кантар и тогава дори малко усилие може да ги разбалансира. Това, че други хора са преминали даден пасаж, все още не означава, че няма проблеми. При движение на камина за подобряване на сцеплението се използва натиска в срещуположни стени. Това позволява движение по пасажи с много малък релеф. При движение на триене могат да се използват и други части на тялото, освен ръцете и краката. Важно е да се оцени какво е сцеплението на материята на гащеризона със скалата. При някои материали, напр. ПВЦ, то може да се промени драстично при намокряне, особено, ако преди това по него е полепнала глина. Трябва да се внимава и за разширения на галерията, където отсрещната стена не може да се достигне стабилно. В такива случаи своевременно се търси по-тесен участък или се преминава към катерене по едната страна. Наличието на тежки торби с багаж, може да затрудни проникването. В много случаи това е неизбежно и само могат да се създадат някои удобства. За по-лесно преминаване на прагове е необходимо торбата да е снабдена с 3 до 5 метра дълго въженце. Така е възможно тя да се издърпва от горе, след изкачването им. При движение на камина в меандри торбата се закачва късо, но така, че да не пречи на движението. При движение през водни площи е добре торбата да е балансирана с малка положителна плаваемост. Това лесно може да стане, ако вътре се постави малка надувна възглавница или вещите се транспортират в херметични пластмасови бидони, като теглото е помалко от водоизместването. При проникване в лабиринтни пещери най-голяма е опасността от загубване и последващо оставане без осветление. Желателно е поне един пещерняк от групата да познава добре маршрута. По време на проникването често трябва да се поглежда назад - при различни гледни точки сечението на галерията изглежда различно. На ключови места могат да се поставят маркери с контрастен цвят(бял, светлоотразителен...), които на излизане се събират. Рисуването на стрелки и опъването на конци могат да доведат до големи заблуди, а и загрозяват пещерата, което ги е направило неприемливи. Ако все пак загубването е факт, необходимо е да се запази спокойствие. Опитите за намиране на верния път трябва да Техника
20 продължат. Един от групата застава на едно място, а другите тръгват във вероятното направление, като през интервали, на слухова връзка остава по един. Проучват се различни посоки. Така се търси познато място, при запазване на отправната точка. Ако всички опити се провалят, добре е да се намери удобно място за бивак преди осветлението да е свършило. Желателно е мястото да е сухо, да няма въздушни течения, а в близост да има вода пиене. Осветлението се загасява и се пали само тогава, когато трябва се донесе вода във всички възможни съдове. Ако е твърде студено, хората трябва да седнат върху наличните вещи (въжета, торби и т. н.) плътно един до друг. При възможност се завиват с рексотермично фолио - още по-добре е, ако може да се импровизира палатка. Ако все още има карбид или свещ те трябва да се ползват икономично за затопляне под покривало. Така могат да се изчакат спасителите. Преминаването на тесняци често създава проблеми. Те мога да са абсолютно различи. Рецепти за преминаването няма. Преди влизане теснякът се разглежда внимателно. По-често е добре да се тръгне с еднат ръка напред - така сечението на тялото намалява. Ако е възможно предпочита се движение с глават напред. Когато се виждат формата и характера на тесняка, е мног по-лесно да се заеме най-добрая позиция. В много тесни места преместването става със змиевидни движения на тялото без излишно напрягане н мускулатурата. Поняког прибутването е само с върховет на пръстите, като стремежът тялото леко да се повдигне за да се намали триенето в пода. Преминаването на "нови" тесняци става внимателно. Във всеки е; момент преценката за възможна връщане трябва да е направена. Не трябва да се разчита, че ще се достигне място, където обръщането е възможно. Ако все пак стане "заклещване", не трябва да се изпада в паника. Това е ситуация в която помощ от другите е почти невъзможна. Първо трябва да се успокои дишането и да се отпусне мускулатурата. След това да се направи опит мисленно да се възстанови изминатият път и, ако е възможно, с малко връщане назад да се заеме по-подходяща позиция и се направи нов опит. Ако е неудачен, трябва да се почине и да се разбере къде е грешката След това се опитва отново. При проникване във водни пещери важно условие е всички участници д могат да плуват. Ако проникването е с лодки, те трябва да са поне две (многокамерни) и да са постоянно
оборудвани с въженца по пе риферията за издърпване. Най-често използваните модели могат да носят двама ил трима човека. Влизането в лодката става тогава, когато тя е на достатъчн дълбоко масто, за да не се повреди в дъното. Вярно е, че така хората веднага ще се намокрят, но във всички случаи от водна пещера не може да се излезе сух. Предварителното постепенно намокряне е полезно - то би предотвратило хипотермичен шок при внезапно обръщане. Единият от хората в лодката коленичи на носа и внимава за остри подводни ребра или камъни. Ако прецени, че рискът е твърде голям, сяда на носа с крака потопени във водата, като разчита, че ще спре лодката с ботуши ако срещне препятствие. В такъв случай лодката трябва да се движи с ниска скорост. Вторият сяда на задния борд и изпълнява командите на човека на носа. Важно е да не се стъпва на дъното (то провисва и може да се среже), а краката да се поставят плътно до
Техника
21 бордовете. Движението се извършва с къси гребла или с прибутване от стените, ако ширината на галерията го позволява. Тесни места се преминават със завъртане на лодката "на борд" и подпиране на камина или чрез събиране на двата борда един към друг с ръце и стъпване по оста на дъното. В някои случаи може да се наложи да се изпусне въздух от лодката и после тя повторно да се надуе. Така се преминава и през ниски места. Ако е много ниско, ще се наложи да се излезе във водата. Така може да се предотврати заклинването на лодката в тавана с човек в нея. През прагове и сухи части тя се пренася внимателно, а ако има теснини трябва да се изпусне и надуе отново. Спазването на тези правила в практиката е показало, че опитните пещерняци изключително рядко пукат лодките си, независимо от степента на сложност на проникването. В някои водни пещери проникването не се извършва с лодки, поради множеството стеснения или преминаване през сифонни части. Тогава се използват сухи хидрокостюми. Скъсването им може да бъде много опасно. Рязкото нахлуване на студена вода към прегрялото от движенията тяло може да предизвика хипотермичен шок, който при по-големи разлики в температурата се характеризира с внезапна загуба на съзнание, а понякога и със смърт. Във всички случаи дори ефектът да е само преохлаждане, последствията са тежки и могат доведат до бедствено положение на цялата група. Тук рецепти за действие трудно могат да се предложат. Най-важна е профилактиката. Хидрокостюмът трябва да е защитен от всякъде, включително от протриване в ботушите със здрави чорапи. Движението трябва да е плавно, без големи натоварвания, които могат да причинят потене и намокряне от създалия се кондензат. На всички по- тесни и опасни от закачване места трябва да се внимава. Във всички по-студени пещери е добре да се носи малък газов примус. Може да използва, както при възникване на инцидент, така и за приготвяне топли течности по време на почивките. Движението в такива пещери се извършва с газене или плуване. При плуване трябва да се постави бонето. Въпреки положителната плаваемоста на човек с такъв костюм, може да се ползва и надувна спасителна жилетка. При преминаване на сифон или полусифон тя трябва да се изпусне. На много места най-лесно е да се премине с катерене, но не над водата, а при потопена голяма част от тялото. Тогава, благодарение на възникналата подемна сила от положителната плаваемост на хидрокостюма, силата за задържане многократно намалява и е възможно да се премине по хватки и стъпки с нищожни размери. Сифони са изцяло наводнени галерии, а полусифони такива в коитс въздухът трудно стига за дишане. На подобни места трябва да имг предварително поставено при предишно изследване с леководолазен апарат здраво завързано в двата края пилотно въженце. Дори при загуба ориентация, то може да послужи за спазване на вярната посока. Преминаването на сифонни части не трябва да става с плуване. Положителната плаваемост на човек с хидрокостюм може да го притисне към тавана и той да остане безпомощен. Тялото трябва да е вертикално, а ръцете да се подпират в тавана. Първият, който преминава, е добре да е запознат с характера сифона от предишни прониквания. Той трябва да остане на изхода, за да може да окаже помощ при нужда. Комуникацията е слухова, а при невъзможност се ползват уговорени сигнали чрез многократни подръпвания на въженцето.
Техника
22 При по-дълги прониквание може да се наложи преспиване на бивак. Акс пещерата не е студена, това не е голям проблем. Но в студени и влажни галерии може до стане така, че след едно преспиване пещерняците да се така изтощени, че да не могат да продължат. За да не се допусне контакт със студения под, може да се използва хамак, окачен на стените. Задоволителен комфорт предлага и единична палатка от синтетичен плат с дъно, още повече, че при приготвяне на течности вътрешността се затопля от примуса. Добре е да се използват матраци от пенополиуретан - те са леки, компактни, с добри изолационни качества и не се мокрят. Какъв е спалният чувал, е по трудно да се отговори. Пухените са по-компактни, но ако пълнежът не е добре импрегниран поемат бързо влага. Тези, с вата от кухо влакно не поемат влагата лесно, но обемът им е твърде голям. Какъвто и да е избраният чувал, той трябва да се транспортира в непромокаема торба или херметично бидонче от пластмаса. При построяване на бивака трябва да се търсят по-високи места, от една страна те са посухи, а от друга по-безопасни при внезапно покачване на водите. Ако бивакът е на висока площадка, всеки трябва да е осигурен с въже. Хоризонталните пещери често се подценяват и се считат за "лесни". В същност, множеството малки препятствия при по-продължително проникване могат да го направят крайно изтощително. Затова е необходимо силите да се пестят постоянно. Движенията трябва да са добре премерени и плавни. Необходимо е да се преценява как най-лесно и безопасно може да се премине всеки конкретен пасаж. Като правило, на излизане се изразходват повече сили от тези, необходими на влизане в пещерата. При по-тежки прониквания е добре периодически да се преценяват изразходваните време и сили до достигнатото място и евентуално необходимите за излизане. Ако балансът е критичен в някое отношение, по-безопасно е проникването да се прекрати. Никога не е ясно какво точно може да се случи в една пещера и още колко сили ще са нужни за справяне с новата ситуация. По време на проникване се изразходва много енергия. Това налага да се спазва подходящ хранителен режим. Често трябва да се приемат малки количества лесни за усвояване храни, съдържащи преимуществено въглехидрати. Поемането на топли течности също е много важно. Натоварванията са продължителни и напитки или храни с тонизиращи съставки имат временен ефект, а при продължителна употреба биха довели до неадекватност и бързо изтощаване. Формирането на нужните качества за тежки и продължителни прониквания е дълъг процес. Това може да стане само след време, като редовно се влиза в пещери с нарастваща сложност. ТЕХНИКА НА ПРОНИКВАНЕ В ПРОПАСТИ
Н.Ланджев
Пропастите и пропастните пещери са характерни с това, че в тях се срещат в по-голяма или по-малка степен вертикални пасажи (отвеси), които се налага да се преминават с помощта на въже. Основната техника за екипиране на отвеси, която се използва в България се нарича Техника на единичното въже (ТЕВ) . Характерно за нея е екипирането с едно въже, като не се допуска никакво триене в скалата. Само тогава, а и при употреба на екипировка без повреди, с гарантирани качества и използвана в предвидените срокове от производителя, може да се счита, че ТЕВ е безопасна и приложима. Естествено, допълнително условие е да не се допускат грешки при работа. Начало на подготовката за усвояване на ТЕВ е заучаването и тренирането на изкачването по въже. Усвояването на всички манипулации при движение със самохвати при изкачване и слизане би намалило проблемите при следващи действия. Най-удобна техника и задължителна във фазата на обучение е "дед" Техника
23 ("жаба"). Екипировката трябва да включва удобна, правилно регулирана седалка в комплект с карабинер тип "делта", осигурителен ремък с два края и презрамка. Между делтата и презрамката се монтира централният самохват. Водещият самохват се свързва с осигурително въже към делтата, а в "педала" се стъпва с единия или двата крака. След увисване на въжето е необходимо да се проверят всички регулировки по отношение на удобството им и всички закрепвания - муфи на карабинери, катарами и т.н. След изкачване на един-два метра се прави опит за сменяне на посоката (слизане). Ако няма проблеми, следва изкачване до клина (5-бм), закачване на осигурителния ремък, откачване и слизане на самохвати до долу. Катеренето трябва да става равномерно, с плавни движения, като стремежът е да се създаде синхрон между движението на ръцете и краката. При изкачване на първите метри е необходимо въжето да се обира с едната ръка под централния самохват. След това то се притиска между стъпалата в педала, едновременно с изправянето върху водещия самохват. Следващ етап е спускането по въже - рапел. За делтата се закачва плъзгачът и следва ново изкачване до клина. Закачва се осигурителният ремък, откачва се гръдният самохват, монтира се и се фиксира плъзгачът и се увисва на него. Следва спускане със самоосигуряване с помощта водещия самохват. Скоростта на спускане не трябва да е висока. Препоръчва се да e такава, каквато е при изкачване. Така се щади въжето и могат да се избегнат нежелани травми от удари в скалата в условията на лоша видимост и хлъзгави стени в пещерата. Друго необходимо практическо упражнение е преминаването на възел при спускане. Важно e да не се увисва на едно съоръжение (най-малко на две - плъзгач-самохват, два самохвата). Осигуряването по време на манипулациите става с осигурителния ремък в клупа на възела. След усвояване на описаните манипулации, спокойно може да се пристъпи към преминаване на "системи" с различни по брой и сложност прехвърляния. Тази методика на обучение на движението по вертикално въже е изпробвана практически в много курсове за пещерняци. От една страна по-бързо се заучават техниките, а от друга тя е по-безаварийна (най-често проблемите възникват в близост до земята, където може да се помогне, било със съвет, било с практически действия) На никой от етапите няма реална нужда от използване на осигурително въже. Следващ етап в ТЕВ е направата на “система” Така популярно се нарича цялостното екипиране с клинове и въже на един или на няколко свързани отвеса. Първо се правят основно и дублиращо закрепване. Дублиращото е първо по отношение на дължината на въжето и подсигурява основното с къса връзка. И двете първи опори трябва да са изнесени извън опасната от падане зона на отвеса. Могат да са на естествени (дърво, стабилен скален блок, скална халка, образувание) или изкуствени (спит, друг ролплъгов клин, скален клин) опори. Ако опорите са несигурни, те могат да се удвояват ("У"-закрепване) или утрояват ("ринг"). След това въжето се подвежда като парапет с минимални кореми и се търси място за нови дублиращо и основно закрепвания, от които да се осигури изместване от пътя на течаща вода, лабилни камъни, както и избягване на триенето в скалата. При необходимост от ново отместване по описаните причини или при голяма дължина въже (30 и повече метра) се създават междинни опори. При голям хоризонтален преход за отклоняване или преминаване от един отвес в друг, се построява нов парапет с начално закрепване и нови основно и дублиращо закрепвания над новия отвее. Важно е да се спазва правилото "всяка следваща опора да е по-ниско от предишната". Така евентуалният динамичен удар при разруТехника
24 шаване на която и да е опора би бил в границите на допустимото. Ако на някое междинно закрепване съществува опасност, при разрушаване на опората да последва опасен удар в отсрещната стена или пропадането да е много голямо, то закрепването трябва да се дублира. Дублиране се извършва и в случаите, когато някоя опора е несигурна или, ако отклонението е такова, че би попречило на друг пещерняк да ползва горната или долната дължина въже. Идеята на ТЕВ е, че най-слабо място в "системата" са опорите. Те се създават субективно. При разрушаването на която и да е от тях, резултатът не трябва да е по-лош от описаните критерии: • предходната опора трябва да е в състояние да поеме целия нов товар • не се допуска падане с фактор, по-голям от 0.5
• не се допуска удар в скалата • не се допуска падане от площадката • осигурена е възможност за достъп до човека, попаднал в инцидент На всяка опора въжето трябва да е завързано с възел (напр. осмица), а на междинните опори трябва да е оставен "корем". Той трябва да е достатъчно голям, така че да е възможно преминаването му на рапел с късия осигурителен ремък. Излишната дължина е вредна, защото биха се увеличили падането и динамичният удар при разрушаване на опората. На края на всяко въже трябва да има възел, който да не позволи изнизването му от плъзгача, ако то свърши. Найдобре е това да е осмица с клуп. Така въжето лесно може да се настави, като следващото въже се вплита в готовия възел. При необходимост от наставяне на въжета, е желателно това да се прави в опора, като остатъка въже се скатава и се закрепва на клина. Така броят на прехвърлянията става по-малък. Но ако това не е целесъобразно, поради това, че ще се загуби много въже, горното и долното се свързват (двоен тъкачески, вплетена осмица) . При наставяне в клин е необходимо, освен закачване в карабинера, двата клупа да са свързани (при разрушаване на опората кърабинерът може да се счупи!). Закрепванията могат да се направят на естествени или изкуствени опори. Естествени, например, са дървета, скални халки, издатъци, калцитни образувания. Внимателно трябва да се преценява здравината им. Най-често фиксирането на въжето към тях се извършва с помощта на примки. Използваа се въжени лентови и стоманени. Въжените примки са най-подходящи за направа на "ринг". Лентовите са по-устойчиви на триене като тяхно основно предимство възможността добре да се затегнат около скален издатък или образувание Стоманените примки се използват предимно в България. Тяхната устойчивос на триене е изключително голяма. Проблем е нулевата им разтегливост. Не е допустимо падане единствено на стоманена примка! Изкуствени опори са клиновете (спит, ролплъгови, самозалепящи, скални...), а също и клемите от различен вид. Самопробиващите клинове тип "спит" имат най-голямо приложение, могат сравнително лесно да се поставят на удобно място Техника
25 (виж СП ф/м-99, а-99). Преди това скалата трябва да се очука и да се прецени дали не кънти на кухо. След маркиране на мястото на клина (без пукнатини включвания и други дефекти в скалата) се изравнява малка площадка размера на планката. Ролплъговите и самозалепващите клинове се монтират с помощта на ударна акумулаторна бормашина или специално шило. Използват се предимно за направа на опори в често посещавани пещери или при спасителни акции. Скалните клинове могат да се ползват в естествени цепнатини. Техен недостатък е лесното им разхлабване при пулсиращото натоварване от катерене със самохвати (желателно е дублиране на "У") . Клемите от различен вид имат същите недостатъци както скалните клинове. По тази причина те най-често се използват при направата на парапети. Планките са свързващото звено между клиновете с винтова връзка (спит...) и въжетата подредством карабинер или възел. За директно закрепване (с възел) могат да се ползват таванните планки (котвен+осигуряващ възел), "клоун" (осмица) и удължителителите (шкотов, брамшкотов), а всички останали се нуждаят безусловно от карабинер. Удължителите се използват единствено в България. Тяхно предимство е възможността клинът да се забие над ръба, на относително удобно и по-здраво място. Късата стоманена примка (около 25см) измества мястото на окачване на въжето под зоната на триене. При необходимост е възможно по високо изнасяне на клина над ръба, като удължаването става с наставяме с друг удължител или стоманена примка. Протекторите се използват за избягване на триенето на възлите на въжето в скалата. Във втория случай най-често е по-добре, по възможност да се направи ново междинно закрепване, защото протекторът лесно се измества от желаното място и може да спре да изпълнява функциите си. Изискванията към екипировката ползвана в ТЕВ са високи. За контрол на всички съоръжения е необходимо да се предприемат постоянно мерки: Предварителен контрол се извършва при подготовка на проникването. Всички въжета се преглеждат внимателно при скатаването в торбите за механични повреди промяна на цвета от химично въздействие или светлина, неестествено удебеляване или изтъняване. На седалките освен това се оглеждат шевовете и катарамите за скъсване и пукнатини. Подобен оглед за повреди трябва да се направи и на всички останали съоръжения карабинери, самохвати, плъзгачи... Текущ контрол трябва да се извършва по време на екипиране. Всяко закрепване се проверява за пукнатини около опорите, заключването на карабинерите, правилния монтаж на планките, примките и карабинерите по отношение посоката на товара, начина на направа на възлите и провисването им. Прави се и постоянна проверка за повреди по въжето по време на спускане. Личен контрол извършва всеки от прониквачите при движение по системата на слизане или изкачване. Освен това, той Техника
26 контролира и всички свои лични съоръжения на всяко прехвърляне, преди да откачи осигурителния си ремък. При констатиране на каквато и да било повреда веднага трябва да се предприемат мерки за нейното отстраняване. Най-често има опасност да възникнат повреди на въжето - от неправилен монтаж (триене) или от паднал камък. Необходимо е повреденото място да се изолира, като се завърже възел. Ако това се установи на слизане, необходимо е всички кореми да се превържат, за да се осигури възможност за преминаване на прехвърлянията. Друга повредена екипировка трябва да се подмени или да се направи подсигуряване с импровизирани средства (напр. самозатягащ възел вместо самохват, карабинер вместо плъзгач, помощно въженце за дублиране на седалката или осигуряване на карабинер). За екипиране на ТЕВ могат да се използват единствено съоръжения, които отговарят на приетите в света норми. Правилно фиксиране на десандьор Статичните въжетата са единствените, които са подходящи за ТЕВ. Скъсването на въже при ползване на тази техника е недопустимо и би било фатално. По тази причина не може да се разчита на голите твърдения, че едно въже е "статично", следователно "върши работа7'. Необходимо е производителят или търговецът да доказват точното им поведение при проведени тестове с конкретни изпитания и отговорни гаранции. Във всички случаи по-скъпото въже с гарантирани качества излиза по-евтино след време (Масови тестове на въжета, извършени във Великобритания показват, че промазката, с която е обработено въжето има решеващо значение за неговата издържливост на удари при експлоатация в реални условия - Owen Clarke, доклад в раздел "екипировка" на 12. конгрес на UIS в Швейцария, 1997,поща:106313.101@ compuserve.com) Плъзгачите са съоръжения за спускане по въже, при които то се движи по сложен път , но в една равнина. Това е безусловно необходимо, за да не се получава засукване, което би се натрупало в корема и би направило невъзможно преминаването през прехвърляне. Самохватите трябва да са с малък "мъртъв" ход. Специфичните функции на различните самохвати, според тяхното място, определят и различни изисквания към тях. Централният трябва да е по-къс и да може да ce монтира така, че да лежи плоско на гърдите. Водещият - да е удобен за хващаме с ръка и манипулации, а също да е използваем с ролка и карабинер (блок) при необходимост. Транспортът на екипировката се извършва, като въжетата и другите необходими вещи се носят в торба. Тя се окачва на делтата с карабинер и с достатъчно дълго въженце така, че да не пречи на движението на краката при спускане и катерене. Прекалено дългото окачване има недостатъка, че торбата може да се закачи на площадка и след това да падне с “друсаме". Неприятно би било и осукването на въжето с това на торбата. При проникване в по-големи пещери багажът нараства по тегло. Тогава се налагат други техники за неговото транспортиране. Една възможност е да се използва помощно въже, по което той се издърпва през блок или с полиспаст. Желателно е това да става с придружаване, като пещернякът трябва да е над товара и да може да го достига за да предотврати закачването му във отвеса. При невъзможност, е необходимо теглещото въже да се отклони с ролки на на междинните прехвърляния. Друг начин на контрол е свързването на придружаващия и товара. Това трябва да става посредством помощно въже и карабинер, закачен свободно} за теглещото въже над Техника
27 възела. Така, при изпускане на товара, той не би паднал върху пещерняка, който го придружава. Трета възможност трансформацията на педала с помощта на ролка (или карабинер) по схема "Ла Рока". Тогава усилието на катерене намалява почти наполовина. Освен това, “Ла Рока” е и метод за самопомощ при умора или лек травматизъм, а също и за извличане на пострадал. При всички случаи на инцидент с човек, който е на въжето, трябва да се предприемат мерки за неговия транспорт до подходящо за устройване на авариен бивак място. За предпочитане е това да стане със спускане. Изкачването изисква изразходване на много физически сили и не винаги може да се направи реална преценка, дали те ще стигнат за завършване на всички необходимищ манипулации. Прихващането със спускане е техника, изпълняването, на която би трябвало да е по силите и възможностите на всеки пещерняк. Подходът до пострадали; става по същото въже и на същия клин. Критични биха били всички манипулации, които водят до най-малко друсане. По тази причина, ако се слиза, по-добре е това да става на самохвати. Спускането с десандьор крие някои рискове и е потенциално опасно. След достигане до пострадалия, е необходимо той да се закачи за делтата с неговия осигурителен ремък. След това, по схема “Ла Рока”, той се повдига до възможност за откачването му от въжето. Извършва се монтаж на плъзгача. Той се фиксира. Преминава се към спускане след откачване на централния самохват (водещият остава за самоосигуровка) и разблокиране на плъзгача. Трябва да се има предвид, че при ползване на рапел-рак позицията на централния самохват е необходимо да е по-висока, а при десандьор увеличеният товар изисква създаване на допълнително триене, посредством навивка на протриващия карабинер. Във всички случаи тези манипулации биха били възможни само при точно регулиране на личната екипировка и след съответните тренировки. При спускането на пострадалия по въжето е най-добре да не се предприема опит за преминаване на прехвърлянията, а те да се отвържат. Ако по системата има възел най-лесно е да се достигне максимално близко до него, да се включи централният самохват над плъзгача (осигуряването става с ремъка в клупа на възела), да се премести плъзгачът под възела, да се фиксира и след късо слизане на самохвати (централният да е под възела) да се застане в позиция, удобна за откачване на централния самохват и преминаване към спускане. При проникване в пропасти трябва да се спазват същите. правила за движение и безопасност, които са валидни и в другите пещери. По-големи опасности по отвесите има от падащи камъни. При екипиране е необходимо да се оглеждат внимателно площадките и други потенциално опасни места и според възможностите лабилните къмъни да се събарят. При преминаване на въжето под опасна зона трябва да се предприемат всички мерки за изнасяне на системата в страни. Почистването от лабилни камъни не може да става тогава, когато системата вече е построена или има хора под отвеса(нещ. случай в Змеюва дупка-65г)! Има реална опасност от повреждане на въжето. Потенциален риск крият дори неголеми води, които падат в близост до линията на въжето. Те трябва да се избягват с изнасяне на системата. Прииждането им при дъжд на повърхността може да направи излизането невъзможно (Гуфр Берже - СП 2/98) . Но дори и когато водата е малко, най-дребен инцидент може да се превърне в сериозно нещастие (Граничарската-74?г) . Потенциален риск от падане крие откачването от системата при преминаване на прехвърляния с площадки. По-добре е постоянно да се виси на въжето или на клина. Така няма възможност за объркване относно това, кое от съоръженията е закачено (инциденти в Хубавицата, Мъгливият сняг). При спускане в някои пропасти има опасност от газ в дъното на кладенците. По-бавното спускане и наблюдаването на пламъка на карбидното осветление (при газ пламъкът намалява и даже угасва) могат да предотвратят такова нещастие. Регистрирани случаи има в районите на Карлуково, Реселец, Кунино, Деветаки, Странджа и др. Нещастни случай в България има след преминаване на сифон (Урушка Маара-89г), след взривни работи (иманяри в пещера в Троянския балкан-96). Техника
28
Ползвана литература: • Майк Мередит, Вертикална спелеология (трето издание) - 1994г. • Петко Недков, АБВ на техниката на единично въже - 1983г. • Христо Делчев, Спелеология и пещерно дело - 1979г. • B.Tourte, N.Rizzo, O.Ubiergo, Cave Rescuer's Manual - 1997r. • Колектив - USA, Rappelling - 1989r.
Техника
29
ХАРАКТЕРНИ ОСОБЕНОСТИ НА СПЕЛЕОЛОЖКАТА ДЕЙНОСТ Проучвайки пещерите, спелеологъът не само преодолява разнообразни по вид и степен на трудност форми на подземния релеф, но и попада под въздействието на специфичните условия на пещерите - некомфортно ниска температура на въздуха, а за водните пещери и водата , висока относителна влажност, относително слаба спрямо външният свят осветеност, абсолютна изостряща слуха тишина или монотонен до стряскащ щум на подземни реки и водопади. От тази гледна точка специфичните условия при които се провежда спелеоложката дейност се определят от едновременното действие на три основни групи фактори: - естествените препятствия; - индивидуалните възприятия на специфичните пещерни условия; - стресорните агенти /фактори/. Към първата група фактори се отнасят естествените препятствие, които са характерни за самите пещери и пропасти, които съществуват независимо от пещерняците и поставят пред тях различни по степен и характер трудности. Това се праговете, пропастите, теснините, камините, кумините, блокажите, реките,езерата и водопадите, полусифоните и сифоните и т.н Съвкупността от всички естествени препятствия определят сложността на пещерите. Колкото съвкупността от естествените препятствия е по-разнообразна, а те самите достатъчно трудни за преодоляване, толкова по-малко обектът трябва да се счита за лесен. За преодоляването на всички видове препятсвия спелеологът извършва разнообразна по характер и продължителност работа при една умерена интензивност, при което изразходва енергия в порядъка от 3500 до 5000 Килокалории дневно.като се имат предвид енерогозагубите за извършване на мускулна работа и поддържане на жизнеобозпечаващите функции на организма. Преодоляването на естествените препятствия се осъществява посредством прилагането на различни техники, в основата на които стоят двигателни действия и съответно ниво на техническа и физическа подготовка. Ето защо работата на спелеолога изисква наличието на определени качества и такова ниво на общо-физическата и специална подготовка, които да му позволят ефективно и безопастно да реализира своята цел. Липсата на физическа, техническа и психическа подготовка поражда бързо настъпване на умора. Този процес се задълбочава от въздействието на факторите на подземната среда. При това намалява бързината на реакциите и чувсвото за опастност (понякога и при опитни пещерняци), което довежда до неадекватни действия и постъпки. Умората се изразява в намаляване на функционалните възможности на един орган или целият организъм, в следствие на продължителна работа. Настъпването на умора е физиологична реакция и сигнал за прекратяване на работата, които целят предотвратяване на изтощението на организма. Чувството за умора подсказва, че на организма му е необходима почивка, за да се възстанови. Мускулната умора е следствие на мускулната работа, която се извършва благодарение на разграждането на хранителните вещества -въглехидрати, мазнини и белтъчини. Ако, след възникване на умора, пещерняка продължи своята дейност или времето за възстановяване след проникване не е било достатъчно то настъпва фазата на изтощението. Такива условия се създават при прекомерни и продължителни натоварвания и неправилно съставен режим на труд , почивка и хранене по време на експедиции. И във двата случая грешките са плод на неопитност. Изтощението се проявява с намаляване на кръвната захар и изчерпване на енергетичните запаси (предимно въглехидрати и мазнини), преохлаждане, обезводняване на организма и намаляване на натриевите соли (Na CI) в организма. Втората група фактори определя съвместимостта на спелеолога и пещерата. Под земята рязко се проявяват индивидуалните психологически особености на пещерняка по начин, по който те не се набл!одават при обичайните „земни" условия. Това са така наречените фобии - клаусторофобия, фобия от тъмнина, аерофобия, от вода, от уединение. Обикновенно хора страдащи от подобни фобии не стават пещерняци, но има случаи когато
30 такива състояния се проявяват у пещерняци попаднали в стресова ситуация. В този случай човекът изпаднал в състояние на стрес започва да възприема действителността неадекватно, по същия начин реагира на различни дразнители, те стават неспособни да предприемат активни и безопасни действия. Друг негативен фактор е страхът. Всички изпитват страх, разликата е в това кой и до каква степен и успял да го победи. Нямаме ли увереност в силите си или чувстваме невъзмоност да преодолеем дадена трудност, по-добре е да се откажем и да спрем. Да се признае слабостта в пещерата не е срамно. По този начин ще създадем по-малко неприятности на себе си и другите, отколкото ако скрием неспособността си, закъсаме в сложен участък, там където трудно може да ни бъде оказана помощ. Тези проблеми са нормални за спелеолога и той започва да се справя с тях успоредно с натрупването на опит. Вниманието към подземната среда, съзнанието за възможни рискове и познаването на опастностите спомагат за увеличаването на безопастността. И напротив, тези които подценяват безопасността, надценяват риска и силите си, представляват сериозна опастност за всяко проникване. Те често стават причина за сериозни затруднения, даже критични ситуации. Третата група фактори отразява взаимодействието на спелеолога с пещерата или по-точно въздействието на факторите на подземната среда върху него. Тъмнината, сравнително ниската температура, високата влажност, своеобразната акустика действат върху пещерняка като силни стресови агенти. Смяната на обичайния режим и отсъствието на привичните външни дразнители също довеждат организма до състояние на стрес. Под влиянието на стреса спелеолога започва да извършва грешни технически и тактически действия и да не взема правилни и често пъти единствено възможните решения. Познаването на въздействието на тази група фактори дава възможност да бъдат решени проблемите за жизнеообозпечаването на спелеолога или по-точно и кратко казано въпроса за адаптацията на спелеолога. Да разгледаме този проблем от гледна точка на теорията на стреса. Под стрес (в найобобщения смисъл на понятието) се разбира вътрешно и външно напрежение на организма на човека породено от въздействието на различни неблагоприятни за него фактори: тежка физическа работа, болести, нервно-психично напрежение, климатични условия, неправилно хранене, липса на пълноценна почивка, липса на подготовка и др. Организмът се старае да се преустрои, да се приспособи към действието на стреса, като този процес протича на три стадия: Първият е стадия на тревога, който вътрешно се подразделя на две фази-шок и контрашок. Шока е първоначалната фаза на организма към въздействието на стресовия фактор /например студа или голямото мускулно напрежение/. При това се включват защитните сили на организма - физиологичните функции се активизират и приспособяването на организма към изменените условия протича по-бързо отколкото обикновено. Настъпва фазата на контрашока. Организмът става активен, наблюдават се признаци на психическа стимулация и действия показващи едно добро физическо състояние. Съпротивителните сили на организма в този момент на стреса са повишени. Спелеологът се държи така сякаш е привикнал към студа или голямото мускулно усилие. Това състояние обаче има временен характер. Ако въздействието на някои от предизвикващите стрес фактори продължи настъпва така наречената фаза на съпротивление. При тази фаза се наблюдава повишена съпротивляемост на организма към основният причинител на стреса и понижена към въздействието на всички останали фактори. Това се нарича фаза на специфична адаптация. В зависимост от степента на подготовка организма разполага с определени възможности за приспособяване(адаптиране) и когато те се изчерпат то под ваздействието на стресорния агент се достига стадия на изтощение. При него бързо намаляват защитните сили на организма, при което е възможноте никога да не са възвърнат. При този случай съпротивителните сили на организма към каквито и да е дразнители е понижена до минимум, което може да доведе до смърт.
31 В зависимост от честотата на проникване в пещери в началото на всяко ново влизане в пещера у спелеолога се появява емоционален стрес. С натрупването на опита и при дълго и многократно проникване в пещери действието на този емоционален фактор намалява. Стресът предизвикан от продължителните натоварвания, небалансираното хранене, недостатъчния и най-вече непълноценен отдих намалява пропорционално с нарастване на цялостната подготовка на пещерняка и технико-тактическата организация на проникването или експедицията. Най-устойчив и постоянно действащ фактор, който предзиква стресови реакции това е ниската температура на въздуха, скалата и подземната вода. ТОПЛИНЕН БАЛАНС НА СПЕЛЕОЛОГА Топлинният баланс при спелеолога може да се представи във вид на равенство между произведената от организма енергия (Е) и сумата от загубите на топлина чрез излъчване, изпарение, конвекцията на въздуха, дишането(ZQ) и енерийните загуби вследствие извършената полезна физическа работа (А). При E=ZQ+ А организмът на пещерняка се намира в комфортни условия и действието на студа като стресор отсъства. Ако сумата от загуби на топлина (енергия) е по-голяма от произведената от организма енергия то възниква дефицит на топлина, който предизвиква преход към състояние на дискомфорт. Преди всичко преохлаждането се осъществява посредствам крайниците (58%) и главата (18%). Топлозагубите от изпарение съставляват 12-27 % от произведената топлинна нергия и стават чрез кожата /изпотяването/ и белите дробове /издишания въздух/. Загубите на топлина се компенсират чрез повишена топлопродукция, която при условията на въздействие на ниските температури (например едночасов престой в пещера с температура 4 градуса С)нараства до 4 пъти, а когато е съпътствана от физическа работа до 7 пъти. Ако общите загуби на топлинна енергия не могат да се компенсират от произведената от организма енергия започва преохлаждането на организма. Топлинният баланс на спелелога зависи не само от терморегулативните възможности на неговия организъм, но и от топлоизолационните свойства на неговата екипировка - бельо и комбинезон, хидрокомбинезон, неопрени и други, така че механизмите на терморегулация ще работят по-леко или напрегнато в зависимост от качествата на подбраните термо и хидрозащитни облекла. КРАТКОВРЕМЕННО ИНТЕНЗИВНО ПРЕОХЛАЖДАНЕ Пещернякът трябва да знае, че когато част от пъвърхността на тялото му, намиращо се в комфортни условия, внезапно встъпи в контакт със студена среда, то в иделния случай в точката на контакта температурите трябва да бъдат еднакви. Когато средата има безконечно голям обем (пещерния климат) нейната температура на повърхността на кожата няма да се повиши и ще се получи температурен скок. По такъв начин, в зависимост от свойствата на средата, температурата на кожата може мигновенно да спадне до 10.8º С. При съвършена изолация температурния скок на кожата може да бъде намален и усещането на комфорт на пещерняка не намалява. Овлажнените в различна степен дрехи на пещерняка до степен на пълното им намокряне, въздушната прослойка, която има изолационен характер между външната среда и тялото намалява. При това температурния скок на кожата ще се увеличи до 15 ºС и съответно температурата на кожата ще спадне до 21.6 ºС. Най-значителен температурен скок до 26 ºС възниква при съприкосновение на повърхността на кожата с метала и камъка. С увеличаване на студовото дразнене пещерняка започва да трепери-тогава той се намира в стадия на тревога. Тогава рецепторите от повърностните слоеве но тялото (най-вече кожата) сигнализират в мозъка за намаляване на температурата по повърхността на кожата, което застрашава нормалното състояние на организма (хомеостазата). Охладената в кожата капилярна кръв се транспортира навътре в тялото вследствие, на което започва общо изстудяване на целия организъм.
32 Реакцията на организма е включването на химическата и физическа терморегулацияповишавава се топлопродукцията и се установява първа топлинна защита представляваща : свиване на капилярите по повърността на кожата, което се съпровожда от намаляване циркулацията в периферните части и съответно намаляване на топлозагубите. Времето необходимо за организирането на топлозащита и интензивността на топлопродукция при хората са ограничени. Ето защо ако интензивността на въздействие на студа обхване значителна част от повърхността на тялото (например ако спелеолога падне във вода с температура +1ºС) то това може да причини рязко въздействие върху жизнено важни органихипотермичен шок. Интезивно (рязко) охлаждане на неголяма част от тялото разположена по далече от ядрото (например само крайниците) също може да доведе до хипотермичен шок, но в случая организмът може и да компенсира топлозагубата. Като следствие от установената първа топлинна защита температурата на кожата се понижава. Ако при това топлоизолацията на пещерняка е недостатъчна за подържане на хомеостазата на организма, започва да работи механизма на втората (физичиската) топлинна защита. При нея топлозагубите се намаляват за сметка на възникнали пулсации по диаметъра на кръвоносните съдове. В този случай е необходимо да се отстранят дискомфортните условия, за да не може пулсациите да прераснат в спазми, съпроводени със силни усещания за болка. Следва пълен спазъм на кръвоносните съдове и кръвообръщението в периферията на тялото се прекъсва. Организмът преминава в трета фаза на топлинна защита с цената на загуби умъртвени са някои участъци от повърхността на тялото (изамръзване при температури по високи от О ºС). Времето за мобилизиране на организма да включи всичките тези три защитни механизма зависи от продължителността на студовото въздействие и при работа във вода без хидрозащитни средства (за крайниците) е примерно 10 минути. При това положение вътрешността на тялото още дълго време запазва своята нормална температура. Когато остудяването започне да обхваща жизнено важни органи, организма включва своята четвърта топлинна защита. Тя е насочена да подържа температурния режим на охладените органи и да възстанови границите на вътрешността на тялото за сметка на общото понижаване на температурата в него. Това става по пътя на рязкото разширяване на всички периферни капиляри. При това за известно време болезнените спазми могат да преминат, чувството на студ се сменя с усещането за псевдокомфорт и сънливост. В това състояние възниква бързо снижаване на температурата на вътрешността на тялото , измръзване на организма и съответно смърт. Практически в процеса на проучване всеки спелеолог е подложен на преохлаждане. Процесът на преохлаждане може да се регулира съзнателно чрез: - подбор на облеклото на пещерняка в съответствие с климатичните особености на пещерата- за това е необходимо наличието на първична информация за обекта; - изработване на подходящ тактически план за проникване, при който продължителността на проникване да се сведе до оптимални граници - избягване на прякото въздействие на водата - изнасяне на системите, обход на водни прегради с парапети и др. - избягване на съприкосновението на открити части на тялото със съоръженията от метал и скалите- необходимост от ръкавици, сядане при почивка върху изолиращи тялото предмети (торби, въжета, неопренови парчета) - използване на термозащитни одеяла при първи индикации за преохлаждане (треперене) включително топлината излъчваща се от карбитната лампа. - при продължителни прониквания и подземни лагери и намокряне - смяна на бельото под гащеризона и чорапите. Алексей Жалов
33 ОПАСНОСТИ В ПЕЩЕРИТЕ Съвременната спелеология се явява като съзнателна и целенасочена човешка дейност, решаваща специфичните задачи, които винаги имат смесен научно-спортен характер. Изследванията и спортните прониквания в пещерите и пропастите са свързани с преодоляването на значителни трудности и често са съпроводени от редица опасности за здравето и живота на пещерняците. Разнообразието на подземния карстов релеф, нескончаемият и вечно променящ се лабиринт от отвори, галерии и подземни водопади в една пещерна система, предявяват високи изисквания, както към общофизическата, волевата и психологическа подготовка на прониквачите, така също и към техните технически съоръжения и екипировка. Не са редки случаите, когато вследствие на редица субективни и много рядко на обективни причини може да се стигне до нещастен случай по време на една пещерна експедиция или тренировъчна проява. Ето защо във всички страни с развита спелеология са изградени спасителни служби, чиято основна задача е да оказват помощ на изпадналите в беда пещерняци. Проведоха се много конференции на Международната Комисия по спасяване в пещери, учредена през 1965 г. На тях основно се дискутираха и уточняваха методите и организацията на спасяване в пещери и пропасти. Благодарение на непрекъснатото развитие на техниката на проникване и навлизането на нови съоръжения в спелеологията, методите и организация на спасяване също се променяха. Това е една причина за трудноста те да бъдат твърдо фиксирани, като постоянни превантивни правила и норми за безопасността при проникване и работа под земята. Въпреки това е неоходимо, анализирайки многобройните нещастни случаи да се извлекат някои основни правила, които трябва да се спазват, за да са безаварийни нашите прониквания. Практиката показва, че при почти всички аварийни ситуация са налице субективните предпоставки за тяхното възникване. Има се предвид малката вероятност за природно бедствие в специфичните условия за работа под земята, например: земетресения и нахлуване на поройни води. При това нахлуването на поройни води до голяма степен може да се предвиди. Следователно причините за нещастията в пещерите имат изключително субективен характер. Това е едно доказателство, че не пещерите са опасни, а човека с неговото вродено чувство за непогрешимост е опасен и нанася не само вреда на себе си, а и на пещерите. Ето и някои случаи от световната и българска практика, илюстриращи казаното по-горе, заедно с малък коментар. В една кавказка пропаст през пролетта на 1967 г. група моковски пещерняци организира няколкодневна експедиция. След транспортирането на багажа с помоща на трактор, те се договарят с тракториста да ги чака след три дни. Завършили работата по-рано, започват да излизат. На входния 80-метров отвее обаче ги чака изненада - рязкото затопляне е причинило обилно топене на снега в резултат на което отвесът се е превърнал в студен водопад. Недооценил силите си и екипировката си един от участниците тръгва на самоосигуровка, но по средата на отвеса се преохлажда, силите го напускат и остава на въжето. Жена му, участничка в експедицията, не издържа и в стремежа си да му помогне, е сполетяна от същата участ. На следващия ден пристигналия тракторист разбира за нещастието и алармира спасителната служба. Когато спасителите стигат до мястото на произшествието, намират двамата пещерняка под няколко сантиметра лед. Причините за този нещастен случай са изцяло от субективен характер. А те са: - надценяване на собствените сили; - несъобразена и недобре избрана екипировка; - неправилно съставен тактически план на проникването. Марек Желеховски е ръководител на експедиция в „Снежна". Загива на 16 август 1970 г. на 20 метра от входа след 25-часово скоростно проникване, поради скъсване на стремената на самохватите. Причините: - самонадеяност; Опасности в пещерите
34 - неспазване правилата за влизане в пещери ( липса на каквато и да е осигуровка); - гонене на спортни рекорди в пещери. През август 1952 година при едно от първите прониквания в кладенеца „Лепиньо" в пропаста Пиер Сен Мартен жертва на злополука става Марсел Лубенс. При изкачването на началния 346 метров отвес се отваря прикрепването на стоманеното въже на лебедката, към която с парашутна сбруя е прикрепен Лубенс. Причини: - използване по това време на несъвършена и технически необезопасена материална база. Пак в Пиер Сен Мартен през лятото на 1973 година се загубват и остават без светлина група полски пещерняци. Според тях причината за този инцидент е изпускането на раницата с резервните батерии, а според нас те са: - неправилно съхранение на резервното осветление; - недостатъчна подготовка за пронкване в такъв голям обект; - недостатъчно предварително проучване на обекта. По време на английска експедиция в Испанските Пиринеи през 1976 година, при изследване на неизвестна дотогава пропаст, предварително екипирана, поради скъсване на въже пада и загива един от участниците. След него тръгва веднага друг участник, който поради лошата чуваемост не разбира за нещастието. Поради щастливо стечение на обстоятелствата, той пада върху трупа на първия и остава жив, макар и с тежки контузии. Причини: - неспазване мерките за безопастност (липса на самоосигуровка). През 1956 г. на 24 март при изследване на пещерата „Духлата" Владимир Бешков, Михаил Квартирников и Иван Лозанов остават без светлина. Те носят със себе си петромакс, газов фенер и кибрит. При пълзенето по локвите кибрита се намокря, при едно подхлъзване се скъсва чорапчето на петромакса, а в суматохата загасва и газовия фенер. След 45-часово лутане без светлина и щастливо стечение на обстоятелствата намират правилния път и излизат навън. Причини: - липса на надежно резервно осветление. - липса на надежно основно осветление. - през 1964 година на 24 август по време на курса за младши инструктори в Карлуково при проникване в пропаста „Банковица" пада от около 7 м. Христо Делчев и счупва бедрената си кост. Това е първия нещастен случай у нас с вече сериозни последствия. Организацията на рапела е следната: двойното рапелно въже е било закачено на стълбата - по точно през стъпенката. Целта е била да се осигури отдолу излизащия след това пещерняк Владимир Илюхин. Причини: - стъпенката се счупва и стоманеното въже срязва конопеното въже; - неправилна организация на рапела; - липса на осигуровка; - неспазване на мерките за безопасност. През 1965 година на 8 септември по време на Софийски градски пещерен сбор при проникване в пещерата „Змейова дупка" загива Петко Лазаров от Велико Търново - гост на сбора. Това е първия нещастен случай със смъртен изход в България. Петко Лазаров е ударен в главата на дъното на пропастта от къмък и почива на път за болницата. Причините: - неспазване правилата за безопасност (сваляне на каската и заставане под отвеса). През 1970 година на 18 септември загиват и първите леководолази Сияна Люцканова и Евстати Йончев от Варна при проникване в сифона, от който излизат водите на пропастта „Дяволското гърло". Причини: - недоглеждане (На Евстати Йончев е дадена за гмуркането почти празна бутилка). На 7 ноември 1975 година група от четири човека, младши инструктор и трима носители на значката „Пещерняк" организират експедиция за изследване на пещерите край село Комщица. Достигайки до входа на пропастната пещера „Граничарската", групата сяда да почива. Не след дълго младите ентусиасти Янчо Мануилов и Олимпи Димитров влизат в пещерата. Навън остават ръководителя Марин Маринов и Светла Кисьова. След преодоляване Опасности в пещерите
35 на първия отвес двамата достигат до втори отвес, облян с вода. Янчо Мануилов слиза по отвеса с горна осигуровка и след кратко запознаване с пещерата, решава да се върне. Започва изкачване на 19-метровия отвес с водопад на самохвати. На три метра от дъното съобщава, че няма сили да продължи. След неуспешен опит да му помогне Олимпи излиза навън за помощ. Той и Марин Маринов отново правят неуспешен опит да го извадят, след което Марин Маринов със съдействието на граничарите от близката застава отиват до селото за допълнителна материална база. След около два часа Маринов се връща и с помоща на граничарите изважда вече мъртвия Мануилов. Аутопсията констатира, че смърта е настъпила в следствие удавяне след кома. Причини: - слаба техническа и психическа подготовка на пострадалия; - слаба техническа подготовка на ръководителя; - несъобразяване с действителната трудност на обекта; - некомпетентно боравене с материалната база, неумение за оказване на навременна подходяща помощ. На 13 юли 1885 г. в 45 метровия отвее на пропастта „Ужасът на иманярите" в местността „Злостен" пада Веселина Даневска от Сливен, в резултат на което получава сериозни травми на черепа, мозъчно сътресение и счупена ръка. Има ли причина Веселина Дановска да слиза големия отвес на самохвати не се знае, а още по-малко знаем защо е откачила самохватите от въжето и преминала на класика, може би зашото отвеса позволява това. Но тя не е предвидила евентуално подхлъзване и след това и падане в пропастта. Случайно се задържа на малка площадка намираща се на 10 м. от началото на падането. Незабавно оказаната първа помощ и бързата и евакуация от пропастта и спасяват живота. Причините за този инцидент според нас са - липсата на каквато и да е осигуровка и само осигуровка; - надценяване на личните възможности и подценяване трудността на отвеса; - неспазване на правилата за безопасност. След десет години през 1985 година в Румъния в пещерата „Тополница" при падане от траверс загива Александър Блажев от „Амбарица" Троян. Причини: - неспазване на правилата за безопасност - опит за преминаване на травер без самоосигуровка. Изредените случаи са достъчни за заключенията, които могат да се направят. Данните отразени в долната таблица са получени въз основа на 15 нещастни случая.в България. Трябва да се има предвид, че причините имат комплексен характер. ТАБЛИЦА НА НЕЩАСТНИТЕ СЛУЧАИ В БЪЛГАРИЯ ИЗРАЗЕНИ В ПРОЦЕНТИ Обективни
-6,7%
Субективни: 1. Неспазване на наредбата за безопасност 2. Неудачно избрана материална база 3. Недобра общофизическа подготовка 4. Слаба волева подготовка 5. Слаба техническа подготовка и неумело боравене с материалната база 6. Самонадеяност 7. Недисциплинираност 8. Неопитност 9. Оставане без светлина 10. Нецелесъобразно изготвен тактически план
- 46,7% - 20,0% - 6,7% - 5,7% - 40,0% - 33,3% - 53,3% - 40,0% - 26,7% - 46,7%
Опасности в пещерите
36 Въз основа на тези няколко примера и таблицата анализирайки факторите довели до нещастен случай може да се направи следната условна класификация на причините за нещастни случаи в пещери и пропасти: Обективни причини 1. Земетресения. 2. Рязко покачване нивото на подземните води (нахлуване на порой). 3. Наличие на въглероден двуокис. Причини от субективен характер 1. Причини от организационен характер а. Неспазване на наредбата и инструкцията за безопасност.при влизане в пещери б. Нецелесъобразно изготвен тактически план на проникване - недостатъчно предварително изучаване на обекта - лоша организация на системите по отвесите и трудните места в пещерата - неудачно оформяне на прониквачните групи в. Неудачно подбрана материална база-скъсано въже, стълба 2. Причини от спортно-технически и психологически характер а. Слаба общофизическа подготовка б. Слаба психологическа и волева подготовка в. Слаба техническа подготовка г. Неумение да се борави с материална база 3. Причини от общ характер а. Самонадеяност б. Недисциплинираност в. Неопитност г. Ниска температура (преохлаждане - хипотермия) д. Изтощение при продължителни и тежки прониквания е. Експлозия на карбит или петромакс Анализът на нещастните случаи показва, че нито един от тях не е бил предизвикан от непредсказуеми природни сили. Трябва да подчертаем с малки изключения, че не обективните, а субективните опастности са допринесли за известните досега нещастни случаи в България. Те се дължат на пропуски и грешки допуснати по време на обучението, некачествената подготовка на хората извършващи даденото проникване и т.н. Класифицирайки причините за нещастията в пещери, ние целим да докажем, че почти всички аварийни случаи могат да се избегнат, ако предварително са взети мерки. Главното условие за безаварийна работа под земята се състои в съзнателното спазване на правила и мерки за безопасност
Опасности в пещерите
37 МЕРКИ ЗА БЕЗОПАСТНОСТ 1. ОСНОВНИ ПРАВИЛА 2. ЗЛОПОЛУКИ В ПРОПАСТИ 3. ИЗТОЩЕНИЕ 4. ЗАТАПВАНИЯ (ЗЛОПОЛУКИ ПРИ ВЛИЗАНЕ ВЪВ ВОДНИ ПЕЩЕРИ) 5. ДРУГИ ЗЛОПОЛУКИ 6. ЛАВИНИ 7. ЧОВЕК ЗАТВОРЕН ПОД ЗЕМЯТА 8. ПОВЕДЕНИЕ ПРИ ЗЛОПОЛУКА ОСНОВНИ ПРАВИЛА (ПРЕДПАЗНИ МЕРКИ) • Постоянно да подобряваме качеството на обучението. • Да повишаваме подготовката си. • Да подобряваме техническата и тактическа подготовка на пещерняците от клуба като провеждаме системна и целенасочена тренировъчна дейност. • Да изучаваме и безусловно да спазваме наредбата за проникване в пещери и пропасти • При избора на обекта за проникване да се съобразяваме с подготовката на участниците. • Правилно да използваме и съхраняваме материалната база, осветление, облекло, за да бъдат винаги в добро състояние. • Да се научим да използваме правилно съоръженията. • Да се запознаваме предварително с пещерата обект на нашето проникване. • Да не сме самонадеяни. • Да изучаваме опасностите в пещерите и причините за възникване на нещастни случаи при началното обучение на пещерняците. • Всеки пещерняк трябва да е запознат с даване на долекарска помощ. • Всеки пещерняк при необходимост да може да окаже специализирана пещерняшка помощ (сваляне на пострадал от въже, защото първата помощ е най-добрата помощ). • Да се знае какво да се прави в случай на злополука. • Добрият пещерняк пита - каква е температурата на пещерта, водна ли е, колко е дълга или дълбока, за да знае как да се облече, каква материална база да вземе и т. н. В този ред на мисли считаме, че трябва да се изхожда от принципа, че всички пещери и пропапасти са потенциално опасни, но степента на тяхната опасност на е еднаква за всеки пещерняк. Опасноста се изменя от минимум за добре подготвения, до максимум за неподготвения и неопитния. • От какво трябва да се пазим? Преди всичко от себе си. Да не влизаме в пещери, за които нямаме необходимата подготовка. • • • • • • • • •
ЗЛОПОЛУКИ ПО ОТВЕСИ (В ПРОПАСТИ) Почиствайте камъните от входа и от началото на отвесите и от площадките. Изграждайте правилни закрепвания. Предвиждайте парапет. Закрепванията да са достатъчно високо над ръба на отвеса. Спитовете да се забиват перпендикулярно на стената и по цялата им дължина Не престягайте планките Препоръчва се възел на закрепване осмица Въжето да не се търка в стената Осигурителният ремък и осигуровката на водещия самохват да са от динамично въже Опасности в пещерите
38 • Не използвайте осигурителни ремъци 7 мм. • При изкачване на стълба, не се закачайте за стъпенката, а за стоманеното въже • При изкачване със самохвати внимавайте глината да не запълни палеца • Материалната база да е в добро състояние: въжета, колани, презраменни ленти, ремъци. По този повод не съхранявайте въжетата на светло. • Не стъпвайте по въжетата • Да се знае последователността на действието при прехвърляне • Избягвайте безпричинно да стоите на дъното под отвеса • Трябва да се знае че, десандьора, упражнява сила върху въжето около пет пъти поголяма от теглото на слизащия, а за самохватите два пъти теглото на изкачващия се. ИЗТОЩЕНИЕ - ХИПОТЕРМИЯ - ПРОСТУДА (ПОНИЖЕНИЕ НА ТЕЛЕСНАТА ТЕМПЕРАТУРА СИМПТОМИ • Чувство на умора и студ • Понижено зрение • физическо и психическо отпадане (човека не реагира, не отговаря на въпроси и инструкции - сериозен синптом) • Бледо лице • Дезориентиран и обхванат от паника • Несвързани приказки • Треперене и тракане на зъбите • Пристъп на буйност, отказване на всякаква помощ, избухва • Губи равновесие и пада • Спазъм (гърчове) • Виене на свят - припадане (губене на съзнание) • Обтягане на крайниците (вцепеняване) МЕРКИ • Ръководителя на групата трябва на време да открива навреме симптомите на изтощение • Не се колебайте да съобщите на членовете на групата истинското състояние на пострадалия • Не се движете бързо (Консумацията на резервните мазнини е 60 до 800 калории, ако се претоварва организма, а на въглехидрати от 300 до 600 калории) • Оказване на възможна бърза помощ от съекипниците в случай на изтощение • Давайте топли и сладки питиета (при нужда подгрени на спиртник до 35-40°) • Простудата се явява бързо след престой в или под студена вода • При голямо усилие (например продължително изкачване без площадки) при поява на симптоми погълнене 20 - 40 гр. гликоза или шоколад ЗАТАПВАНИЯ (НАВОДНЕНИЯ) • Следете за прогнозите на времето • Предварително обезопасявайте местата, които евентуално ще се наводнят • Поставяйте на места запаси от храна, карбит, палатки, примуси за такъв случай • Знайтеда плувате • Специално предпазно екипиране (тролей или парапет на високо) • В случай на затапване, по добре е да се изчака спадането на водата, отколкото да се излезе на всяка цена, ако има такава възможност Опасности в пещерите
39 • Да се старае да е максимално над водата (да е по-малко потопен във водата) • Внимание при дъжд върху сняг (месец Март, Април) ДРУГИ ЗЛОПОЛУКИ Загубване - грешки в маршрута Заклещване (Зклиняване) Срутване във въртоп, валог продължаващ като пропаст или пещера Задушаване (асфикция) ЗАГУБВАНЕ - ГРЕШКИ В МАРШРУТА • Връщане към всички малко по-сигурни и познати места за да се види откъде е тръгнал и да си спомни посоката на излизане • Използвайте услугите на водач • Използвайте вярна карта • Използвайте жица, стабилен канап • При траверс(при преминаване на проходна пещера, пропаст), не спускайте рапел в отвее и не изтегляйте въжето преди да сте сигурни, че сте намерили верния път • Разпределяйте екипировката в няколко торби ЗАКЛЕЩВАНЕ • Внимавайте във вертикалните тесняци (или тесняците в началото на отвеса) • При нужда екипирайте със стълба • Освобождавайте се от съоръженията които могат да се закачат • Не тръгвайте с главата надолу при влизане в тесняк, ако не сте сигурни, че ще може да се върнете или обърнете • Човекът, който най-трудно би преминал не трябва да влиза последен, по този начин ще затвори останалите вътре, а и на него няма да има кой да му помогне СРУТВАНЕ ВЪВ ВЪРТОП, ВАЛОГ ПРОДЪЛЖАВАЩ КАТО ПЕЩЕРАМ ИЛИ ПРОПАСТ • Изчиствайте фунията преди да минете • Блоковете трябва да бъдат опипани от всички страни на натиск и дърпане • Единично преминаване под опасните пасажи • Укрепепвайте фунията с греди или други подръчни средства ЗАДУШАВАНЕ • Ако дишането е затруднено и пулсът е учестен • Ако кибритена клечка изгасва има наличие на СО2 - излизане незабавно и равномерно • В някои пещери може да има наличие на опасни газове • Внимавайте при използването на помпи и агрегати които са с двигатели с вътрешно горене, на входа и при пещери без вентилация • Внимавайте в пещери, които са губилища на потоци и има гниещи органични материи • Използвайте детектор, който сигнализира наличието на газ ЛАВИНИ • Ако се извършва проникване през зимата в пещерите на Пирин или Централна Стара планини има опасност от лавини • Предварителна информация за метеорологичната прогноза ЖЕРТВАТА ИЗНЕНАДАНА ОТ ЛАВИНА Опасности в пещерите
40 • Опит за странично избягване • Освобождаване от щеки и раници (раницата не трябва да е привързана към кръста) • Затваряне на устата и предпазване на дихателните пътища, за да се избегне на всяка цена поглъщането на сняг • Вкопчвайте се във всяко препятствие • Старайте се да останете на повърхността • Не викайте • Положете максимум усилия да се отдели в момента, когато почувствува, че лавината ще спре • В момента на спиране, ако покривката е плътна си издълбайте дупка и се успокойте, не се движите за да не изконсумира въздуха ЗА ОЧЕВИДЕЦА • Отбележете мястото където жертвата е видяна за последен път • Ако, има само един очевидец или оцелял да потърси веднага помощ, ако няма друга възможност • Ако, свидетелите са повече, опитайте се да определите мястото на изчезналите • Търсете в посока на лавината, под точката на изчезването • Върху покрайнините (околностите) на натрупване на снежна маса в края на лавината • Сигнализирайте тревога • Опитайте се да откриете предмети на повърхността или показали се (стърчащи) крайници • Ослушайте се. Отбележете местата където сте намери предмети и незабавно започнете търсене с щеките или с лавинни сонди ако имате такива • Първо направете експедитивен сондаж на допустимите места. След това сондирайте по обхватно и прецизно (70-75 см. и дълбочина 2 метра). Следва по сгъстен сондаж 25-30 см. и дълбочина 3 метра. Ако пристигне лавинно куче няколко минути след злополуката (рядък случай, не газете лавината) ЗАТВОРЕН ПОД ЗЕМЯТА • Да си намерите удобна позиция за изчакване, ще рече: • Не стойте на течение, на влага, далеч от шума • Не сядайте по земя, по стени - сядайте на въжета, торби, раници • Да си сложе шапка на главата, ако има • Сложете карбидката между краката • Притиснете се един към друг • На площадка се осигурете (риск от унасяне и падане) • Раздвижвайте крайниците си от време на време (масажирайте мускулите си без да ставате) • Икономисвайте храната и осветлението • Поемайте течности (по възможност топли и сладки, уринирайте) ПОВЕДЕНИЕ В СЛУЧАЙ НА ЗЛОПОЛУКА • Преди всичко не се паникьосвайте, запазете самообладание, по-лесно е да се каже отколкото да се извърши, защото някои злополуки травмират силно другарите на пострадалия • След злополуката да се вземат незабавни мерки: • Вдигнете и разчистете камъните или блоковете от пропаст, блокаж, които покриват или притискат пещерняка • Извадете човека от тесняка, където се е заклещил Опасности в пещерите
41 • Извадете човека от водата в която се дави или преохлажда • Ако тези технически (практически) мерки са успели да спасят човека от положението, в което се е намирал, незабавно дайте долекарска помощ, която всеки пещерняк трябва да знае ОТ ТУК СЛЕДВАТ ДВА СЛУЧАЯ 1. Пострадалият иска да се опита да излезе с помоща на членовете на групата и малко или повече това дава резултат 2. Пострадалият не може да излезе ПОСТРАДАЛИЯТ ПРАВИ ОПИТ ДА ИЗЛЕЗЕ С ПОМОЩА НА ГРУПАТА Незабавното започване на спасителна акция понякога е единствения начин за спасяването на пострадалия.(случая в Ужаса на иманярите) Други примери: - Ако е в състояние на изтощение или преохлаждане и се намира недалече от групата, от входа във водна или суха галерия, е възможно да му се помогне - Рискува се злополука (затапване). По възможност да се намери по удобно място за оказване на помощ на пострадалия или най-добре да се изнесе навън, ако състоянието му позволява. В това е същината и затова трябва да се внимава. - Нараняванията могат да се проявят известно време след злополуката. Причиняват се тежки увреждания. Ако ранения е изчакал на място спасителния отряд има вероятност да се оправи - В друг случай, в студена пещера, раненият ще се преохлади ако е неподвижен и положението му ще се утежни чакайки помощ Ето защо не може да се даде строго правило. Пещерняците под земята сами преценяват мерките в зависимост от ситуацията Извън ясните случаи, успехът на акцията зависи (се определя) от правилната преценка на тези, оито решават Ако е възможно част от групата се отправя бързо към изхода, за да даде тревога и това ни отвежда към другия случай, организиране на спасителна акция.
Опасности в пещерите
42 ХИПОТЕРМИЯ - ИЗТОЩЕНИЕ Хипотермията е състояние на намалена телестна температура. Това е тежко състояние, поставящо живота на пещерняка в опастност, вследствие на изстудяване на цялото тяло. Обикновено е комбинирано с изтощение. Това състояние е различно от измръзванията, които са частични и в по-редки случаи цялостни. Първите по принцип не са смъртоносни, но вторите могат да бъдат смъртоносни. I. Охлаждане и средства за защита 1. Охлаждане • При темрература 37° С тялото губи постоянно от топлината си по 4 основни начина: • Проводимост: контакт със студена повърхност; • Конвенция: постоянно затопляне на въздуха около тялото; • Излъчване: излъчване на топлина от разстояние; • Излъчване на въздуха и топла урина: дишане и обилно уриниране; 2. Средства за защита Човешкото тяло реагира по два начина на студа • Увеличаване на затоплянето чрез триене (свиване и разпускане на мускулите) мускулни контракции, имащи за цел да произведат топлина. Този начин е ефикасен, но изразходва много енергия и тялото ще се изтощи толкова по-бързо, колкото е по-изморено, недохранено или малко тренирано. • Намаляване на загубите на топлина чрез съсредоточаване (намаляване на кръвообращението на периферията на тялото - кожа, мускули и т.н.) за да се запази кръвта топла за основните органи - мозък, сърце, дробове. В случая е противопоказано разтриването на мускулите на крайниците. Единствената температура, която има значение в този случай е тази на важните органи вътрешната температура. Последната може да се измери под езика, дълбоко в ануса (ректално) или при тъпанчето. Тя не винаги е точен критерий за преценяване на хипотермия на място. Признаци на преохлаждане (симптоми) Жизнения температурен диапазон на човека е от 41ºС до 30ºС при нормална температура 37° С. За да се подържа температурата в този диапазон е нужна енергия. Затова хипотермията винаги е свързана с преумора. 1. Първият признак е състоянието на зеницата-разширени зеници 2. Вторият признак са тръпките (нормални) - сигнал, че организмът започва да се преохлажда. 3. Третият признак е спиране на тръпките - изпадане в апатия, разкоординиране на мисловната дейност. От този момент човек става пострадал. Умора и студ, физическо и психическо отпадане (човекът не реагира, не отговаря на въпросите - сериозен симптом) лошо зрение, дезориентиран и обхванат от паника човек, несвързани приказки, треперене и тракане на зъбите,пристъп на буйност - отказване от всякаква помощ, губи равновесие и пада, спазъм, гърчове, бледо лице, виене на свят, припадане (губене на съзнание), обтягане на крайниците, вцепеняване. II. Ход на хипотермията След началната фаза на възбуда резервите на организма се изтощават и вътрешната температура ще спада прогресивно. Трябва да се внимава при следните големи етапи: Хипотермия
43 Загубата на съзнание идва при около 30ºС Спиране на сърцето - (нередовни и остри свивания на сърцето) става приблизително при 25° С (вътрешна температура), но може да стане и под 30ºС. ВАЖНА ЗАБЕЛЕЖКА При пострадал ако след тръпките се пристъпи към раздвижване на кръвта от периферията (кожа, мускули и т.н.) ще има резултат отвеждане на студена кръв от периферията към центъра - и следователно по-силно охлаждане на сърцето, което може да спре да функционира правилно (смърт при неуместно спасяване). Пострадал, който не трепери: • Да не се масажира кожата • Никакви пасивни или активни движения • Никакво периферно затопляне, но колкото е възможно повишаване на вътрешната температура - топлите грейки да се поставят на гърдите, а не на крайниците и корема • Никога, никога, никога АЛКОХОЛ! • Всеки момент може да настъпи спиране на сърдечната дейност На пострадал който е изваден от студена вода телесната температура продължава да спада с около 3° С. Това става в резултат на изстудяване на кръвта, локализирана в крайниците и изпомпването и обратно във вътрешността на тялото. Затова не трябва да се допуска движение на такъв пострадал, тъй като това предизвиква увеличение на кръвния ток от крайниците обратно към сърцето, вследствие на което се получава мускулно свиване на кръвоносните съдове. III. Първи грижи. Не се колебайте да съобщите на членовете на групата истинското му състояние 1. За всички пострадали: да се спре проникването на студа • Изолация от почвата • Изсушаване • Увиване в специално затоплящи одеала • Ако е възможно да се затопли вдишания въздух Действия на околните - в никакъв случай да не се опитват да го стоплят външно преди да са повдигнали вътрешната температура , това не важи за първите два етапа (признака). За третия признак единственото действие на немедицинските лица е да го предпазят от понаташна загуба на топлина - завивки, чували. Пострадалите от 2 и 3 стадий не могат да се транспортират под земята. Ще се предприеме общо затопляне чрез медикаменти и чрез постоянна реанимация (раздвижване, ако има място). Студеният човек не е мъртъв ! ! ! Всички изпаднали в хипотермия и дори когато няма НИКАКЪВ ПРИЗНАК НА ЖИВОТ ДА СЕ СМЯТАТ ЗА ЖИВИ ПОНЕ ДОКАТО се стоплят. Примери за максимален престой на нетрениран човек под вода: 1. При температура 29º С човек може да престои във вода 12 часа. 2. При температура 15° С човек може да престои във вода 3 часа. 3. При температура 10 С човек може да престои във вода 1 час. 4. При температура 5° С човек може да престои 1-2 минути. При този престой 50% от хората умират. Хипотермия
44 Температура на езика ºС 37 36 35 34 33 30 28 25 20
Поведение и синдроми
Процент консумация на кислород
Температурата спада бързо. Нормално поведение
100%
Забавени реакции. Полусъзнание. Пулсът, дишането и кръвното налягане спадат Безсъзнание. Невъзможност от самозатопляне Спира дишането и сърцето, мускулите се сковават Смърт
50% 30%
Трифон Даалиев
Хипотермия
45 НАЧАЛНИ ДЕЙСТВИЯ ПРИ ВЪЗНИКВАНЕ НА НЕЩАСТЕН СЛУЧАЙ Трифон Даалиев Aнализът на нещастните случаи у нас и главно в чужбина показва, че причините за усложнението на пострадалия се дължат на неправилни действия на останалите в групата. Необходимо е всеки пещерняк да има елементарни познания за оказване на долекарска помощ и да може да организира импровизирана спасителска акция, защоот първата помощ е най-важна. Ето защо препоръчваме следните мерки Ако пострадалият се намира под вода или водопад а се пемести веднага и незабавно, независимо от състоянието му. След това се търсят основни симптоми: • Ранения отгваря ли адекватно на въпроси • Може ли да движи всички крайници • Има ли болки при дишане • Има ли пулс на китката • Има ли видими рани При положение, че пострадалият е тежко ранен и не може да излезе самостоятелно от пещерата се налага: • Устройване на пострадалия • Отбележете часа на злополуката • Отбележете часа на кръвоспирането • Групата се разделя на две: едните остават с ранения, а другите излизат за да дадат тревога ида уведомят АСО (записвайте часа на тръгване) • Не излизайте панически, излизането да бъде сигурно, без рискове • При оставчне на пострадал под земята, дори той да е в добро състояние, излезлите трябва незабавно да уведомят полицията, ПКСС (тел. 02 56 28 29) и членовете на АСО (тел. 02 878 812). • Спасителите ще дойдат шп-бързо, ако този, който ги алармира има списък на нужните телефони • Освен това, същият, трчбва да посочи мястото, където се намира и телефон за връзка, за да посрещне спасителите. ТРАЯБВА ДА ЧАКА НА МЯСТО. ОСНОВНОТО ПРАВИЛО ГЛАСИ, ЧЕ НИКОГА НЕ ТРЯБВА ДА СЕ ОСТАВЯ САМ РАНЕНИЯ. • Освен в особени случаи, когато групата е от двама души, когато оцелелият останал невредим може да излезе и сигнализира, като спечели време за спасителната операция, което понякога е най-доброто за пострадалия. • Освен взетите мерки за удобно настаняване, трябва да се каже на пострадалия да не мърда, да не прави опити да излезе сам. ВАЖНО: раненият трябва да е в съзнание за да разбере тези съвети и силен духом за да ги приеме. • Ако загубилият съзнание се свести и разбере, че е сам, ще се опита да излезе, с риск за по-голяма злополука. Невредимият пещерняк трябва да остане до ранения, ако сметне, че отсъствието му ще предизвика нещастие. От важно значение е избора на партньор ! При по-тежки случаи последователността при оказване на първа помощ е следната: Ако: а/ Пострадалият не диша: • незабавно освободете външните дихателни пятища; • направете изкуствено дишане; • спрете възможните кръвотечения, като отбележите часа на поставяне на Начални действия при възникване на нещастен случай
46 превръзката б/ Пострадалият диша, но кърви обилно: • спрете възможните кръвотечения, като отбележите часа на поставяне на превръзката в/ Пострадалият диша, но е в безсъзнание или диша слабо: • сложете го странично • постоянно наблюдавайте дишането му г/ Пострадалият е в безсъзнание в следствие обстоятелствата при злополуката: • мислете за вътрешни увреждания и кръвоизливи и за възможни счупвания на крайниците и гръбначния стълб д/ Има рани и леки изгаряния: • пазете от инфекция В резюме ВИЕ ТРЯБВА ДА: • ВЪЗСТОНОВИТЕ ДИШАНЕТО • ВЪЗСТОНОВИТЕ КРЪВООБРАЩЕНИЕТО • СПРЕТЕ КЪРВЕНЕТО • ОБЕЗДВИЖИТЕ СЧУПВАНИЯТА • ПАЗИТЕ ОТКРИТИТЕ РАНИ • НЕ ЗАБРАВЯТЕ НИКГА, ЧЕ ВИНАГИ МОЖЕ ДА СЕ ПОЛУЧИ ШОК (НЕ ДАВАЙТЕ ТЕЧНОСТИ ПРИ КОРЕМНИ ТРАВМИ) Осигурете удобни условия на пострадалия: • Намерете удобно място • Изолирайте от течение, влага и шум • Изолорайте от земята (навити въжета, раници и др.) • Поставете шапка или кърпа на главата • Наденете гащеризоните без ръкавите и притиснете ръце до тялото • Икономисвайте храна и светлина • Притиснете се един към друг • Ако сте на площадка - се осигурете - риск за унасяне и падане • Направете мускулен масаж и на крайниците без да ставате (ако пострадалият не е преохладен) • Ако е в безсъзнание - поставете го да легне странично ПОВЕДЕНИЕ В СЛУЧАЙ НА ЗЛОПОЛУКА Преди всичко не се паникьосвайте, запазете самообладание, (по-лесно е да се каже от колкото да се извърши), защото някои злополуки са силни удари за другарите на постралия. След злополуката да се вземат незабавни мерки: • Вдигнете и разчистете камъните или блоковете от срутена пропаст или блокаж, които покриват или притискат пещерняка • Извадете човека от тесняка, където се е заклещил • Изтеглете отгоре или отдолу пещерняка, ако е пострадал в отвеса на въжето • Извадете човека от водата, където се дави или преохлажда Ако тези технически (практически) мерки са успели да спасят човека от положението, в което се е намирал, незабавно дайте долекарска помощ. Начални действия при възникване на нещастен случай
47 ХРАНЕНЕ И ПИТЕЕН РЕЖИМ НА СПЕЛЕОЛОГА
Алексей Жалов
Спелеложката дейност в цялото и разнообразие е свързване с извършване на продължителни физически усилия. Като резултат от тях пещерняка губи значителна енергия, като успоредно с това се повишава и обмяната на веществата в неговия организъм. Когато пещерняка е в покой неговата мускулатура изразходва около 38 % от енергагията, която организма произвежда, докато при проникване разхода на енергия нараства до 70 % от цялата енергопродукция. Енергийният разход на спелеолозите се влияе силно и от температурата на околната среда, защото голямя част от произведената енергия отива за запазването на постоянната температура на тялото и поддържане на други животоосигуряващи функции на организма. Като се имат предвид характера, продължителността и интензивността на спелеоложката работа и влиянието на по-ниските от обичайните температури върху пещерняка може да се каже, че разхода на енергия на един пещерняк за едно денонощие варира в границите от 3500 килокалории (ксаl) при краткотрайно проникване, до 5500 kcal при тежки и особено при продължителни прониквания. Посочената енергия се разходва основно за извършване на мускулна работа и поддържане на жизнеосигуряващите функции на организма(преди всичко запазване на постоянната температура на тялото). Увеличеният разход на енергия по време на едно проникване или експедиция налагат да се обърне сериозно внимание към храненето на пещерняка, защото именно чрез храната могат да се компенсират по-високите енергозагуби съпътстващи спелеоложката дейност. ОСНОВНИТЕ ИЗИСКВАНИЯ КЪМ ХРАНЕНЕТО НА СПЕЛЕОЛОГА - ДОСТАВЕНАТА ЧРЕЗ ХРАНАТА ЕНЕРГИЯ ТРЯБВА ДА СЪОТВЕТСТВА НА РАЗХОДВАНАТА ЕНЕРГИЯ - ХРАНАТА ТРЯБВА ДА БЪДЕ ПЪЛНОЦЕННА ПО КОЛИЧЕСТВО И СЪДЪРЖАНИЕ НА ХРАНИТЕЛНИ ВЕЩЕСТВА (БЕЛТЪЧИНИ, МАЗНИНИ, ВЪГЛЕХИДРАТИ, ВИТАМИНИ, МИНЕРАЛНИ ВЕЩЕСТВА И ВОДА) При спазването на тези изисквания се постига така нареченото енергийно равновесие, при което енергията постъпваща чрез хранителните вещества ще бъде равна на енергоразхода на пещерняка. От гледна точка на класификацията на спортната дейност – спелеологията може да се причисли към дейностите, при които преобладава качеството издържливост. Доказано е, че енергетичните загуби за едно денононощие при тези видове дейности трябва да се покриват чрез приемане на храни съдържащи основните хранителни вещества (белтъчини, мазнини и въглехидрати) в съотношение 15:25:60 тегловни процента. Това ще рече, че ако енергоразхода на пещерняка при едно проникване е 5000 kcal, то дневната дажба на храна трябва да му осигури 5000 kcal, от които 750 kcal от бълтъчините, 1250 kcal от мазнините и 3000 kcal от въглехидратите. Като знаем колко енергия се получава при разграждането на 1 гр.от всяко хранително вещество (белтък - 4 kcal, мазнини - 9 kcal и въглехидрати - 4 kcal), можем можем да пресметнем съдържанието на всяко хранително вещество в грамове. В нашия пример дневното количество на белтъците трябва да бъде 188 гр., на мазнините 139 гр., а на въглехидратите 750 гр.
Хранене и питеен режим
48 ОСНОВНИТЕ ХРАНИТЕЛНИ ВЕЩЕСТВА И ТЕХНИТЕ КАЧЕСТВА Белтъчини По произход те биват животински и растителни. Най-пълноценните животински белтъци са месото, рибата, млякото, млечните продукти и яйцата. При провеждане на експедиции и прониквания с големи физически натоварвания е препоръчително да се приема мининум 1/2 литър мляко дневно. Например 100 гр. сухоразтворимо мляко „NIDO" съдържат 25.7 гр. белтъчини и осигуряват 506 kcal енергия, както и част от необходимите на организма минерали и витамини. Най-енергетичните белтъкосъдържащи храни от растителен произход са: сухия фасул, лещата, сухият грах, бадемите, фъстъците, орехите, хляба и картофите. Трябва да се знае, че бълтъчните храни не повишават работоспособността ,а прекомерната им употреба намалява възможността за продължителни физически усилия.За това преобладаващата част от белтъчните храни трябва да се приемат във възстановителния процес, тоест след продължителни и изтощителни прониквания. Дневната норма за приемане на белтъци чрез храната е 2-2,5 гр. на 1 кг.телесна маса на пещерняка. Или, пещерняк с тегло 80 кг.трябва да приема в зависимост степента на натоварването от 160 до 200 гр.високобелтъчни храни на ден. Мазнини По произход те се разделят на млечни, местни и растителни. Млечните са в състава на млякото, сиренето вкл.пушеното, кашкавала, маслото и маргарина. Местните се съдържат в маста, сланината, месото и месните произведения (колбасите) и най-малко в рибата. Растителни мазнини има преди всичко в: слънчогледовото масло. ореховите ядки, бадемите, фъстъците и шоколада. При пещерняшката дейност, където често пъти се извършват продължителни усилия с умерена интензивност поемането на храни с повишено съдържание на мазнини може да осигури до около 90% от необходимата за организма енергия. Въпреки това, оптималното количество мазнини, коите трябва да се приемат ежедневно по време на експедиция варира от 1.5 до 2 грама на всеки килограм от телесната маса на пещерняка. Въглехидрати Въглехидратите са основния енергетичен източник на организма и осигуряват повече от половината от необходимата на пещерняка енергия. Един грам въглехидрати дава толкова енергия, колкото същото количество белтъци (4 kcal). Същевременно усвояването на въглехидратите от организма е значително по-бързо от това на останалите хранителни вещества, а за разграждането им е необходим много по-малко кислород. Например: Глюкозата и фруктозата, които съставляват 73% от съдържанието на меда се усвояват за около 20 мин.след като са попаднали в стомаха. Въглехидратите се съдържат основно в растителните продукти: фасул, леща, ориз, зърнени храни (хляб, бисквити, сухари, пшеничен грис, макаронови изделия, пресните и сушените плодове). Най-високо калорийно съдържание в единица тегло (100 гр.) имат следните въглехидратни храни: рафинараната захар -100 гр., нишестето - 84 гр., течна глюкоза - 80 гр., пчелен мед и ориз- 78 гр., пшеничен грис - 74 гр., сухар - 73 гр.; чаени бисквити, вафли, конфитюри, мармалади и сушени сливи - 70 гр.; стафиди- 68 гр. В продуктите от животински произход въглехидрати има само в млякото и черния дроб. Например в 100 гр.от сухоразтворимото мляко „NIDO"ce съдържат 37.4 гр. въглехидрати. Дневната норма въглехидрати изразена в грамове върху кг.телесна маса на пещерняка варира от 8 до 12 гр., при което един 80 кг.пещерняк следва да приема по време на експедиция, в зависимост от степента на натоварване въглехидратни храни в порядъка от 640 до 960 гр. дневно.
Хранене и питеен режим
49 Витамини и минерални Витамините и минералите нямат енергетично съдаржание, но без тях протичането на жизнените процеси е невъзможно. Витамините и минералите почти не се образуват в организма, само малка част от тях се складират като запаси в него и за това те трябва ежедневно да се приемат от пещерняка. Най-добрият начин е това да става чрез ползването на витаминозни и минерало съдържащи храни, но в редица случаи особено по време на дълготрайни експедиции в отдалечени и трудно достъпни райони позлзуането на пресни храни е затруднено. За това недостига на витамини и минерали трябва да се компенсира, чрез приемането на препарати. Най-ефективният начин за това е ползването на поливитаминни и полиминерални препарати от рода на: Supradin, Multi Tab, Vitaral, Cobidec и др. Освен това от голямо значение е целенасоченото приемане на витамините С и В комплекс. Определянето на дневната дозировка на витамини трябва да стане след консултации с лекар! Натрият има изключително значение за водно-солевия обмен на организма и други важни жезнени процеси. Той постъпва чрез храната под формата на (Na CI) готварска сол. При нормални условия дневно са необходими 10-15 гр. натриев хлорид. На пещерняците са необходими по-големи количества, защото при физически натоварвания загубите на натриев хлорид чрез потта са силно завишени. Дневната норма е в границите на 15-25 гр., внасяни основно чрез храната. Натриевият хлорид се съдържа преди всичко в местните храни. ХРАНЕНЕТО В СПЕЛЕОЛОЖКАТА ПРАКТИКА Какво трябва да се запомни? 1 .При провеждане на експедиции на участниците трябва де се осигурят необходимите по вид, състав и количества храни, които да конпенсират разходваната от тях енергия. 2.При провеждане на по-продължителни експедиции е необходимо да се съставя ежедневно меню. Храната да се резпредели на денонощни дажби включващи: - хранене в лагера (закуска и вечеря) + обяд за тези, които почиват - в зависимост от тактическия план - хранене по време на теренна работа или проникване 3.Закуската или обяда, които предшестват спелеоложката дейност трябва да бъдат достатъчно енергийни, но не и обемисти. Храните трябва да бъдат лесно усвояеми и бедни на мазнини и целулоза. 4.Интервалът между храненето и проникването или началото на теренната работа трябва да бъде около 2 часа. Интервалът между края на работа или проникване и храненето трябва да бъде около 1 час. 5.Дажбите по време на повърхностна работа и дълготрайно проникване (над 4 часа) да се съставят от лекопреносими, висококалорични и бързоразграждащи се (въглехидратни) храни, които да се приемат в малки количества на кратки интервали от време. Най-подходящи за случая са „коктейлите" от ядки (фъстъци, бадеми, орехи) и сушени плодове както и приемането на сухари, вафли.течен мед или шоколад, бульони, сухоразтворими мляко и картофено ntope. 6. Основното хранене по време на експедиция е вечерята. Препоръчително е да се приготви топла храна с преобладаващо съдържание на белтъчини, витамини и минерални соли и по-малко мазнини. Храненето да става 2-3 часа преди сън. 7. Трябва да се има предвид, че студените храни се усвояват по-трудно. За това при всеки удобен случай подгрявайте подлежащите на това храни. Най-добре се усвояват храни с температура 40-50 градуса.
Хранене и питеен режим
50 ВОДА И ПИТЕЕН РЕЖИМ Водата има изключително голямо значение за организма, защото всички химични и обменни процеси в него протичат във водна среда. Водата заема около 60 % от масата на човешкото тяло и всяко нарушение на на нейното състояние оказва вредно въздействие върху организма. Необходимото количество вода за 24 часа зависи от интензивността на обмяната на веществата, от мускулната работа, количеството и качеството на приеманата храна и от околните влажност и температура. В нормални условия възрастния организъм приема с питейната вода, напитките (сокове, сиропи, чай, кафе и др.) и храната около 1.5-2 литра вода на ден. При окисление на хранителните вещества в организма се получават още около 400-500 милилитра вода, при което количеството на постъпващата вода достига 2-2,5 литра. Водата се отделя от организма основно чрез урината, потта, издишаните водни пари и изпражненията. При извършването на физическа работа на повърхността, а и под земята организма отделя по-големи количества вода преди всичко чрез потта, урината и водните пари при дишането. Например при извършването на продължителна теренна работа при по-високи температури само чрез потта могат да се отделят до 4-5 литра вода дневно. Опита показва, че когато цялото тяло се покрие с пот, загубата на вода възлиза на 1 литър. Високата влажност на пещерния въздух и използването на облекла (гащеризони и ботуши) от синтетични материали плюс физическата работа също водят до повишено потоотделяне. Загубата на вода се задълбочава чрез увеличаване на честотата и задълбочаване на дишането в разултат на извършващите се физически усилия. ЗАКЛЮЧЕНИЕ: СПЕЛЕОЛОЖКАТА ДЕЙНОСТ Е СВЪРЗАНА С ПОВИШЕНА ЗАГУБА НАТЕЧНОСТИ Другият особено важен проблем е ,че: ПРИ СПЕЛЕОЛОЖКАТА ДЕЙНОСТ СЕ НАБЛЮДАВА НАМАЛЕН ВНОС НА ТЕЧНОСТИ Това се дължи основно на три причини: • загуба на чувство за жажда под земята • психологическата бариера, да не се пие пещерна вода, която може да е замърсена • обикновенно пещерняците не считат за нужно да пият вода по време на проникването Следователно по време на експедиция и проникване се създават условия за нарушаване на водните ресурси на пещеряка и настъпване на обезводняване (дехидратация) на неговия организъм. Обезводняването води до нарастване на умората и намаляване на работоспособността, а когато то стане значително застрашава жизнените функции на организма. От всичко казано до тук следва извода, че пещерняка не трябва да допуска обезводняване, като целенасочено внася необходимите за подържането на водния му баланс течности. От това произчат три въпроса колко, какво и кога да пием ? Най-подходящите отговори на тези въпроси се съдържат в следната рецепта: ПРЕДИ ВСИЧКО ПЕЩЕРНЯКЪТ ТРЯБВА ДА ПРИЕМА ТОЛКОВА ТЕЧНОСТИ, КОЛКОТО Е ИЗГУБИЛ ПРЕЗ ДЕНОНОЩИЕТО ПО ВРЕМЕ НА ИЗВЪРШЕНАТА ОТ НЕГО ДЕЙНОСТ.
Хранене и питеен режим
51 1. Количеството на приетите, течности не трябва да бъде по-малко от 2.5 литра в денонощие, а при обилно и продължително потене 3-4 литра. 2. Водата трябва да съставлява основната част от приетите течности. В повечето случаи експедициите се провеждат в безводни райони и се консумира вода от непроверени източници. В други се налага консумирането на снежна вода. От епидемиологична гледна точка е препоръчително тези води да се преваряват или обезразяват със специална таблетки като например Micropur. От медицинска гледна точка е неправилно консумирането на много студена вода. Освен вода пещерняците консумират сокове, безолкохолни напитки, сиропи, чай, кафе, бульони и др. Трябва да се има предвид, че подсладените сокове не утоляват жаждата, а я увеличават и за това трябва да се консумират само по време на възстановителния период в лагера. Препоръчително е преди проникване да не се приемат повече от 500 милилитра (гр) течности под формата на чай, кафе, мляко, бульони. По време на преходи и продължителни прониквания се препоръчва да се приема вода на интервали от около 1 час, но не повече от 150 милилитра, които да се пият бавно и на глътки. Основното количество течности трябва да се приемат след проникване или теренна работа. Не е препоръчително да се приемат големи количества наведнъж. Приемането на течности трябва да става по малко 150 - 200 милилитра през известни интервали от време.
ПОЛЗВАНА ЛИТЕРАТУРА: Димов, Е. (1987) Хранене на спортиста, С.,Мф Геселевич В.А (1984) Медицински справочник на треньора,С.,Мф Малчев, Е (1983) Питеен режим на туриста,Тур.организатор бр.4, Дублянски,В-И, В.Ил!охин (1981) Путешествие под землей, Москва, ФС Dressier B.,P.Minivielle(1979) La Speleologie, Editions Denoel,Paris
Хранене и питеен режим
52 ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕЖДАНЕ НА ЕДНА ЕКСПЕДИЦИЯ Трифон Даалиев 1. Поставяне на цел а. Изследване на непознат масив: Изпращане на малка група за събиране на сведения, ако нямаме никакви сведения за района, б. Изследване на непознат обект в. Проникване в позна т обект 2. Избор на състав (ръководство и участници). Подбор на участниците - да има търпимост между тях, да са приятели по възможност. Избор на: • Отговорник по материалната база • Отговорник по храната • Отговорник по административната подготовка • Разрешение от БФС за утвърждаване на състава при пропасти над 1000 м. 3. Предварителна подготовка а. Събиране на информация за района на експедиция. • местоположение, подход, транспорт, удобни места за бивакуване, Юридически формалности относно посещението на района, геоложки, хидроложки, климатоложки, биоложки (фауна, флора) исторически, (какво е направено до момента и от кого), набавяне на топографски карти, • етнографски (обичаи на местното население), сведения за района б. Административна подготовка • -подготовка на необходимите документи: разрешение от съответни инстанции, ако е необходимо. За чужбина: (паспорти, митнически формалности, гранични документи, визи, лични документи, разрешително от местните органи, кореспонденция с местния спелео клуб или федерация и др.) в. Подготовка на материалната база. • групова спелеоекипировка - в зависимост от обекта (обектите). • бивачни (съоръжения) материали - в зависимост от географската ширина, от сезона, от надморската височина. • средства за свръзка на повърхността и под земята г. Храна • за бивака (базовия лагер) - разнообразна и пикантна в необходимото количество. • за пещерите- бързоразгражда се. Витамини. Въглехидрати (висококалорична). Сушени плодове и ядки. Концентрирана храна. Задължителна храна и подправки за базовия лагер: лук, чесън, лимони, чубрица, магданоз, джоджен, рибни консерви, фасул, варива и др. Зеленчуци: разнообразни, ако обекта, планината и метеорологичните особености позволяват това. • опаковане (в зависимост от транспорта), (в зависимост от храната), (в зависимост от деня на консумирането), (в зависимост от отдалечността на обекта от мястото на транспортните ни средства ), в зависимост от температурата, географската ширина и надморската височина на обекта). 4. Търсене на нови пещери. а. Разделяне на района на зони според определена прогноза, (пещери, пропасти) Организация и провеждане на експедиции
53 б. Изследване на пещери и пропасти по време на разузнаване. • Лична екипировка (ботуши или обувки), облекло (максимално олекотено), осветление (предимно електрическо), въже (40-60 м.) • Сак (торба) с материали за екипиране: въже, инвентарник (торбичка) с ролплъгови клинове, ръкохватка, различни видове планки, примки за отслонение, леки карабинери, столче, два самохвата, десандьор, педал, двоен осигурителен ремък с карабинер. • Раница с материали за повърхността: карта, компас, алтиметър, молив, планшет или тефтер, за маркиране туба с боя и четка, репшнур, резервни батерии, храна за двама, 2-3 литра вода, евентуално две якета (промазани за дъжд), фенерче за късно връщане. • Влизане в новооткрита пещера или пропаст - отбелязвате всяка подробност, течения, лед, сняг - оглеждайте всичко особенно внимателно. Следете за всички признаци на по-голяма пещера и при възможност дайте еднозначен отговор на въпроса, "продължава ли?”. Използвайте репшнура за връщане на въжето и преодолейте втория отвес при възможност. 5. Същинско изследване на пещерата, пропастта. а. формиране на прониквачни групи - от колко човека трябва да са те ? от двама, от трима или от повече ? • Случай на неизвестна перспективна пропаст - двама (защо ?): Защото това е минималния брой хора в група - екипирането е бавен процес, докато единия екипира другия мръзне (при пещери с ниска температура). • Случай на позната (при даже екипирана вече пещера) - трима - могат да носят повече инвентар и не е необходимо да се изчакват. • Случай на организиране на бивак под земята - той се изгражда или постепенно от всяка прониквачна група, или наведнаж от по-голяма група според нуждите група - на подходящо за целта място далеч от каменопади и безопасно от наводнение, в суха странична галерия. 6. Превантивни мерки от наводнение • Предварително изследване на хидроложката активност на обекта. • Следене на метеорологичните прогнози - справка тел. 0215-68, София • Торба за преживяване - според характера на пещерата - зад участък, който не се наводнява, във високи фосилни места, където евентуално бихте избегнали наводнението. За затворените в пещерата хора е оставен предварително сак за преживяване, в който според хидроложкия режим на пещерата и според големината на прониквачните групи, съдържа: кондензирана храна, отоплителни тела (мини газов примус), осветление, бивачни съоръжения, спасителни одеала. в.Дезекипиране • Случай на едновременно тотално дезекипиране, според обстоятелствата пещерата се налага да се дезикипира бързо с едно или две влизания, тогава групата е многобройна и по трудно подвижна. Съществува опасност от бутане на камъни. Броят на торбите е много голям. Когато броят на торбите значително превишава броя на хората се налага използването на товарни въжета с цел да се намали натоварването на хората и от падане на камъни, както и да улесни маневрирането на хората по отвесите. • Случай на постепенно нормално дезекипиран. Всяка прониквачна група влиза с празни торби или използва оставени от екипирането и излиза след като ги напълни. Когато в пещерата няма теснини е възможно всеки да излиза с две торби. • Техническо описание на пещерата - то включва описание на всички препятствия (отвеси, прагове, траверси, водопади) и необходимите материали за тяхното преодоляване. Материалната база оставена в пещерата, теглени парапети, ребшнурове и др. Други особености - пандюли, тролей и преминаване на пасаж чрез изкачване. Техническото описание се прави много лесно, когато се дезекепира. Това става когато се записва всичко в момента на дезекипирането, а въжето се прибира без да се развързват възлите. Това позволява на Организация и провеждане на експедиции
54 повърхността да се премерят дължините на парапетите, както и на въжетата необходими за съответните отвеси. Отбелязвайте само чрез какво е изградено закрепването (спит, скален клин, примка, клема, издатина, образувание и от кой отвес е въжето). • Морфоложко описание на пещерата • Изработване на карта на пещерата 6. Организиране на подземен бивак - с помоща на модерната техника нуждата от такъв бивак рязко намалява. Скоростта на проникване се е увеличила, от там и обсега на проникването от входа се увеличава. • С малки изключения всеки сам носи необходимите за бивакуване материали: хамак, чувал, специално одеало за отдолу и отгоре. • Избор на място: сухо, надалеч от вода (капеща или течаща) и липса на течения. • Трябва да се има предвид, че след 3-4 бивакувания работоспособността на хората рязко намалява. 7. Документация на експедицията (проявата) • Дневник • Описание на масива • Описание на обектите • Карти на обектите • Карти (топографски) на района - нанасяне на обектите • Резултати от научните изследвания • Отчет на експедицията - относно постигнатото - докладва се на клубно ниво • Подготовка на материали за печата, радиото и телевизията (според обекта, обектите). • Копие от отчета се предоставя в БФС. • Бъдещи перспективи за изследване на района. • Хронологично и тематично оформяне на фотографския материал
Организация и провеждане на експедиции
КАРСТ И КАРСТООБРАЗУВАНЕ
Алексей Бендерев Ивайло Иванов
При проникване в пещерите и пропастите не може да не се забележи тяхното голямо разнообразие по размери, форми, образувания, води и наслаги. На какво се дължи това, защо и как те са се образували? Отговорите на тези въпрос» са от значение за всеки пещерняк. Познавайки процесите на образуване на пещерите той ще знае къде и как да търси нови пещери, както и продължения в известни такива. Ще може да си обясни особеностите на подземния релеф и ще избере най-правилния начин за преодоляването им. Ще може да предвиди вероятните опасности от наводнения и срутвания. Не на последно място ще знае последиците от замърсяването на пещерите, пропастите и водите в тях. Почти всички пещери и пропасти са образувани в така наречените карстов райони. Но какво е това „ карст" ? Терминът идва от немското произношение на славянското название на платото Крас в Словения. Ето как пионерите в изследването на карста и пещерите в България, братята Херман и Карел Шкорпил го описват: „В северозападната част на Балканския полуостров се простира една възвишеност наречена Краж. Тя минава между Истрия и Крайна, като образуве водораздела на реките Сава и долините, които се спущат към Адриатическо море. Възвишеността се състои от варовик с камениста повърхност, на нея се срещат пропасти, фуниевидни вдлъбнатини, котловинни долини, а под нея пещери подземни реки. Реките текат надземно после се изгубват в понорни пропасти пукнатини и след едно късо или по-дълго подземно течение излизат във вид н големи извори". Подобни райони има и в нашата страна. Ако се поразходим из Врачанския Балкан, Понор планина, из отделни райони на Пирин и Родопите, в по-голяма част от Централния Предбалкан и на много други места в България, ще видим стръмна варовикови склонове, образувани по долините на реките и деретата, а в заравнените части между тях, често с малко растителност и почви, разядена каменни полета с фуниевидни ями и понижения в околния релеф. От дъното на някои от тях започват пропасти. Тук почти няма реки и потоци, а когато ги има, те бързо изчезват под земята. По склоновете на долините има входове на пещери, a.в най-ниските части - буйни извори с променящ се дебит. Всички подобни райони се наричат карстови и са обект на изследване на различни дялове на геологията. 1.ОБЩИ ПОНЯТИЯ ОТ ГЕОЛОГИЯТА И СВЪРЗАНИТЕ С НЕЯ НАУКИ Геологията е комплекс от различни науки, изучаващи строежа, процесите i явленията, както и историята на развитие на най-горната част на земното кълбо неговата кора (литосферата). Без познаването на някои основни геоложки понятш не може да се даде отговор на това, как са се образували карстът и пещерите него. 1.1. Минерали и скали Земната кора е изградена от различни видове минерали и скали. Те са обект на изследване на геохимията , кристалографията, минералогията, петрографията, литологията, седиментологията. Минерал е природно образувано химично съединение или елемент, притежаващ сравнително устойчиви свойства и строеж. Основни белези на минералите са: -химичният състав може да бъде изразен с една химична формула, -минералите с общ произход са склонни да образуват агрегати, т.е. скали, -за повечето от тях е характерен кристален строеж (атомите и молекулите на всеки минерал са подредени по строго определен начин, наречен кристална рещетка, което е причина за различните форми на минералите). Съществуват минерали, които при един и същи състав се различават по типа на кристалната решетка. Така например чистият въглерод се
среща като мек графит и изключително твърдия диамант. Калциевият карбонат също образува 2 минерала: единият е калцит, а другият - арагонит , разликата между които е в кристалната решетка - подреждането на атомите. Известни са над 3500 минерала, обединени в зависимост от химичния си състав и свойства в различни групи - самородни елементи, сулфиди, халогениди, окиси и хидроокиси, силикати, сулфати, карбонати и др. Най-разпространени в земната кора са силикатните минерали. По-важни представители от тях са амфиболите, пироксените, фелдшпатите ортоклаз, плагиоклази. Като самородни елементи са намирани сяра, графит, сребро, злато. Типични представители на халогенидите е халита (каменната сол); на окисите - кварц, лимонит, хематит; на сулфатите - гипс, анхидрит; на карбонатите - калцит, арагонит, доломит. Скалите представляват съвкупност от минерални зърна. Те са образувани най-често от различни видове минерали, но се срещат и такива в които преобладава основно един минерал. Примери за такива скали са: варовикът и мраморът -изградени от минерала калцит, доломитът - от доломит. В земната кора има голямо разнообразие от скали. Според произхода си те биват: Магмени скали Това са скали, които са се образували вследствие на застиване на магма. Това може да става както и в дълбочина, така и на повърхността, при изригване на вулкани. Преобладаващи минерали в тях са силикатните : кварц, ортоклаз, плагиоклази, амфиболи, пироксени и др. . Независимо от еднаквия си минерален състав скалите образувани на повърхността и в дълбочина се различават. Образуваните в дълбочина скали (интрузивни) се характеризират най-често с това, че минералите, които ги изграждат образуват приблизително еднакви по размери зърна. При вулканските (ефузивни) скали, които са застинали на повърхността, се забелязват едри добре оформени кристали на минералите, които кристализират при найвисоки температури, заобиколени от не добре оформени кристали на останалите минерали и аморфна маса от вулканско стъкло. Според процентното съдържание на основните скалообразуващи минерали се различават различни типове скали (табл. 1) Таблица 1. По-важни магмени скали
Основен минера- Кварц, ортоклаз, лен състав натриев плагиоклаз, малко амфиболи и пироксени Образувани при ГРАНИТ застиване на магма в дълбочина Образувани при застиване на лава при повърхността
РИОЛИТ
Средно съдържание на SiO2 72% 42% основни кисели Цвят светли
Плагиоклази, орто- Плагиоклази, от клаз, кварц, до 1/4 1/4 до 1/2 амфиболи амфиболи и пиро- и пироксени ксени
Калциев плагио- клаз и изобилие на пироксени и
СИЕНИТ
ДИОРИТ
ГАБРО
ТРАХИТ
АНДЕЗИТ
БАЗАЛТ
тъмнии
При застиването на някои лави с по голям вискозитет, главно базалтови, тях е възможно да се образуват при течението им и при отделянето на газове каверни със значителни размери. Те са известни под името „вулкански пещери". Такива са открити на Канарските, Великденските, Хавайските острови.
Утаечни (седиментни) скали Тази група скали се характеризира с голямо разнообразие. Според произхода си те могат да бъдат (табл.2 А. Механично утаени. Това са скалите, които са се образували вследствие разрушаване на съществуващите скали, транспортирането на получения материал, отлагането му последващото уплътняване. Тъй като изходната скала, степента на разрушаване начина и разстоянието на транспортиране, обстановката на отлагане продължителност и степен на уплътнение са различни, то и образуваните като резултат скали се отличават. Според големината на изграждащите ги частици и зависимост от това дали са уплътнени или не, скалите се поделят на няколко сновни вида, като съществуват и преходни разновидности дължащи се това, че често изграждащите скалата зърна са нееднородни по размер. Таблица 2. По-важни видове седиментни скали Група по Наименование условия на образуване Размер, мм Несвързани Свързани Механично утаени скали
Преходни
>200 2-20 0.1-2 0.1-0.005 < 0.005 Мергел
Валуни Чакъл Пясък Прах
Химично утаени Варовик Доломит Гипс Биогенни Черупчест варовик Бигор Кремък (флинт) Вулканогенно- Вулкански туфи и туфити седиментогенни
Льос Глина
Минерален състав Споени Конгломерат Късове от Брекча различни скали Пясъчник Алевролит Аргилит глинести глинести минерали, калцит калцит доломит гипс калцит калцит опал (SiO2) споени вулкански късове и пепел
Б. Химично утаени. Тук се отнасят скалите, които се образуват вследствие на утаяване на минерали, получени при химични реакции в морската вода и солени езера. Това най-често става при процеси на изпарение и увеличаване на разтворените вещества във. Към тази група се отнасят някои видове варовици, доломити, гипс, каменна сол и други. В. Преходни. Образувани са от едновременното утаяване на късове от първични скали и химични съединения. Г. Биогенно утаени. Към тях се отнасят скали, образувани вследствие на утаяване на органичен материал. Такива са черупките на някои морски организми, кораловите рифове, растенията. Най-често срещаните органогенни скали са варовиците. Те са образувани от черупки и скелети на морски животни, обитаващи моретата, като фораминифери, морски гъби, таралежи, корали, миди, животни, които не съществуват сега (брахиоподи, амонити, белемнити) и други. След загиването на организмите, останките им падат на дъното и се натрупват, а при покриването
им от дебел слой по-нови утайки, те се уплътняват и спояват. Така се образуват черупчестите варовици. Колкото уплътняването им и е по-голямо и е продължавало по-дълго, толкова отделните черупки личат по-малко. В крайбрежните части, в зоната на прибоя, черупките се натрошават и там се образуват, така наречените детритусни варовици. Рифовите варовици се образуват там, където е имало коралови рифове. Друг вид органогенни скали са диатомитите, образувани от кремъчни скелети на микроорганизми, наречени диатомеи. Д. Вулканогенно-седиментогенни скали. Вулканските изригвания често са съпроводени с изхвърлянето на пепел и вулкански бомби (нажежени късове скали), които могат да образуват дебели пластове. След уплътняването си те се наричат туфи. Ако отлагането им е станало във воден басейн и е съпроводено с утаяване и на други скали, те се наричат туфити. В повечето случаи утаечните скали се характеризират с наличие на слоистост, т. е. в тях се забелязват слоеве, no-които се вижда как е ставало на утаяването. Причина за това е редуване на материал с различен размер на зърната или прекъсване в процеса на утаяване. При утаяването на седиментните скали се оформят пластове. Пластът е геоложко тяло, състоящо се от един вид скали ограничени от успоредни повърхности, като пространственото му разпространение е значително по-голямо от дебелината му. Пластовете могат да са с различи дебелина, в зависимост от условията на образуване и имат много важно значени при изучаване на земната кора. Метаморфни (променени) скали Тези скали се образуват при изменението на магмени и седиментни скалий вследствие въздействието на висока температура и налягане. Условия за това се създават, когато поради движение на земната кора скалите потъват в по-дълбоки слоеве или когато магмата се издига по слаби зони към повърхността на земята При тези процеси всяка магмена или утаечна скала скала, в зависимост от минералния си състав, се превръща в съответната метаморфна скала (табл.З). Скалите метаморфозират и при силово (динамично) въздействие, предизвикани от движенията на земната кора. Таблица 3. По-важни метаморфни скали Изходни скали Метаморфни скали кисели магмени скали (гранити), пясъчници средни и основни магмени скали, мергели, глини варовици кварцови пясъчници основни магмени скали
Главни минерали
Гнайси
Кварц, фелдшпати, слюди
Шисти
Кварц, слюда, амфибол, талк
Мрамори Кварцити Серпентинити
Калцит Кварц Серпентин
1.2. Възраст на скалите Наред с видовете скали в земната кора, от значение е тяхната възраст реда на образуването им. Най-старите скали от земната кора имат приблизителна възраст 3.8 милиарда години. Тя е определена чрез използване на така наречените геохроноложки методи, базиращи се на радиоактивния разпад на някои елементи. Чрез тези методи се определя абсолютната възраст на скалите. В геологията много по-широко се използва относителната възраст. Тя се определя от последователността на напластяване, намерените вкаменелости от по-рано живели растения и животни в скалите, внедряването на магмени скали и т.н. За целта е създадена специална хроностратиграфска скала (табл.4), която се дели на 4 основни подразделения, наречени ери.
Всяка ера се разделя на периоди, епохи и др. Всяка единица има свое име и на нея съответстват скали, образувани за това време. Таблица 4, Хроностратиграфска скала ЕРА
ЕПОХА Кватернер Неоген
НЕОЗОЙ Терциер
Палеоген Креда
МЕЗОЗОЙ
Юра
Триас Перм Карбон ПАЛЕОЗОЙ
ДОКАМБРИЙ
Девон Силур Ордовик Камбрий
Продължителност, милиони години
ПЕРИОД Холоцен Плейстоцен 1 Плиоцен Миоцен Олигоцен Еоцен Палеоцен Горна Долна Горна Средна Долна Горен Среден Долен
10 15 15 20 30 60 45
55
45 80 50 40 60 100 3200
1.3. Нарушения в земната кора След образуването си скалите са подложени на редица процеси, които нарушават тяхното положение и цялост. Най-важни от тях са така наречените тектонски процеси, изучавани от тектониката и структурната геология. Те се дължат на движения на земната кора. Могат да бъдат както плавни и постепенни, така резки и внезапни и могат да имат различна посока. Най-типичен пример за плавни движения са така наречените колебателни движения, които довеждат до общо издигане или потъване на скалите. Свидетелство за това са разположените над нивото на морето пластове с вкаменелости от морски организми в тях. Такива процеси протичат и сега. Тези движения обикновено обхващат големи площи, понякога цели континенти. Друг тип тектонски движения са тези, при които става промяна на първоначалното пространствено положение на скалите. Те довеждат до образуването на така наречените тектонски структури. В зависимост от това дали скалите само са се огънали или разкъсали, различаваме гънкови и разривни структури (често се срещат съчетание на нагъване и разломяване). Гънковите структури се образуват вследствие на пластични деформации скалите. Найпростата структура от този тип е моноклиналата (фиг. 1 а). Тя образува при нееднакво издигане на различни участъци на земната кора представлява пластове, наклонени в една посока. Флексурата е аналогична моноклиналата, но участъкът с наклонени пластове е много по-къс и е разположен между 2 участъка с хоризонтални пластове (фиг. 1 б).
Фиг. 1. а) моноклинала б) флексура Огънати нагоре пластове във вид на обърнато корито се нарича антиклинала, а от вдлъбнати - синклинала (фиг. 2).
Фиг. 2. Антиклинала - А; Синклинала - S Често в природата се наблйздават редуване от антиклинални и синклинални гънки успоредни една на друга, аналогично на нагънато парче плат. Това са така наречените нагънати системи, които най-често са свързани с планинските вериги. Когато силите, които са - действали на скалите са били по-интензивни или скалите са били по крехки, тогава се получава нарушаване на целостта им. Обикновено това се изразява в образуването на пукнатини с голяма дължина! пресичащи дебели слоеве от скали. Те се наричат разломи, а частите от двете им страни - блокове. Според положението си в пространството те могат да вертикални или наклонени. Обикновено разломяването е свързано и с разместване на блоковете един спрямо друг (фиг. 3)
Фиг. 3. Елементи на разсед f - повърхнина на скъсване и хлъзгане;а - амплитуда на разседа; 1 - висящ блок; 2 - лежащ блок; 3 - маркиращ пласт При наклонена разломна повърхнина блокът, който се намира под нея се нарича лежащ, а над нея висящ. Разстоянието, на което са се преместили блоковете един спрямо друг се нарича амплитуда. Когато висящият блок се намира по-ниско от лежащия, тогава тази структура се нарича разсад, а ако е над него - възсед. При хоризонтално разместване на блоковете се образува отсед. В природата се срещат и комбинирани структури: разсед - отсед и възсед - отсед, когато движението на блоковете един спрямо друг не е било строго хоризонтално или вертикално. Когато разломната повърхнина е близка до хоризонтална и висящият блок се е придвижил върху лежащия се говори за навлак. Като пример може да се посочи гранитния блок на връх Ботев, който е навлечен върху по-млади варовици. Ако един блок е пропаднал между два други, то такава структура се нарича грабен, а ако е издигнат хорст (фиг. 4).
56 б
a
Фиг. 4. Видове разломни структури а) разсед; б) възсед; в) отсед; г) грабен; д) хорст У нас типични грабени са долините на реките Струма и Места, а намиращата се между тях планина Пирин е хорст. Това са най-простите тектонски структури, но в природата те обикновенно се срещат в съчетания една с друга. Това е особено характерно за планините, защото те маркират местата подложени на интензивна тектонска преработка. Движенията в земната кора, наред с оформянето на тектонските структури довежда до образуването на тектонски пукнатини. Често това са групи от успоредни пукнатини, които се пресичат помежду си. Тези групи се наричат пукнатинни системи и по разположението им в пространството може да се съди за посоките на силите, които са ги образували. Според това, какво е разстоянието между стените на пукнатините, те могат да бъдат отворени в различна степен или затворени. Някои от отворените пукнатини могат да бъдат запълнени с глина, пясък, калцит, кварц или други минерали. Освен тектонските пукнатини съществуват и такива с друг произход. Още при бразуването на скалите се появяват пукнатини вследствие изсъхване утайките, натиска на отложилите се по-нови седименти върху тях, изстиване магма (първични пукнатини). Други пукнатини се образуват при изветрянето на скалите, вследствие на промените на температурите на въздуха и скалите действието на водата, вятъра и растенията (пукнатини на изветряне). Тези пукнатини засягат основно най-горната част на скалните масиви, като често там се достига до пълно раздробяване на скалите, докато в дълбочина те са съвсем здрави. Пукнатини се образуват и при по-стръмни склонове, успоредно на тях. Това са таке наречените гравитационни пукнатини. 1.4. Води в земната кора Освен скали в земната кора съществуват и така наречените подземни води. Те са обект на изследване на хидрогеологията. Водите в земната кора се натрупват и се движат в скали, които позволяват това. В тези скали трябва да има пространства, които да са свързани помежду си по тях да се движат подземните води. В зависимост от това, какви са тези пространства се различават три типа подземни води: - порови води - в порите между различните зърна на несвързаните скали (пясъци, чакъли), - пукнатинни води - в пукнатините на водонеразтвориите споени скали (пясъчници, гранити и др.), - пукнатинно-карстови и карстови - в пукнатините и каналите на карстообразуващи скали (варовици, доломити, мрамори, гипс и др.).
Карст икарстообразуване
57 Скали, в които няма свързани свободни пространства и през тях не могат да преминават води. Такива са повечето здрави не напукани скали, глините, мергелите. Те се наричат водонепропускливи. Но от къде идва тази вода в скалите? Основното и количество попада под земята от повърхността. След валеж или топене на снегове, част от водата се изпарява, друга се оттича по повърхността, а трета се просмуква по пукнатините порите в скалите надолу, под земята. Този процес се нарича инфилтрация. Водите започват да запълват свързаните празнини в скалите и образуват водоносни хоризонти. Те обикновено са ограничени от водонепропускливи скали водоупори. Когато в един водоносен хоризонт могат да се отделят две части долна - наситена с вода и горна, в която празнините са с въздух, той се нарича безнапорен. Горната граница на водоносния пласт се бележи от подземното водно ниво, означавано често като статично или свободно водно ниво. То всъщност представлява горната граница на наситената зона (фиг. 5). Фиг. 5. Безнапорен водоносен пласт 1 - земна повърхност; 2 - зона на аерация; 3 - свободно водно ниво; 4 - водонаситена зона; 5 - долен водоупор Най-често статичното водно ниво е с някакъв наклон. Той се дължи на това, че водите от тази зона се оттичат до места, където повърхностния релеф се понежава и пресича водното ниво. Тези места се наричат зона на дрениране и са свързани с така наречения ерозионен базис, т.е. базата, от която се развива ерозия и разрушаването на склоновете и към който се оттичат и повърхностните води. Ерозионният базис може да бъде местен, отнасящ се за сравнително малък район, напр. речна долина или регионален, обхващащ голям район. Например за водите от Северна България регионален ерозионен базис е р.Дунав. За Източна България - Черно море, за Южна България - Бяло море. Дренирането най-често става от извори. Един от най-големите извори в България е „Глава Панега" покрай гр.Златна Панега. Доказано е, че през него се изливат част от водите на р.Вит, които се навлизат под земята при с. Гложене, 12.5 км от извора. Над водното ниво се разполага зоната на аерация. В тази зона празнините на скалите съдържат въздух, водна пара. Периодично при снеготопене и продължителни валежи в зоната се появяват подземни води. Те се натрупват в участъци над относително по-слабо проницаеми пластове или достигат свободното водно ниво. Тези води в зоната на аерация се означават като временни. Ако водоносният хоризонт е разположен между два водоупора и под ерозионния базис, той е изцяло водонаситен и се нарича напорен. Налягането на водата във водоносния хоризонт е поголямо от атмосферното, поради което при пробиването на горния водоупор (примерно със сондаж) водното ниво се покачва и се установява над водоносния хоризонт. Пример за извори от напорни води са Девненските извори с общ дебит около 3500л/сек. Те дренират по тектонсн напукана зона напорните води от дълбоко залягащия горноюрско-долнокреден карстов водоносен хоризонт. 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗА КАРСТ И ОСНОВНИ УСЛОВИЯ ЗА ОБРАЗУВАНЕТО МУ Определение: В най-широк смисъл под карст се разбира съвкупност от процеси явления, които довеждат до образуването на характерни земни форми (кари,; въртопи, валози, слепи долини, суходолия, пропасти, пещери). 2.1. Фактори на карстовия процес Карст икарстообразуване
58 Установено е, че местности с такива форми съществуват не където и да е, а в места, където има строго определени условия за това. Основните от тях са: Наличие на скали, които могат да се окарстяват Към тях се отнасят скалите, който са изградени главно от минерали разтворими във вода или влизащи в реакция с нея. Най-важните от тях са: Варовик. Това е най-често срещаната скала подаваща се на окарстяване както у нас, така и по-света. Основен скалообразуващ минерал в нея калцита(СаСО3).Според произхода си, степента на уплътнение, наличие неразтворими примеси те се характеризират с голямо разнообразие, което дав отражение и на степента на окарстяването им. Така например с увеличение примесите в тях, разтварянето на варовиците намалява. У нас на около 23% територията на страната се разкриват варовици. Най-много те са в Стара планина където възрастта им е предимно триаска и горноЬрска, и по-малко горнокредна. Предбалкана наймного са горнокредните и долнокредните, а по-малн горноюрските. В Дунавската равнина са разпространени варовици с миоценска долнокредна възраст. В Южна България (без Рила, Родопи и Пирин) има главн триаски скали. Доломитите са седиментни скали, изградени главно от минерала доломит (CaMg(CO 3 ) 2 ) Названието им произлиза от едноименните планини в Север Италия. Външно почти не се различава от варовиците, но са по-трудно разтворими от тях и по-слабо се поддават на окарстяване. Често се срещат и преходни разновидности между доломит и варовик, например доломитизиран варовик и вар доломит. В България доломити има сред триаски варовици, найчесто в Стара планина (гара Лакатник) и Краището. Мрамор. Тъй като той се образува от промяната на варовици и доломити и е изграден от същите минерали като тях, разтворимостта му също е близка до тяхната. В България мрамори са разпространени в Пирин, Родопите и Странджа. Гипс. Гипсът е изграден от минералите гипс (CaSO 4 .2H 2 O) и анхидрит (CaSO 4 ). Той е много по-добре разтворим от варовика. У нас гипс има в района на село Кошава, Видинско, но е разположен на дълбочина около 300 метра под повърхността. В гипсовите пластове в Подолието (Украйна) са се образували едни от най-дългите пещери в света: Оптимистическая над 150 км, Озерная - около 110 км, Золушка - над 80 км и други големи пещери. Каменна сол. Изградена е от минерала халит (NaCI). В солните пластове също се образуват пещери, които обаче бързо се разрушават поради неустойчивостта и силната разтворимост на каменната сол. Пещери в сол са открити в Русия - Урал, в Средна Азия и др. У нас няма пещери в камена сол. Единственото солно находище при Провадия е на дълбочина не позволяваща образуване на пещери в него. Възможност за преминаване на вода през окарстявашите се скали. Ако една скала е здрава и плътна, то водата не би могла да влезе навътре в нея и да я разтвори. На окарстяване ще се подложи само повърхността и. Водопропускливостта на скалите се определя от празнините в тях, а именно от порите, пукнатините, междупластовите повърхности. Във всяка скала има пори и шупли, които са се образували още при отлагането й, но след уплътняването им от отгоре утаени скали те намаляват по размери и количесто, за да станат незабележими с просто око. Колкото по-дълго продължава този процес, толкова уплътняването е по-силно, за да достигне обемът на порите до 1 - 2 % от обема на скалата. Помладите скали най-често са с по-висока порестост. Като пример могат да се посочат черупчестите варовици с миоценска възраст, изграждащи част от северното ни крайбрежие при нос Калиакра, Яйлата, село Тюленово. Там си личат отделните парчета от черупки и празнините между тях. Но в повечето случаи за окарстяващите скали порите не са от голямо значение за окарстяването им, поради малките им размери и, че често не са свързани помежду си. Найважни за движение на води в скалите са пукнатините и то тектонските, защото те обикновено пресичат по няколко пласта и позволяват на водата да навлезе навътре в масива. Водата предпочита да премине през по-отворените пукнатини или през места, където пукнатините се пре-
Карст икарстообразуване
59 сичат или пресичат повърхнини на напластяване. Другите видове пукнатини имат значение основно за приповърхностното окарстяване. Наличие на движеша се вода. Всеизвестен е фактът, че водата се стича винаги от горе надолу под действие на гравитацията. Конкретните условия на движение в карстовия масив се определят от геоложките, тектонските и геоморфоложките му особености. В карстовите водоносни хоризонти могат да се отделят същите зони както в другия но съществуват специфични зони и особености, които имат голямо значение за развитието на карстовия процес и образуването на карстови форми (фиг. 6) Фиг. 6. Зоналност на карстов водоносен хоризонт I - зона на аерация; II - зона на сезонни колебания; III - зона на пълно водонасищане; 1 - „висящи" води; 2 -локален водоупор; 3 - най-високо ниво на подземните води при пълноводие; 4 - свободно водно ниво; 5 - месте ерозионен базис (река); А, Б, В, Г - временни извори; Д постоянен извор Зоната на аерация в карстовия масив, в зависимост от релефа, понякога в планините достига дебелина над 1000 м. Движението на водите в тази зона низходящо до вертикално и често с висока скорост. Поради това значение механичното въздействие на водата върху скалата. В тази зона се развие предимно вертикалните части на пещерите. В много карстови водоносни хоризонти може да се отдели зона на сезони колебания обхваща интервала от най-ниските нива на подземните води до високите, формиращи се в сезони на пълноводие. Кухините, намиращи се в та зона се запълват с вода, когато нивата на подземните води се повишат вследст топене на снеговете, дъждове и други. Движението на водите в тази зона е как вертикално в периодите на ниски нива, така и хоризонтално при високи нива на подземните води. Тук се формират както хоризонтални, така и вертикални части пещерите. В зоната на пълно водонасищане всички кухини са запълнени с вода, посоката й на движение е предимно хоризонтална към мястото на дрениране. Скоростта е ниска и химичното разтваряне преобладава над механичното. В тази зона се формират предимно хоризонтални части на пещерите. Важно е да се отбележи, че в пещерите намиращи се в зоната на аерация задържат „висящи" води (езера, локви, дори и сифони), които нямат връзка с водонаситената зона. Разположението на зоните на движение на подземните води в карстовия масив зависи от местния ерозионен базис. Понякога вследствие на тектонски движения на земната кора, местният ерозионен базис може да се издигне, като в резултат на това се издигат и нивата на подземните води и се формира нова по-висока зона на водонасищане, която обхваща част от съществуващата зона на аерация. В други случаи поради удълбаване на местния ерозионен базис, нивата на подземните води спадат и формираните хоризонтални галерии в зоната на пълно водонасищане попадат в зоната на аерация. По този начин се образуват етажите на пещерите, а отворите на много пещери, които са били извори, остават високо над нивото на местния ерозионен базис в карстовия масив. Водата да притежава разтваряща способност.
Карст икарстообразуване
60 За разтварянето на варовиците, доломитите и мраморите - най-често разпространените окарстяващи се скали, от основно значение е съдържанието на въглероден диоксид (въглероден двуокис) - СО2 в нея. Въглеродният диоксид заедно с водата образува слабата въглена киселина, която действа химично на карбонатните скали. СО 2 + Н 2 О = Н 2 СО 3 въглероден диоксид вода въглена киселина Въглеродният диоксид постъпва във водата главно от атмосферата. Съдържанието му в нея е около 0.04%. Той се образува от дишането на живите организми, от разлагане на органично вещество, при вулканска дейност и др. 2.2.Същност на карстовия процес Основните видове взаимодействие на подземните води с водоразтворимите скали са два химично разтваряне (корозия) и механично разрушаване (ерозия). Разтварянето е процес на разрушение на кристалната решетка при съприкосновението на водата с минерала. Интензивността на разтварянето зависи от химичния състав на минералите и водата. Разтварянето на гипса и камената сол става директно от водата. Не е така с карбонатните скали. Те се разтварят много слабо в чиста вода. Присъствието на въглероден диоксид увеличава значително процеса на разтварянето на карбонатните скали. То е сложен процес, който в най-общ вид може да се изрази с уравнението: СаС0 3 + Н 2 0 + С0 2 = Са(НСО 3 ) 2 варовик хидроген карбонат Образувалото се съединение хидроген карбонат (кисел калциев карбонат) е добре разтворимо във вода и се изнася от нея, като по този начин започва разширение на пукнатините, по които тече водата. Реакцията е обратима, т.е. при определени условия тя може да протича в обратна посока. Такова въздействие може да се получи от завихрянето на водата при движението й, при напускането на пукнатините в масива, където тя е под повишено налягане и газовете не могат да се отделят и др. Вследствие на това, разтворимият хидроген карбонат отново се превръща в почти неразтворимия калцит и се отделя въглероден диоксид. По този начин се образуват така наречените вторични образувания – сталагмити, сталактити, синтри и т.н. Благодарение главно на този процес става образуването на пещерите и пропастите, както и на специфичния повърхностен карстов релеф. От уравнението се вижда, че посоката и скоростта на протичане на реакцията основно зависят от въглеродния диоксид, чиято концентрация е найпроменлива и се влияе от температурата, налягането и присъствието му във въздуха над водата. При химичното разтваряне на скалите водата постепенно се насища с хидрогенкарбонатни йони. Въглеродният двуокис намалява, влизайки във взаимодействие с карбонатните йони на калцита. Това довежда до постепенно намаляване на агресивността на водата с течение на времето, за което тя изминава пътя си в карстовия масив. На места обаче, където два потока подземни води т карстовия масив се сливат, общото количество на свободния СО 2 в тях се увеличава, т.е. то се равнява на сумарното количество СО 2 , който е останал в несвързано състояние в двата или повече водни потока, които се сливат. Вследствие това нарастване на количеството на СО 2 , в мястото на сливане, нараства рязко и агресивността на водата и тя започва по-активно да разтваря калцита. Това явление се нарича корозия на смесването (фиг. 7) и на него се дължи рязкото разширяване на обемите на пещерите в местата, където се сливат или са се сливали водни потоци.
Карст икарстообразуване
61
Физично-механичното въздействие на водата върху скалите, посредством носените от водата механични частици, се нарича ерозия. Ерозията е главно за сметка на абразивното действие на носените частици, при което те откъртват микроскопични късчета от околната скала и водата ги отнася, разрушавайки по този начин скалите. Първоначално, движейки се по пукнатините, водата се стреми да ги вдълбае надолу (дълбочинна ерозия). Успоредно с това се проявява и страничното разширяване на пукнатините или странична ерозия. Подобно въздействие се наблюдава и в коритата на повърхностните реки, независимо в какви скали те са се формирали. Подземната ерозия, например в пещерните галерии, се нарича еворзия. Въпреки всичко, макар и рядко в терени изградени от неокарстяващи се скали се наблюдават форми, наподобяващи карстови. Те се дължат на процеси, различаващи се от класическия карстов процес (суфозия, абразия, гравитационни процеси и др.) Такива явления са доста редки и са наречени псевдокарстови явления.
Карст икарстообразуване
62
КАРСТОВИ ФОРМИ, ВИДОВЕ И ОБРАЗУВАНЕ Вече е известно, че кapcтoo6paзyвaнeтo се дължи на свойството на кapбoнaтнитe cкaли да се разтварят от водата. Валежите от дъжд и сняг, кoитo попадат върху вapoвикoвитe терени въздействат xимически (корозионно) върху скалитe и разтварят повърхността им. Водата прониква в пукнатините и процесът на тяхното разширяване чрез разтваряне продължава. Повърхността на варовиците е изложена на постоянното въздействие на климатичните фактори, (резки смени на температурата, валежи, вятър и т.н), в резултат от кoeтo тя се разрушава и механически (ерозия). В дълбочина процесът на механично разтваряне на cкaлuтe продължава под въздействието на съдържащите се във водните разтвори механични частици. В резултат на посочените въздействия на повърхността на варовиците и надолу в недрата им се образуват различни по големина и размери, предимно вдлъбнати релефни форми и кухини, коитo наричаме кapcтoвu. От гледна тoчкa на тяхното местоположение,на повърхността или под нея,т се подразделят на два вида - повърхностни и подземни. Повърхностни карстови форми В значителна част от карстовите райони варовиците или другите пещерообразуващи cкaлu са оголени, тоест над тях няма почвена noкрuвкa. Пpи това повърхността на cкaлuтe е подложена на химичните и физическите въздействия на климатичните фактори и в най-голяма степен на атмосферните води. Разрушителният ефект е най-значителен по хода на съществуващите помалки или пo-големи пyкnaтини - тaкa започва образуването на кapи. Кари - Те са най-мaлкuтe повърхностни кapcтoви форми. Представляват система от всечени в ckaлнатa повъръхност бразди . Повърхността на варовитите скали е осеяна с множество микpoпyкнатини, кoитo водата разширява (при замръзване или разтваряне), при кoemo те се уголемяват и образуват пo-големи пyкнaтuнu. Водата се стича по ckaлнama повърхност, струи между пукнатините и издълбава в тях тесни и дълбоки паралелни жлебове (улеи), чиято дълбочина може да достигне да няколко метра. Улеите са разделени помежду си от остри гребени (ребра). Когато cкaлнaтa повърхност е набраздена от множество взаимно пресичащи се пyкнaтини, продължителното окapстяванe води до образуването на отделни кaрни блokoвe и късове. Карите престават да съществуват при запълване на жлебовете им с глини, кaмъчeтa и дpyги материали. Терени с голямо площтно разпространение на кapu се наричат кapнu полета . Най-представителни за страната са кapнитеe полета кpaй селата Карлуково и Каменно поле, Понор и Пирин планина. Карите представляват интерес за спелеоложките проучвания, тъй кaтo от тях водят началото си пропасти или след къси хоризонтални кaнaли могат да ни въведат в пещери. Илюстрация за това са много от пропастите във Bpaчaнcкaта планина, Пирин, Карлуковския и Ягодинския кapcтoв райони. Въртопи - Въртопите са повърхностни вдлъбнатини, кoитo погледнати отгоре имат кpъглa
или елипсовидна форма с различен диаметър. Тяхното пространствено изображение може да бъде отнесено към фигурите на: обърнатия кoнyc, цилиндъра, полусферата или тяхната комбинация и от тази гледна тoчкa могат да бъдат ксласифицирани на фуниеобразни, Карстови форми
63
цилиндрични, с плocкo дъно или асиметрични. В повечето случаи дълбочината на въртопите е пo-голяма от техните дължина и широчина(диаметър). Въртопът е негативна форма, която в най-голяма степен благоприятства механичното разрушаване (ерозията) на кapcтooбpaзyвaщитe cкaлu. Той води началото си от пукнатините, позволяващи на ерозията да действа в дълбочина и съответно да образува кyxини, способни да погълнат твърдите остатъци от разтварянето Тези процеси са xapaктepни преди вcичкo за районите, където кapcтoo6paзyвaщитe cкaли са силно нaпyкaн и се наблюдават по дължината на пукнатините, в сводестите части на антиклиналите и връзките (шарнирите) им със синклиналите или над вече образуваните естествени кухини. С други думи, местоположението на въртопите се определя главно от тектонски фактори. Въртопите могат се образуват само, aкo cкaлaтa е податлива на въздействието на ерозионните сили (агенти) - слънце, студ, води и сняг и др. В някои райони еволюцията на въртопите води да промяна на релефа - уголемявайки или сливайки се един с друг те образуват по мащабни негативни форми ( валози (ували), слепи долини и др.) Зараждането и понататъшното образуване на въртопите протича на няколкo фази и е възможно при наличието на две наобходими условия: 1.Предварително съществуваща пyкнaтинa
a)
2. Податливи на разрушаване cкaлни повърхности, позволяващи
в
странична ерозия. Фазите на образуване се следните: б - подготвителна фаза - разширяване на пyкнaтинитe (а) - повърхностно хлътване (б) - странична ерозия (в) - блокиране пътя на протичащите надолу води (г) - отпушване на въртопа u aктивизиpанe дейността на протичащите води (образуването му) (д) г) Във всички фази на своето образуване въртопът провежда в една или друга степен атмосферните (дъждовни, снежни) води. През предпоследната фаза в следствие на запушване на отводнителните пyкнaтини, въртопите се затлачват и образуват временни или постоянни кapcтoви блата или езера. По-xapaктepни у нас са блатата кpaй д с.Карлуково и Дeвeтaшкoтo плато. В последната си фаза на образуване въртопите могат да поглъщат периодичи образуващи се (при интензивни валежи) или постоянно течащи (повърхностни peки и потоци) води. В последните два случая въртопът се нарича периодичен, pecпeктивнo постоянен понор. В спелеоложката пpaкикa понорите са проходими въртопи, чрез кoитo пpяко може да се достигне до подземната кyxинa - пропаст или пещера. От тeopитичecка гледна тoчкa това не е задължително, всъщност значителна част от понорите остават непроходими от спелеолозите и най-често биват наричани губилища. Типичен случай за това са дестките губилищата в Понор планина, от където тя носи името си. Валози (ували) - те представляват удължени или елипсовидни негативни форми с голяма площ, кoитo са образувани вследствие на съединяването на два, три или повече въртопа. Имат диаметър от няколко стотин метра до 2-3 км и дълбочина до 120 м. В повечето случаи имат полегати до стръмни склонове и равни дъна. Haй-щирoко разпространение на въртопи и валози у нас се среща в Понор планина, Врачанската планина, около с.Карлукво, в пpeд6aлкaнa, с.Добростан - Poдoпитe, кpaй гр.Котел, Деветашкото и Шyмeнcкoтo плато и т.н. Сляпа долина - типична за кapcтoвитe райони. По външен вид прилича на o6икнoвeнa речна долина, но за paзликa от нея е затворена от единия си кpaй. По нея протичат peки, водещи наКарстови форми
64
чалото си от нeкapcтoв район. При навлизанета си във вapoвикoви терени peкитe изцяло губят водите си в губилища (понори), кaквито могат да бъдат и входовете на пещери или пропасти. У нас слепи долини са наблюдават в северната част на Понор планина, Софийско, kpau с.Дружево в южната част на Bpaчaнскaтa планина, kpau с.Гинци в Бepкoвcкaтa планина и други кapcтoви райони. Полусляпа долина - долина в кapcтoв район, по чиято надлъжна ос са обособени две нива с праг помежду им. Долината е отворена и в двата си kpaя. При маловодие peкaтa губи водите си в подоножието на прага (понора). При вucoки води, кoгaто губилището не може да поеме цялото водно количество, peкaтa прелива прага и протича по горното ниво на долината. Суха долина (суходолие) - Карстова долина по която няма видимо повърхностно протичане на peки. Има от полегат до стръмен склон, равно дъно с очертани губилища. По суходолието протичат peки само при обилни валежи и снеготопене. У нас типични суходолия се наблюдават в Добруджа и Лудогорието, кpaй с.Карлуково (Задънен дол и Бaнкoвишки дол), кpaй с. Бракьовци, Понор планина, Софииско и др. Каньон (Ждрело) - Това е тясна и дълбoкa речна долина със много стръмни вepтикaлни склонове. Образуват се в резулатат на интензивното издигане на масивите и съпътстващото го бързо всичане на peкитe във вapoвикoвите ckaлu. Haй-xapaктepни за България са Триградското и Бyйнoвcкoтo ждрела в Родопите, ждрелото на р.Ерма-Пернишко, кaньoнът на р.Ръчене между с.Реселец и Каменно поле; кaньонa на р. Heгoвaнкa кpaй с. Емен, Tъpнoвcкo и др. Подземни кapcтoви форми До дyk бяха изброени основните видими на повърхността и xapaктepни за кapcтoвитe райони релефни форми, кouтo нapeкoxмe повърхностни кapcтoви форми. Повърхностните форми в една или друга степен са пpякo свързана с подземните кapcтoви форми, защото именно чрез тях става проникването на атмосферните и повърхностно течащите води в дълбочина. Кои са определящите фактори за образуването на подземни кapстoви форми (кyxини), и кoитo направляват създаването на пещерите и формират техния облик. Основните фaктopи са следните: 1. Географското разположение на варовиковия масив - то определя климата, pecпeктивно количеството на валежите и движението на повърхностните и подземните води, почвената и растителната пoкpивкa. 2. Литоложките особености на кap6oнaтнитe cкaли - те могат да изграждат много и малко нaпyкaни блoкoвe или обратното, тънки и силно нaпyкaни пластове с прослойки от пo-слабо разтворими ckaли. Според случая можем да имаме пещери, кoитo представляват система от кaнaли или обратното система от пукнатини. 3. Гeoлoжкaтa cтpyктypa на кapcтoвия масив - дали попада в синкслинала, антиклинала и т.н, къде и кaк са разоположени водонепропускливите пластове, обуславящи движението на подземните води и вследствие на това - образуването на пещери. 4.Тeктoнcкитe нарушения - наличието на разломи и пyннaтини, разседи и други, които имат особено важна роля. В резултат от влиянието на изброените фактори започва образуването на различни по форма, линейни и обемни размери, и положение подземни кyxини. Пропасти Образуването на кoитo и да е било кapcтoви форми води Фиг .1 началото си от една или повече nyкнатини. Пoпaдайки върху кap6oнaтнa повърхност а. Пропасти по една основна пукнатина водите се пpocмyквaт пo пyкнaтинитe и химично и механично ги разширяват. Пукнатините се разширяват основно в двe пocoки – странично (латерално) при кoeo водата отнема част от повърхността на стените и дълбочинно, при кoeтo се рушат предимно кpaйните им долни (при вертикални пyкnaтини) или странични(при хоризонтални пyкнaтини) чacти. Taкa в повечето случаи става образуването на пропастите. Карстови форми
б. Пропасти образувани от пресичащи се пукнатини
65
Пpaктичecки поголямата част от тях започват своето интензивно образуване, след отпушването на въртопите, кoeтo позволява цялостно и бързо оттичане на водите от повърхността в дълбочина. Сечението на пропастите е пряко свързано с броят и взаимното разположение на пyкнaтитеe, пo кoитo е започнало тяхното образуване. Пропастите образувани по една основна пукнатина и тези, кoитo водят началото си от взаимно пресичащи се пукнатини имат различни сечения фиг. 1 (а, б, в). С течение на времето, под действието на водата, пукнатините се превръщат в кладенци с овално или заоблено сечение и съответната цилиндрична форма. Пропасти могат да се образуват и когато разтварянето на cкaв. Евололюирали форми литe се упражнява отдолу – нагоре. B тези случаи се наблюдава на напречно сечение постепенно изтъняване на свода на пещерната галерия, кoeтo в кpaйнa смeткa пpeдизвиквa срутване и възникване на естествен отвор. Обикновено образуваните по този начин пропасти приемат формата на камбана. (фиг.2) (фиг.2)
Галерии със свободно движение
Пещерни галерии - Образуват се при относително хоризонтално движение на попадналите под земята води, в резултат на химичното и физическото разрушаване на| cкaлитe. От гледна moчka на условията на образуване галериите могат да бъдат разделени на два основни типа: галерии образувани в зоната на насищане и галерии: образувани в зоната на свободно движение на кapcтoвитe води. Да разгледаме начина и характерните особености на образуване на галериите в двете зони. Галериите в зоната на насищане, в повечето случаи ще бъдат шиpoки и ниcки и в зависимост от начина на движение на подземните води и тяхната cкopocт ще еволюират по различен начин: (фиг. З, 4) Фиг.3 1. При ниcкa cкopocт на протичане галерията е подложена на корозия само откъм свода. По дъното се натрупват наслаги (седименти), кoитo в отделни случаи биват мexaничecки издълбани или отнесени от водата.
Карстови форми
66
Варовици мергели Варовици
Варовици J
мергели варовици
2. Когато водата е изпълнила изцяло пукнатинатa или кaнaлa и се движи бързо. Тогава се извършва корозия по цялото сечение на кaнaлa и той придобива предимно тръбовидна форма. Поради голямата cкopocт на движение не се образуват наслаги. Корозия на свода
Фиг.4
Корозията действа по целия разрез
Галерии в зоната на свободно движение Разтварянето на cкaлитe е процес, кoйтo не престава. Размерите на пукнатините и кaнaлитe се убеличават, кoeтo убеличава кoличecтвoтo и cкopocттa на преминаващите през тях води. Водното ниво на масива се понижава и зоната на насищане се превръща в зона на свободно днижение на кapcтoвитe води. Тази промяна на водния режим води и до промяна на морфологията на галериите Необходимо е да се знае, че галерии се образуват и в зоните на кoнтaктa между кapбонатни и нeкapбoнатни cкaли (фиг. 5) или на границите на свързване на варовици с различна възраст и разтворимост. (Фиг 6.) Фиг.5 Има пещери, чиито галерии са разположени една над друга (на етажи). Най-старите т.е найвисокоразположените галерии са били отводнени и осушени вследствие на издигането на масива, всичане на речните легла и понижаване на нивото на кapcтoвитe води в масива. Водите образуващи пещерата започват да се движат на пo-ниcкo ниво, с кoeтo се премества и процесът на пoнататъчно кapcтoo6paзyвaнe. По този начин е възможно пещерните галерии да се етажират на няколко нива. Най-представителни многоетажни пещери за нашата страна са: Духлата, c.Bocнek, Витоша - 7 етажа и Ягодинската пещера- 4 етажа. Зали- Изследването на образуването на залите или кapcтoвитe кyxини с големи размери често пъти представлява трудност. Използаните кpитepии за обозначаване на тези кyxини зависят от изследователя и разбира се от пропорциите между залата и цялата пещерна система. Въпреки всичко във кapcтoвитe райони съществуват големи, а в някои страни дори гигантски кyxини kamo: Най-голямата пещерна зала в България е входната зала на Деветашкатаа пещера, чиято дължина е 359 м има площ 20 300 м3 и обем 632 548 м3. Карстови форми
67
Образуването на зали е породено от различни причини: - разтваряне и механично разрушаване - разтваряне и срутване - разтваряне на пресечните тoчки на тeктoнcкитe пyкнaтини (фиг. 7) Залите в пещерата Орлова чyka , с. Пепелина, Pyceнcкo са типичен пример за образуване на зали в пересчните тoчки на пyкнaтини. Развитието на залите е свързано с действието на водите циpкyлиpaщи в кapcтoвия масив, разположението на големите пукнатини u тектонски нарушения, механичните въздействия, които водата упраннява преди вcичкo в близост до сводовете на галериите. Фиг.7 Развитието на кapcтoвия процес под земята предизвиква взаимното свързване на пещерните галерии, пропастите и залите в една цялостна пещера или кapcтoвa система. Kaквo следва да се разбира под понятието кapcтoвa система? Това е съвкупността от пукнатини, канали, галерии и други подземни кyxини в един масив, koитo абсорбират повърхностните води и създават условия за движението им до изворите. Еволюция на кapcтa До тyк бяха разгледани явленията, кoитo променят външния и вътрешен вид на кapcтoвия масив, и кoитo стоят в основата на образуването на пещерите . Фактически съвкупността от всички тези явления ние наричаме карст. Карстът има своето развитие, чиито механизъм следва да се знае. Основният и най-ефективен фактор за образуването на карста e ьимическото разтваряне на пещерообразуващите cкaли. Ho еволюцията на касрта зависи и от други фaктopи: - механичната ерозия - запълването с наслаги - циментацията - срутванията Механичната ерозия - за paзликa от корозията тя има разрушаваща, но не и образуваща роля. Тя е ограничена във времето (при интезивни валежи и снеготопене и в пространството, защото въздейства предимно в определени части на образуващата се пещера (входната част, стесненията, завои на протичащите водни потоци и др.) Наслаги -Те играят значителна роля в еволюцията на карста и при функционирането на една карстова система, а в много случаи създават и трудности на спелеолозите. Образуват при отлагането на механично разтворени в кapcтoвитe води химично неразтворими материалипясъци, глини, кaмънu от нeкap6oнaтни cкaли. От сгледна тoчкa на местоположението се наблюдават два остновни вида: Наслагвания разположени до отворите на кyxинитe. Създават трудности на спелелолога, но практически не влияят на функционирането на кapcтoвaтa система. Наслагвания в дълбочина на пещерите - могат да повлияят силно върху развитието на кapcтoвия процес. В повечето случаи образуват почвени и глинени сифони, затварят пътя към подлежащи галерии, частично или изцяло запълват галерии и т.н. Циментация (Калциране)- Получава се като резулат от отлагането на разтворения във водата кaлциeв кapбoнaт- образуване на различни видове пещерни образувания. Може да доведе до цялостно и сравнително бързо затваряне на кaнaлитe и вече образуваните галерии.
Карстови форми
68
Срутвания (Блокажи) - Заемат важно място в cтpyктypaтa на подземния кapcт. Получават се кaтo следствие от увеличение на сечението на галериите и кaтo резултат от различни въздействия .Те могат да бъдат: ерозия във входните части на пещерите, механични въздействия на протичащите води върху стените и сводовете, съвременни нагъвателни движения на земната кopa и др. Има случаи на срутване при рязко отводняване на запълнени с вода галерии (сифони). При това се нарушава равновесието, кoeтo водното налягане упражнява върху стените на галериите и може да последва срутване. От гледна тoчкa на вcичкo кaзано дo тyк, еволюцията на кapcтa протича през четири основни етапа (фази) – пyкнaтинeн, kaнaлeн, натечен и блokaжнo-циментационен. Aкo разгледаме особеностите на развитие на кapcтa във вcяka отделна фази непременно ще стигнем до логичното заключение, че големите пещерни следва да се образуват предимно в кaнaлния стадий или в зоната на сезонното колебание на подземните води. Другото важно заключение е, че спелеологът трябва да познава морфологията на кapcтa защото това би му позволило да проследи еволюцията на кapcтoвитe форми и съответно да прецени кaкви са тeopитичecкитe шансове за развитие на пещерите и кaкви да бъдат начините исредствата за проникване в тях. Вторични подземни карстови форми (Пещерни образувания) Когато спелеологът прониква в пещерите той не трябва да има усещането, че е на чуждо място. Не бива да бъде и само обикновен съзерцател на заобикалящия го подземен свят, а да се опита да разбере, защо и как той е сътворен. Едва тогава пещерният изследовател ще престане да възприема нещата около себе си сляпо, а напротив, опознавайки тяхната същнот ще може да ги оцени и опише както подобава - вярно и точно. Може би най-впечатляващото, будещо интерес и възхищение явление на подземния карст са пещерните образувания или вторичните карстови форми. Те определят естетическата красота на пещерите, в много случаи тяхната природна и научна стойност, и същевременно са един от критериите за сравнителни характеристики между тях. Ето защо настоящия материал има за цел да запознае читателя с най-често срещаните видове вторични подземнц карстови форми и основните принципи на тяхното образуване. Използвана терминология Естеството на работата изисква внасянето на предварителна яснота по въпроса какъв смисълът и значението на някои от основните термини, които автора е използвал при изготвяне-
Карстови форми
69
то й, което със сигурност ще улесни четящите. Използвана терминология от областта на кристалографията Кристали (от гръцки kristallos-застиващ от студа) - преди всичко еднородни твърди тела, които се самоизграждат с плоски стени в резултат на закономерно триразмерно подреждат на молекули, атоми и йони. В някои случаи кристалите могат да бъдат оградени със заоблени стени. (И. Костов,1963, с. 15) Кристални агрегати - група от кристали. Образува се когато при кристализацията на дадено вещество, към един негов кристал се прикрепят други подобни кристали.Натрупването /агрегирането/ е правилно и неправилно, като в първият случай се образува т.н. кристален щок, във втория кристална група. (И. Костов, 1963, с.152) Кристални срастъци - закономерно ориентирани един спрямо друг отделни кристали при група от два или повече кристала. (И. Костов, 1963, с. 152) Минерали (от rp.minera - руда)- природни тела с определен химичен състав и физично свойства. Образувани в резултат на процеси протичащи в недрата на земята или на повърхността й. Калцит (от гръцки kalkos - вар) калциев карбонат (СаСО ) - минерал представляващ калциева сол на въглената киселина. Химичния състав на чистия калцит е 56,03% калц. окис (СаО) и 43,97% въглероден двуокис (СО ) Среща се обикновено като безцветни, прозрачни или бели кристали като понякога може да бъде оцветен от примеси в жълто кафеникаво(Ре),синкаво (Co), зеленикаво (Zn), черно(Мn) и др. За калцитът е присъщ полиморфизмът (rp.poli - много и morphe - форма) т. е. Многоформен - явление при което едно и също вещество в завсимост от условията може да съществува в повече от една кристал форма. Полиморфните форми се различават по стоеж на кристалните решетки и по физични си свойства. Калциевият карбонат се среща в природата и като минерала арагонит. Той основна съставна част на варовиците и мраморите. Арагонит (по наименованието на испанската провинция Арагон, където е открит за първи път) - има един и същ химичен състав с калцитът, но се различава от него по кристална форма и физически свойства ( по-високо относително тегло, по-голяма твърдост,по-слаба цепителност). В изграждането на минерала могат да вземат участие и елементите стронций (Sr) и олово (Рb). Арагонитът се разпознава от калцита като проби от него се стрият на прах се поставят в епруветка с воден разтвор на кобалтов нитрат. След това се нагрява докат течността заври. Бързата поява на лилаво оцветяване показва.че изследваният кристал е от арагон докато калцитния прашец за дълго остава бял и при продължително загряване придобива бледосиньо оцветяване. Синтър (от фр. sintre - варовит) - вторично преотложен Са СО 3 . От тук всички форми образувани в следствие вторично преотлагане се наричат синтрови. Разтваряне - сложен физикохимичен равновесен процес, който протича спонтанно, когато едно разтворимо в даден разтворител вещество е в контакт с разтворителя. Твърдите вещества се разтварят в резултат от разграждането на кристалните им решетки. Преминалите в разтвора частици, като се удрят в повърхността на още неразтвореното вещество, могат отново да се задържат към него, т. е. да се извърши процес на кристализация. В този случай протичат едновременно два противоположни процеса - разтваряне и кристализация. Когато скоростите на двата процеса се изравнят, в разтвора се установява динамично равновесие. Според отстоянието на системата от равновесното състояние при дадена температура разтворите биват: ненаситени (могат да разтварят още вещество), наситени (не могат да разтварят още вещество т.е. достигнато е равновесие,) преситени (неравновесни, следователно нестабилни системи). Преситените разтвори съдържат по-голямо количество вещество, отколкото се съдържа в съответния наситен разтвор при дадена температура. Капилярна вода - вода, която се образува и движи в скалните пори по капилярен път. Капилярните свойства на порите са предопределени от техните минимални размери Пещерни образувания - основни видове и начини на образуването им Карстови форми
70
а) Водна капка на пукнатина в свода
б) Оразуване на кристали около ръбът на пукнатината
Вторичните подземни карстови форми започват образуването си след като приключи активният стадий на развитие на пещерите. Краят на този процес бележи началото на следващия етап на пещеро образуване, наречен натечен. Общият принцип на образуване на вторичните форми
се основава на процесите разтваряне и кристализация на разтвори.Тези процеси имат следният механизъм: Природните води попадат на повърхността на карстовия масив и започват да просмукват през неговата пукнатинна мрежа. Както вече е известно преминавайки през атмосферата и почвенов) Образуване на кристални тръбички делувиалната скална покривка съдържанието на водите се обогатява с СО 2 и тя се превръща в слаба въглена киселина. В това си състояние тя влиза в реакция с калцита в следствие на което се образува наситен разтвор на кисел калциев карбонат.Когато разтвора достигне тавана на пещерната галерия той г) Подхранване на растежа от вода на попада в нови термодинамични условия.Тогава част от съседни микро пукнатини съдържащият се течността СО 2 излита, разтвора става преситен и на мястото където се е появила водата се отлага твърд калциев карбонат т.е. се образува кристален калцит. Активността на процеса зависи преди всичко от количеството на разтворения във водата СО 2 От гледна точка на водните условия за формиране пещерните образувания се разделятна два типаобразувани от капилярна или капеща вода и такива, които са образувани от свободно течаща вода. В зависимост от местоположението на образуванията по профила на пещерата те могат да се разделят условно в три групи: образувания по тавана (свода); образувания по стените и образувания по пода на галериите.
Монокристална област
Разтвор
Разтвор
Сферични кристали
С0 2
Карстови форми
71
Образувания по тавана на пещерите Сталактити - от rp.stalactos-капещ Представляват висящи от тавана.а в някои случаи и от стените образувания,чийто растеж започва от различни по големина пукнатини в скалата. В зависимост от формата на пукнатината
количеството на капещата вода и честота на капане сталиктитите придобиват различна форма и размери. Най- често срещани са конусовидните и цевичните сталактити. Конусовидни сталактити започват растежа си от малки кристалчета израснали около пукнатината.Тези образувания растат надолу като оформят все по-удължаващ се конус. Водата облива стените на сталактита отвън, поради, което по голямата част от разтвореното вещество се отлага в основата им. Сходен начин на образуване имат и сталактитите с мечовидна и вретеновия форма. Интересни по форма, но пo-рядко срещащи се са т. н. луковични /сферични/ сталактит Имат форма наподобяваща луковица /откъдето идва и наименованието им/, от чийто долен край често пъти израства тънка цевичка. Образуването им води началото си от скална пора с цилиндрично сечение с минимален приток на вода. Това води до дълго задържане на капките, при което по тяхната повърхност кристализира тънка ципа от калциев карбонат. В последств водата прониква между кристалчетата на ципата, намокря външността на образуванието и така то започва да расте встрани. Цевичните сталактити имат различна форма и начин на образуване. Те представляват висящи, дълги и тесни тръбички със стени, еднакво дебели по цялата им дължина. В повечето случаи са прозрачни, а понякога и снежнобели. Израстването им започва от пора или пукнатина. Първите капки, които се появяват там, само навлажняват скалата наоколо.Те се разливат встрани, задържат се дълго време и се откъсват, едва когато количеството вода се увеличи толкова, че силите на тежестта надделеят над силата на сцепление със скалата. Докато капките нарастват цялата им повърхност е в съприкосновение с пещерната атмосфера, при което част от СО 2 , който се съдържа в разтвора излита и се създават условия за отлагане на твърд калциев карбонат върху повърхността на скалата. Около пората се образува ореол от влага и тънка калцитна обвивка състояща се от множество кристалчета.Така постепенно около мястото на откъсване на Карстови форми
72
капката се образува едно конично удебеляване. Постепенно неговият край приема цилиндрична форма, с което започва и образуването на същинския цевичен сталактит. Аномални сталактити Даже и минималните промени в условията в пещерите - температура, влажност, съдържание на СО 2 във въздушната среда и т. н. предизвикват отклонения от нормалния растеж на образуванията. Такива образувания се наричат аномални. Ярък пример в това отношение са т. нар. анемолити, което представлява изкривени в дадена посока сталактити. Това явление се обяснява с наличието на сравнително силно въздушно течение, което измества кристализацията в посока на въздушния поток. Отклонение от нормалния растеж се наблюдава и при запушването на водопроводящата тръбичка на цевичния сталактит. Тогава вследствие на покачването на водния стълб в тръбичката се появява странична микро пукнатина и сталактите сменят посоката си на образуване. В пещерите се наблюдават и други аномални вторични карстови форми. Интеграциионни форми При едновременното нарастване на голям брой сталактити по дължината на едни и същи, съседни или пресичащи се пукнатини в продължение на времето те могат да се слеят в общи групи като образуват т. н. завеси и драперии. Образувания по стените Те се формират предимно от води изтичащи по пукнатини (в повечето случаи хоризонтални) в стените на галериите. В един от тези случаи водата се стича по наклонената плоскост на стените и достигне ли до скална козирка започва да капе образувайки драперии или поредица от конусовидни сталактити. В последствие, последните могат да се съединят един с друг и да схема на образуване на барабани образуват плътна завеса наречена барабан. Схема на образуване на барабан
Образувания по пода Сталагмити (от гр. stalagmos - капещ) а) - запълване на егутачната яма
Схема на образуване на сталагмит б) - израстване на
Това са вторични карстови форми нарастващи нагоре от пещерния под. Образуват се от капеща от свода вода наситена с кисел калциев карбонат. ПървоначалКарстови форми
73
но, под силата на тежестта си капките започват да разрушават механично повърхността върху, която падат. В зависимост от здравината на повърхността рано или късно в нея се образува малка, обикновено с конична форма ямичка - наречена егутационна или егутачна (от лат.диПа капка). В последствие по дъното и стените на ямичката започва процеса на отлагане на калцитни кристали. Най-напред те я облицоват, сякаш там е поставен напръстник и след това изцяло я запълват, като оформят основата или зародиша на бъдещия сталагмит. Едва тогава той започва да израства над повърхността на пода. В някои случаи сталагмитите се образуват направо от пода, без да образуват егутачни ямички. В зависимост от количеството и скоростта на капещата вода се образуват сталактити с различна форма и големина. Тук могат да бъдат разгледани три основни случая: 1. При бързо капеща почти течаща вода - се образуват куполни или куполовидни сталактити. Обикновено те имат малка височина и относително голям диаметър. По време на полета си капещата вода губи част от разтворения СО 2 и достигна пода като преситен разтвор.Той се разпръсква и разлива встрани, като първоначално разрушава част от повърхността, след което отлага калцитно вещество върху нея. В този случай.образуването на сталактити от водоснабдяващата пукнатина е рядкост 2. При по-малък приток на капеща вода-се образуват конусовидни сталатмити. Те имат конична основа с почти цилиндрично продължение, относително голям диамет и често пъти достигат значителна височина. На мястото, откъдето идва образуващия разтвор израстват сравнително малки сталактити. 3. При минимален приток на вода, на големи интервали от време (“бавни капки") - се образуват т. н. тополки. Те са имат един и същ диаметър по цялото си протежение и различна височина. Не се срещат често у нас. Особено интересни са тополките в пропаст 13 край c.Зверино, Елата при с.Зимевица, пещерата „13 века България", край гр.Трявна, Снежанка Юбилейна край гр. Пещера. Сталактони (от rp.stalagma - капка) Образувания във вид на колони, които най - често се получават при срастване на връхните части на срещулежащи сталактит и сталагмит. Дължината им варира от няколко сантиметра до няколко метра, като могат да достигнат дебелина над 1 м. в диаметър. Типични български пещери с големи сталактони са: Леденика край Враца, Съева дупка при с.Брестница, Духлата и Врелото във Витоша и др. Образувания формирани от свободно течаща и стояща вода. Образуват се при протичане на карстови води по подовете и слабо наклонените стени на пещерните галерии и в следствие на отлагане на калцитно вещество върху съответните скални повърхности. Различават се три вида - образувани от капеща от свода вода и формирани от течащи подземни потоци и реки и образувани в безотточни пещерни езера. Типичен представител на първия вид са синтровите джобчета, а по-големите от тях синтрови панички. Върху неравностите на скалата се създават центрове на кристализация около, които постепенно се образуват тънки вертикални прегради, зад които започва да се събира вода т. е зад тях възникват езерца с миниатюрни размери. Височината на преградите Схема на образуване на синтрови прегради
варира от няколко мм до 4-5 см, а широчината на езерцата не е по-голяма от 5-6 см. Най-характерните форми от втория вид са синтровите езера представляват различни по площ и обем водни басейни образувани в следствие на естествено Карстови форми
74
преграждане на течащи подземни води. Височината на преградите е над 40-50 см, но може да достигне и над 3 м. при дебелина от 20-100 см и повече. Образуват се по познатия начин като формата им зависи от скороста, респективно от водния поток. При по-висока скорост на потока, водата се сблъсква с ръба на синтровата преграда и се завихря. На мястото на сблъсъка се създават най - благоприятни условия за кристализация. Преградата започва да нараства навътре т. е срещу течението като след време приема формата на своеобразна калцитна коса. Синтрови езера има в много български пещери, но такива с особено големи размери се наблюдават в големите водни пещери край с.Крушуна, Деветашката пещера, Парниците край с. Бежаново и др. Образувания в безотточни езера Безотточните пещерни езера имат различен произход. Те могат да се образуват от постоянно капещи или периодично навлизащи /при обилни валежи, снеготопене и н. т. /атмосферни води попаднали в естествени хлътвания по пода на пещерите.В пещерните езера се създават условия за образуването на няколко вида своеобразни вторични подземни карстови форми. Пещерна юфка- представлява тънки, крехки люспи от преотложено калцитно вещество. Образуването и започва в езерата и в резултат на изпарение. При това водният разтвор се пренасища и по неговата повърхност се образува финна, твърда ципа от сраснали калцитни кристалчета. След пълното осушаване на езерото (изпарение на водата) калцитните кори остават на дъното му - където могат да се видят под формата на множество разпръснати и разтрошени люспи. Езерни кори - представляват твърди, относително здрави и наподобяващи козирки калцитни кори, които са разположени по периферията на езерата.Израстват от брега навътре на водната повърхност. При осушаване на езерата бележат водното ниво при което са се образували, Свещници- представляват сталагмити съставени от две части. Долната е с относително поголяма дебелина и има равна връхна част с овална форма. Върху нея се издига горната част на образуванието, която е по-издължена и със значително по-малък диаметър. Наподобяват свещници-от където идва и наименованието им. формират се по два начина: върху основата на сталактити попаднали сред по-късно образувани езера и под водата на съществуващи басейни. Пещерни бисери - калцитни образувания с различна форма и големината. Биват с правилна форма (сферични, бъбрековидни, дисковидни и лещовидни) и с неправилна, където имат загладени ръбове и стени. Според големината се делят на две групи - до 2 мм - оолити и с диаметър над 2 мм - пизолити. Могат да достигнат и размери над 30 мм. Образуват се в условията на преситени течащи (в синтрови панички и езерца) и капещи (в егутачни ямички) води. И в двата случая зараждането на бисера започва от малки механични частици, които служат за център на поетапна, послойна кристализация. В този смисъл, при разрязването на един бисер се наблюдава, че той се състои от ядро покрито (завито) от множество вписани една във друга калцитни обвивки (ивици). Бисери се срещат в много български пещери, от които по-известни са находища има в Ягодинската, Духлата, Шаралийската, Градешница и др.
Карстови форми
75
1. Сталактит 2. Цевичен 3. Луковичен 4. Аномален 5. Конусовиден 6. Сталагмит 7. Купулен 8. Тополки 9. Палмовиден 10. Сталактон - колона 11. Синтров щит 12. Синтров барабан 13. Синтров водопад 14. Хеликтити Образувания по пода, стените и тавана на пещерите Кристални агрегати и срастъци - представляват големи групи от кристали образуващи различни по форма и големина вторични образувания. Имат формата на игли, дървесни клонки, храсти, цветя и т. н. Големината им да варира от 1-2 мм до повече от 15 см, като в някой пещери (напр. в Югоизточна Азия или САЩ) са известни образувания с дължина над 1 м. Образуват се от калцит и по-често от неговата полиморфна форма арагонит. По тази причина, обикновено спелеолозите наричат всички кристални агрегати арагонитови. Едни от най-богатите находища на кристални агрегати в България са пещерите Духлата, Врелото във Витоша и Шаралийската в Пирин планина. Дендрити (от rp.dendros-дърво) – това са единични или групи от поликристални образувания с пъпковидна или дървовидна форма. Израстват обикновено по стените на галериите. Образуват се при разпръскването на капещите от свода води в следете на отлагане СаСо от пренаситения воден разтвор. Типичен пример за дендрити кристалографска гледна точка са „ледените цветя" образувани зиме по прозорците. Хеликтити (отrp.helios-слънце) - Представляват от прозрачни до бели на цвят влакна с различна дебелина. Могат да наподобяват къдрици, спирали, осморки и да приемат найразлични геометрични форми. Израстват във всички възможни посоки.Дебелината им варира 0.5 до 1-2 мм, а дължината от няколко мм до 10-15 см. Хеликтитите се образуват от капилярни води движещи се в скалните микропукнатини и пори. Веднага след изхода на разтворите в пещерните кухини около пукнатините започва безразборно отлагане на калцитни кристалчета. В последствие от тях започва израстването на хеликтитен монокристал. Нарастването на кристала се осъществява, чрез разтвора преминаващ през капилярно каналче намиращо се в центъра на хеликтитната нишка. Неговата сложна пространствена ориентация е в зависимост от редица случайни фактори-силата на тежестта, слабите въздушни течения, температурните разлики и ориентацията на поликристалите. Във всички случаи тя може да се обясни с общата склонност на всички естествени процеси да протичат в посока, която е енергетично по-изгодна. Едни от найзначимите находища на хеликтити в страната са пещерите Духлата, Врелото, Шаралийската и др. Карстови форми
76
Пещерно мляко (Лунно мляко) - Представлява пастообразно (кашообразно) отложение с бял цвят върху подадавана и стените на пещерите. Пещерното мляко е изградено от видими под електронен микроскоп монокристали.иглици и плочести кристални пластинки от един от минералите калцит, доломит хидромагнезит или хънтит. За образуването на пещерното мляко няма единна теория. Възможно е то да се образува по различни начини в зависимост от конкретните микро климатични условия в пещерите и от характера на разтворите. Пещерното мляко се наблюдава в редица български пещери, като от тях най-представителни са Водопада, край с. Крушуна, Духлата край Боснек, Шаралийската при с.Илинденци, Магурата и др.
Карстови форми
77 МИКРОКЛИМАТ НА ПЕЩЕРИТЕ Алексей Стоев Пещерният микроклимат е един от важните компоненти на карстовите кухини, който може да бъде изследван от всеки спелеолог и прониквачна група. Тези изследвания са още по-ценни, когато нараства броя на измерванията в едни и същи участъци от пещерните галерии, при това в различни сезони. Използвайки многогодишни епизодични и полустационарни метеорологични наблюдения е установено, че микроклимата на карстовите пещери рязко се различава от метеорологичната обстановка в дадената местност. Върху него съществено влияние оказват морфологичните особености на пещерите, надморската височина на местността, степента на напуканост на карстовия масив, експозицията на входния отвор и много други фактори. В спелеологията в понятието МИКРОКЛИМАТ включваме и тези локални условия, които оказват влияние както на преноса на енергии през стените на галериите и залите, входа на пещерата, така и на топлинните усещания на прониквача-спелеолог. Това понятие включва в себе си всички климатични характеристики (температура и влажност на въздуха, скорост и посока на въздушните течения, топлинната радиация от и към стените и входа(изхода) на пещерата). В това число е желателно да бъдат изследвани съпътствуващите фактори, като температура и химически състав на големи водоеми и течащи води, концентрация на СО2, порьозност на скалата и др. ОСНОВНИТЕ МИКРОКЛИМАТИЧНИ ПАРАМЕТРИ в пещерите са атмосферното налягане, температурата и влажността на въздуха, а така също и скоростта, посоката на движение и газовия състав на въздуха. За тяхното измерване се използуват стандартни метеорологични прибори: 1. барометър-анероид (с грешка ± 10 Па), 2. срочни максимални и минимални термометри (с грешка ± 0.1 - 0.2 єС), 3. аспирационен психрометър (с грешка ± 1 - 2%), 4. чашков или витлов анемометър (с грешка +0.1 - 0.2 м/сек), 5. газоанализатори (с грешка ± 0.5% СО2 или СН4). За непрекъсната регистрация на промените на температурата, влажността или налягането на въздуха се използуват денонощни или седмични термографи, хигрографи и барографи (с грешка ± 1єС, 1 Мб и 1% по влажност). При маршрутни измервания температурата и влажността на въздуха се измерват през всеки 5 до 10 метра на разстояния R1/2 от стените на вертикалните части или 0.4К от дясната или лявата стена на хоризонталните галерии на пещерата (тук R е радиуса на пропастта в метри, а K е височината на галерията в метри). Желателно е през всеки 100 до 150 метра да се прави микроклиматичен разрез. В него се извършват измервания на въздушните слоеве на височини 0.1, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 м от пода по три или четири вертикала в центъра на галерията и близо до двете й стени. Ако пещерата или пропастта имат голяма дълбочина, то допълнително трябва да се извършат измервания на атмосферното налягане с прецизен барометър. Локалните измервания на метеоелементите се извършват на 0.05 - 0.2 м от пода в средата на галерията с отбелязване на характерното му покритие (пясък, чакъл, лед, глина и др.). ОСНОВНАТА ЗАДАЧА на микроклиматичните изследвания е да се определят температурните и влажностни характеристики на спелеоатмосферата в т.н. константна зона на пещерите. Във всяка пещера съществува зона около входа с различна дължина, където в разните годишни сезони (или при рязка промяна на климатичните условия на повърхността) се наблюдават голeми промени на температурата и влажността, достигащи десетки градуси и проценти Микроклимат на пещерите
78 относителна влажност. Амплитудата на тези промени на микроклиматичните параметри намалява с отдалечаването на метеостанциите от входа. В крайна сметка се достига до зоната на константните температури и влажност (ЗКТВ), където денонощните, седмичните, а понякога и сезонните промени на температурата и влажността практически отсъствуват. Температурата и влажността на тези ЗКТВ са сравнително устойчиви характеристики за карстовите пещери от даден климатичен тип. Във водни пещери е необходимо да се измерва температурата на водата във всички водотоци и водоеми с помощта на термометър (с точност ±0.2єС ). При измерване температурата на водата от подземни реки и големи езера, същата се измерва през 50 м, а така също и на мястото на всеки приток преди вливането му в основната водна артерия или водоем. ОСНОВНИ ДВИЖЕНИЯ НА ПЕЩЕРНАТА АТМОСФЕРА В микроклиматологията се използуват два основни модела на пещерна атмосфера - статичен и динамичен. Повечето от едновходовите пещери с голям отвор и собствен обем се отнасят към СТАТИЧНИТЕ. При това, ако пещерата е низходяща през зимата, охладеният и по-плътен външен слой на приземната атмосфера измества този в пещерата и я запълва до входа (вж фиг. 1А). През лятото топлият въздух може да затопли само горната част на пещерата. По-ниските и части се затоплят много бавно, за сметка на топлообмена със стените на галерията. При такива пещери средногодишната температура на въздуха е не по-голяма от 2 - 5єС, а през зимния период достига до -4 - -8єС. Стабилизирането на този климатичен режим във времето обикновенно води до натрупването на големи количества пещерен лед. Такива пещери се наричат “пещери - хладници” или “пещери - ледници”. Входовете на някои пещери през зимата се покриват със снежни тапи. При това се получават условия за възникване на т.н. парников ефект, което повишава средномесечната температура през зимния сезон (фиг. 1Б). При възходящите пещери с големи входни отвори климатичната картина е полюсно различна (фиг. 1В). През лятото те добре се затоплят и натрупват големи количества топъл въздух. През зимата охлаждането им се получава само благодарение на топлоотдаването през стените на галериите и залите. Средногодишната им температура е в границите 9 -- 12єС, а температурата през летния сезон достига 14 - 16єС. Такива пещери се наричат топли (топлици). Целта на изучаването на аеродинамичните параметри на карстовите пещери е определяне на условията за тяхното проветряване. Естествените причини за това могат да оказват статично въздействие (различие между пещерната и външната температура и влажност на въздуха, налягането на атмосферния въздух и др.) и динамично въздействие (движение на водите вътре в пещерите, ветрови течения на повърхността до отвора, т.н. ефект на пулверизатора и др.). Главната причина за движението на въздуха в по-голяма част от пещерите е промяната на атмосферното налягане на повърхността. Когато то се увеличава възниква въздушна тяга навътре към пещерата, а при намаляване - навън. Интензивността на тягата е малка, а коефициентът на въздухообмен в статичните пещери обикновено не е по-голям от единица. Коефициентът на въздухообмен Q е отношението на денонощния въздушен обем, преминаващ през пещерата към нейния обем. Пещери, които имат два входа или се състоят от основни галерии, съединени с повърхността чрез пукнатинната мрежа на основната скала се наричат ДИНАМИЧНИ в микроклиматично отношение. При тях основната причина за движението на въздуха е разликата в атмосферното налягане между двата входа, намиращи се обикновено на различни нива. През зимата по-топлият (и затова по-разреден) въздух, намиращ се в пещерата излиза през горния (по-висок) вход. Микроклимат на пещерите
79 Студения въздух от приземния слой атмосфера навлиза през долния (по-нисък) вход (фиг. 2А). През лятото по-студеният въздух изтича през долния вход, а от повърхността, през горния вход се засмуква топъл въздух (вж фиг. 2Б). Това довежда до сериозно охлаждане на ниската част на пещерната система и до нагряване на горната. Скоростта на движение на въздуха в такива пещери е голяма -в границите 0.2 - 0.7 м/сек, а в отделни техни участъци достига до 10 м/сек. Коефициентът на въздухообмен в динамичните пещери може да достигне 10 - 30, а в тесни пропасти (цепнатинен тип) до 70 - 130 пъти в денонощие. ВНИМАНИЕ: Тези пещери (динамичен тип) крият една специфична опасност. Дима от факли или огън разпален близо до входа им може да се окаже на стотици метри навътре по етажите на пещерата и да причини много неприятности на прониквачите, намиращи се вътре. В пещерите с два входа често се появяват различни допълнителни причини за движение на въздуха: промени на атмосферното налягане, ефекти на разреждане, свързани с движението на водни потоци в тесни галерии, внезапни и силни пориви на вятъра на повърхността. Особено силно тези причини се изявяват в преходните климатични сезони, когато в пещерите се образува неустойчиво равновесие между циркулациите на студен и топъл въздух. Голямо влияние на посоката и интензивността на циркулациите оказват карстовите сифони. През засушливите летни месеци сифоните стават полусифони, което включва във въздухообмена значителни части от обема на пещерата, капсулирана до този момент от водните огледала на сифона. Наличието на течаща вода в зоната на отрицателни зимни температури довежда до натрупването на големи количества натечен лед. Обикновено тези натрупвания създават силно охлаждане на въздуха в близост до тях, запазвайки ги като самостоятелни студогенериращи формации в продължение на много години. Подобни пещери коренно променят микроклимата си спрямо времето, когато те са били сухи (фиг. 2В). Усреднената скорост на движението на въздуха в пещерната атмосфера се определя чрез процедура от последователни измервания във възлите на правоъгълна мрежа (със стъпка 0.25 0.5 м), покриваща напречното сечение на галерията. На основата на редовни наблюдения на движенията на въздушните маси се определя обемната въздушна маса в пещерата, параметрите на въздухообмена (разхода на въздушния поток в различни климатични сезони, вида на движението на въздуха -ламинарно или турболентно, коефициента на въздухообмен и др.). Прави се оценка за потенциалните възможности на явленията кондензация и изпарение под земята, изяснява се газовия режим на пещерите. Тези данни са необходими за интегрална оценка на микроклиматичните особености на карстовите пещери от разни класове и типове. Относителната влажност на въздуха във всички пещери се доближава почти до 100%. За практическите нужди на микроклиматологията, обаче, е важно не относителното, а абсолютното съдържание на влага (което се измерва в грамове влага в 1 куб. м въздух). Влагосъдържанието на въздуха в различните пещери в нашия географски и климатичен пояс е в границите от 5 до 12 г/куб. м. Ако тази стойност е по-малка от влагосъдържанието на повърхностния слой въздух, в пещерната атмосфера протича кондензация на парите, идващи от повърхността чрез въздухообмена. Ако стойността е по-голяма, то протича процес на износ на влага от пещерата. **** Маршрутните микроклиматични наблюдения под земята често нямат стойност при липса на сведения за състоянието на микроклимата на повърхността. Ето защо, е необходимо да има
Микроклимат на пещерите
80 съпътствуващи наблюдения на температурата, влажността, барометричното налягане и валежните суми, чийто ход после да бъде сравнен със същите параметри под земята. След обработката на всички материали се построяват т.н. разрези на температурата и влажността по посока на главната ос (фиг. 3А) на пещерата и по характерни нейни сечения (фиг. 3Б). Интересно е разпределението на температурните полета в по-голямите обеми на пещерата (фиг. 3В), съвместни графики на промяната на атмосферното налягане на повърхността и под земята (фиг. 4А), графики на сезонните промени на температурата и влажността на въздуха (фиг. 4Б) и др. Изучаването на микроклимата на пещерите представлява сериозен научен интерес и дава важна информация за техните хидроложки особености, общите и конкретни условия за формирането на различни вторични карстови образувания. От друга страна, познаването на микроклимата на пещерите често пъти е предпоставка за тяхното безаварийно изучаване, особено при организацията на подземни лагери. ПРОВЕЖДАНЕ НА МИКРОКЛИМАТИЧНИ НАБЛЮДЕНИЯ Организацията на микроклиматичните наблюдения изисква периодичен контрол на състоянието на измервателните инструменти. Тествуването преди всяка експедиция ще открие неизправните от тях и ще сведе индивидуалните случайни и систематични грешки до минимум. Отчитането на показанията на уреда трябва да става с точност 0.2 - 0.5 от стойността на наймалкото деление на приборната скала и то след време, съответствуващо на неговата инертност. При температурни измервания с помоща на живачни термометри, необходимото време е 10 - 15 сек. за водна среда, 2 - 5 мин. във въздушна среда, до 1 час в пясък, порьозна среда и лед. При отчитане показанията на аспирационния психрометър времето на адаптация е 4 мин., а на чашковия анемометър – 100 сек. При започване на началните измервания трябва да се предвиди време за изравняване на температурата на приборите с температурата на въздуха в пещерата (около 15 - 30 сек.). В тесни и малообемни галерии и зали топлоотделянето и дишането на наблюдателите могат съществено да деформират резултатите от измерванията. Ето защо, там където се провеждат наблюденията би трябвало да се забрани използуването на осветление с открит пламък (свещи, петромакси, ацетиленова горелка) и се ограничи времето на пребиваване на странични хора. През цялото време на микроклиматичните наблюдения под земята, на повърхността (близо до пещерата, но извън влиянието на въздушния поток от нейния вход) се извършват срочни измервания на основните метеоелементи: температура, атм. налягане, влажност на въздуха, посока и скорост на вятъра. Желателно е да се отразяват наличието на облачност, валежите и тяхната интензивност. Метеопункта на повърхността трябва да се идентифицира с местния релеф върху картата. Периодът на измерванията (дори и те да са съкратени до еднократни) трябва да са синхронизирани със стандартните за метеостанции моменти от време: 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 ч. по местно време. Във връзка с голямата инертност на пещерната атмосфера е необходимо да имаме на разположение основни сведения за метеоусловията на повърхността от 2 до 5 дни преди началото на нашите наблюдения. В началния етап на изследване на микроклимата се изяснява схемата на движението на въздушните маси под земята и се правят измервания в характерни участъци на пещерата (входа, основните зали и галерии, зоната на константните температура и влажност), като точките в които са разположени метеостанциите се отбелязват върху картата на пещерата. За по-големите по площ и обем галерии и зали се отбелязват местата на инструментите спрямо реперна мрежа, привързана Микроклимат на пещерите
81 към основната ос на пещерата. Отбелязва се момента на измерването във времето с точност до секунда, фабричния номер на метеоприбора, фамилията на наблюдателя. Скоростта и посоката на движение на въздуха се определят във всички точки, където се забелязва естествена тяга. При това трябва да се има предвид възможното насрещно движение на въздуха в близост до пода и тавана на галерията или в близост до стените и оста на пропастите. Най-лесно съществуването на противопотоци се определя чрез използуването на портативни димни генератори с контрастни димни частици. При организация на редовни измервания (желателно е в продължение на най-малко 24 - 48 часа с периодичност 1 - 2 месеца, в продължение на 1 - 2 години), е необходимо като анализираме морфологията на пещерата, схемата на нейната вентилация и резултатите от първичните измервания да изберем постоянни точки за разполагане на метеостанциите. Те трябва да бъдат фиксирани с ясни и дълготрайни маркери и да се подчиняват на следната схема: 1) Отстояние между тях между 5 и 20 м в участъците с непроменена морфология и в зоната с минимални сезонни промени на метеоелеементитем; 2) По-гъста система с разстояние между метеостанциите 0.5 - 2 м, в местата с рязка промяна на метеоелементите (в привходните зона, при пресичане на галерии и етажи на пещерата и др.). В крайна сметка изборът на точки за метеонаблюдения се определя от поставената конкретна задача пред спелеолога-изследовател. При редовни наблюдения за изясняване на голямомащабните особености на температурните и влажностни полета се правят измервания по дължината на главната ос на галерията, по площта на залите, а така също и по сеченията на галерията със стъпка от 0.5 до 5.0 м (изборът на стъпката зависи от размера на пещерата и изследователските задачи). За да определим параметрите на хидродинамичното и термично взаимодействие на въздушния поток с прилежащия му скален масив на места със забележима въздушна тяга се провеждат градиентни наблюдения на разстояния 0.1 - 0.2 - 0.5 - 1.5 - 2.0 м от пода (или стените). Тези измервания се съвместяват с определяне на температурата на скалата от постилащата точка по пода (или стените) и водата във всичките капещи и обливащи форми по галерията. В труднодостъпните части на пещерите, когато не може да се организира измерване на метеоелементите по предлаганата схема, то трябва това да стане в местата, където така или иначе прониквачът преминава – по линията на главната ос или рапелното въже, в местата на разширяване на основната галерия, между сифоните, извън зоната на водопадите и т.н. Събирането на въздушни проби за газов анализ се прави чрез използуване на стъклени пипети или бутилки с кранче или запушалка. При внасянето им в газовата среда, те предварително са напълнени с вода. При взимането на пробата те се изпразват, с което газовата среда навлиза в тях и се фиксира в обема им чрез механично затваряне. Създаването на определена мрежа за взимане на газови проби разкрива вариациите на газовия състав на пещерната атмосфера по площ и нива. Режимното взимане на проби обезпечава изучаването на денонощните, месечни и сезонни вариации на газовия състав на пещерната атмосфера. То трябва да се прави в постоянни места, отбелязани както в пещерата, така и върху нейния план. ВНИМАНИЕ: Химическият анализ на въздушните проби се извършва САМО в специализирани химически лаборатории или чрез портативни газоанализатори. Провеждането на детайлни микроклиматични изследвания е необходимо, за да се решат редица теоретични задачи в спелеологията. Така, знаейки особеностите на многодишните промени на микроклимата, могат да се пресметнат общите и сезонни топлинни баланси в отделните пещери, да се изучи топлинния баланс на карстовия масив, да се оценят тенденциите за промяна на
Микроклимат на пещерите
82 подземния микроклимат, влиянието му върху формирането на карстовите пещери, отлагането на вторични образувания, натечен лед и др. ОБРАБОТКА НА НАБЛЮДЕНИЯТА Първичната обработка на микроклиматичните наблюдения се извършва съгласно инструкциите на Института по хидрология и метеорология при БАН, като при тези процедури се въвеждат всички необходими поправки. Допълнителни сведения за обработката на метеонаблюденията под земята и на повърхността, а така също и сведения за климатичните характеристики в изследвания район в продължение на по-дълги периоди от време могат да бъдат получени пак в Института... . Всички данни от барометричните измервания се привеждат към едно ниво за сравнение по преобразуваната за целта формула на Бабине: Ph = Pb
1600Q(1 + 0.0004t ) + h 16000(1 + 0.0004t ) − h
където: Рн и Рв са атмосферното налягане на най-ниската и най-високата точки на измерване (в ммHg), h – разликата във височините между най-ниската и най-високата точки в метри, t – средната аритметична стойност на температурата на въздуха на най-ниската и найвисоката точки в °С. Измерванията на влажността се обработват чрез използуването на психрометрични таблици. По разликата в температурите на сухия (t1) и влажния (t2) термометри на аспирационния психрометър и атмосферното налягане в точките на измерване се намира поправката de, която се прибавя към изчисленото налягане на водната пара е (в Мб). При тази операция се прави коригиране и привеждане на измерените данни към стандартните условия, отговарящи на 1000 Мб (750,06 mmHg). По готови таблици за коригираното налягане на водната пара е (в Мб), се получава стойността на дефицита на насищане d (в Мб), относителната влажност f (в % ) и точката на оросяване td (в °С). Стойностите на е и d (в Мб) трябва да се преизчислят в mmHg, тъй като в температурните и барометрични граници на спелеоатмосферата съдържанието на водна пара във въздуха (в г/куб.м) е приблизително равна на нейното налягане (в mmHg). От цялата информация след първичната и обработка се построяват температурни и влажностни разрези по главната ос на пещерата (фиг. 3а) и по някои от характерните й сечения (фиг. 3б). За да се представи разпределението на температурата по цялата дължина на пещерата се правят термохистограми. Те най-пълно описват топлинното състояние на пещерата като термодинамична система. Областите на промяна на температурата се разделя на 6 - 10 части (imax=10), като чрез резултатите от температурните измервания се пресмята общата дължина на галериите ΣLi, температурата на които се намира във всяка (i-та) от определените предварително части. По ординатната ос на термохистограмата се нанася относителната дължина на галериите I, чиито въздух е с определена температура като процент от общата дължина на пещерата S (фиг. 3в). Или Ii = Σ(Li/S).100%. По термохистограмата се пресмята усреднената по дължината на пещерата температура: Микроклимат на пещерите
83 imax tср = 1/100 Σ I i tср , i=1, където tiср е средната температура във всеки интервал. По аналогичен път могат да бъдат построени хистограми за разпределението на температурата или влажността не само по дължината, но и по площта (или обема) на пещерата, за да намерим съответните осреднени стойности, използувани при пресмятането на топлинните баланси и кондензационните процеси в подземната атмосфера. Заедно с това се пресмятат корелационните зависимости между температурата (влажността) в дълбочина (по дължина) на пещерата и температурата и влажността на повърхността; между коефициента на въздухообмен, скоростта на въздушния поток и разликата в барометричното налягане между нивата – повърхност (вход) и различните участъци в пещерата. Може да се прогнозира по корелационна зависимост промяната на температурата на въздуха в пещери от даден карстов район, в зависимост от абсолютната надморска височина на местонахождението на отворите им (фиг. 4в). Анализът на тези зависимости дава допълнителна уникална информация за строежа на сложните карстови пещерни системи. Заключителният етап в обработката на емпиричния материал е свързан със създаване на математически модел за динамиката на микроклимата в пещерите, който носи и определен прогностичен характер. Това обаче е по възможностите на специалисти със сериозни знания в областта на физиката на атмосферата, аеродинамиката на струйни течения във вертикални и хоризонтални цилиндрични обеми, термодинамиката и математичния апарат, свързан с тяхното прилагане в практиката на спелеоклиматологията. Обработката на материалите от микроклиматичните изследвания позволява да се определят различните типове и подтипове пещери. Разпространените типологии :“топли” и “студени”, “динамични” и “статични” пещери се сменят с по-сложни класификационни схеми. В тях водеща роля имат съотношението между температурните и влажностни полета в зоната на константните параметри и построяването на сложни диаграми, отразяващи едновременно температурните, влажностните, аеродинамичните и газово-термодинамични фактори. Изучаването на пещерния микроклимат днес носи определен интердисциплинарен характер и изисква сериозен научен подход и участието на голям брой спелеолози в изследванията. Той дава много важна информация за условията на формиране и съществуване на вторичния карст, някои хидрогеоложки особености на карстовите пещери (кондензация и пренос на влага, формиране на агресивни подземни води, образуване на векови залежи от лед и фирн под земята) и други. Всички въпроси и проблеми на спелеоклиматологията, незасегнати в настоящото изложение могат да бъдат открити в специализираната литература на профилирани научни библиотеки. Желателно е всички микроклиматични наблюдения от клубни, национални и международни експедиции да постъпват в базата данни MICROCLIMAT на Българската федерация по спелеология.
Микроклимат на пещерите
84
Микроклимат на пещерите
85
Микроклимат на пещерите
86 МЕТЕОРОЛОГИЯ, КЛИМАТОЛОГИЯ И СПЕЛЕОЛОГИЯ Алексей Стоев ВЪВЕДЕНИЕ Планетата Земя се състои от три обвивки: твърда (литосфера), течна (хидросфера) и газова (атмосфера). Физичните и химични явления развиващи се в атмосферата, хидросферата и литосферата се изучават от много науки, обединени под общото название геофизични. Науката, която изучава строежа, състава, процесите и явленията в газовата обвивка на Земята и разкрива връзките им със земната повърхност и космическото пространство се нарича метеорология. Думата “метеорология” означава наука (логос) за метеорите, т. е. за небесните явления. В тях влизат образуването на облаци, падането на валежи и др., с други думи това е наука за времето. Въпреки че интересът у хората към атмосферните явления е възникнал още в най-дълбока древност, метеорологията е сравнително млада наука. Истинското й развитие започва през ХVII в. със създаването на първите метеорологични прибори - термометъра, барометъра, дъждомера, ветромера и др., даващи възможност за измерването на температурата, налягането, валежите, вятъра. С натрупването на данни от тези наблюдения започват да се правят опити за тяхното обобощаване и анализиране с цел да се изучат и обяснят явленията и процесите, които се развиват в атмосферата, и да се разкрие връзката им с явленията и процесите в литосферата, хидросферата и космическото пространство. Изучаването на атмосферата е свързано с решаването на голям кръг от въпроси и използването на най-различни методи за тази цел. Ето защо с течение на времето в метеорологията са се оформили отделни раздели, които днес са обособени като самостоятелни научни дисциплини. Основните от тях са следните: Обща метеорология - изучава физичните процеси и явления, които се развиват в атмосферата и техните взаимоотношения. Към нея могат да се отнесат атмосферната статика, термодинамиката на сухия и влажния въздух, физиката на облаците и валежите, атмосферната оптика, акустика и електричество, актинометрията (наука за изучаване на слънчевата радиация и нейното преобразуване в атмосферата) и др. Динамична (теоретична) метеорология - изучава кинематиката и динамиката на атмосферата (движенията на въздуха и силите, които го пораждат), като използва математическия апарат на термо- и хидродинамиката. На базата на нейните постижения се оформи нова научна дисциплина - числено прогнозиране на времето. Синоптична метеорология - наука за времето и за неговото предсказване с използването на т. н. “синоптичен метод”. Климатология - наука за климата (многогодишен режим на метеорологичните елементи, а от там и на времето в различните географски райони) и за закономерностите на неговото формиране и изменение. Поради силното влияние, което земната повърхност оказва върху процесите в атмосферата, особенно в ниските й слоеве (до 1,5 км височина), се обособява т. н. физика на граничния слой. Процесите в по-високите слоеве на атмосферата (над 1-2 км) са предмет на аерологията (физика на свободната атмосфера). Вследствие на интензивното развитие на космонавтиката значителни успехи през последните години има аерономията, изучаваща високите слоеве на атмосферата (над 100 км) с помощта на метеорологични ракети и изкуствени спътници на Земята (ИСЗ). Като отделен клон със своя специфика може да се посочи и метеорологичното приборостроене. Друг самостоятелен раздел, наречен приложна метеорология, се е оформил поради необходимостта от метеорологична информация в най-различни области на човешката дейност. Той се занимава с въпросите на приложението на метеорологичните знания в различните клонове на народното стопанство в съответствие с тяхната специфика. Като самостоятелни клонове на приложната метеорология са се обособили агрометеорологията, авиационната метеорология, морската метеоролотгия, биометеорологията. Към проблемите на приложната Метеорология
87 метеорология се отнасят още и: метеорологичните аспекти на замърсяването на околната среда: а) разпространението на вредните примеси в атмосферата, “киселинните” дъждове, способността на атмосферата за “самоочистване”, влиянието на човешката дейност върху климата; б) метеорологичните аспекти и климата в пещерите (изучавани от спелеоклиматологията), взаимодействието на въздушният обем в пещерата с приземния атмосферен слой, проблемите на кондензацията в пещерите и др. Освен това, метеорологията е тясно свързана с другите геофизични науки (физиката на Земята, океанологията, глациологията), както и географските науки. Напоследък все повече се усилват връзките й с астрофизиката (физика на Слънцето), с химията (химия на атмосферата) и с всички науки, където намира приложение метеорологичната информация: медицина, селскостопански науки и др. По характера на решаваните задачи и използваните за това методи метеорологията е физична наука. Тя може да се развива успешно само на базата на постиженията на физиката и по-точно на такива нейни дялове като механиката, термодинамиката, хидродинамиката, оптиката, акустиката, електричеството и др., а за преодоляването на огромните трудности при създаването на физико-математическите теории на атмосферните процеси освен широки и задълбочени знания по физика е необходима и сериозна математическа подготовка. АТМОСФЕРА Атмосфера се нарича газовата обвивка на земното кълбо. Това наименование се използва още от времето на Аристотел и е съставено от думите “атмос”-пара и “сфера”-кълбо. В атмосферата непрекъсната протичат различни процеси и се развиват различни явления, например падат валежи от дъжд или сняг, бушуват снежни виелици или гръмотевични бури, става студено или се затопля, духат бурни ветрове или въздухът не потрепва... Всичко това е проява на физическото състояние на атмосферата или на времето. В даден момент и на определено място то се характеризира с редица физични величини и явления, като температура и влажност на въздуха, атмосферно налягане, вятър, облачност и валежи, мъгли, гръмотевични бури и т. н. Онези физични характеристики на състоянието на атмосферата, които могат да се измерват, например температура, влажност, височина и количество на облачността, скорост на вятъра и др., се наричат метеорологични елементи, а понятието метеорологични (атмосферни) явления характеризира това състояние качествено. Облакът например е явление, а отделните негови характеристики, като височина над земната повърхност или дебелина, са метеорологичните елементи. Явление е и валежът, а количеството и интензивността му метеоелементи. За да разберем правилно промените на времето и методите за неговото предсказване, трябва да се запознаем най-напред с общите свойства на атмосферата, а след това и с метеорологичните елементи и атмосферните явления. Височина на атмосферата. Въздухът е свиваем газ, ето защо плътността му намалява с височината. В съответствие с това до височина 5,5 км се намира половината от масата на цялата атмосфера, до 18,5 км - 90% от нея, а до 36 км - 99%. С височината въздухът се разрежда все повече и повече и атмосферата постепенно преминава в междупланетното пространство, като се слива със слънчевата корона. Не може да се определи точно къде е горната граница на земната атмосфера. Наблюденията с ИСЗ и автоматични междупланетни станции (АМС) са позволили да се установи, че на 20 000 км над земната повърхност все още има следи от атмосферни газове. За метеорологията е важна онази височина на атмосферата, до която въздухът все още е достатъчно плътен, за да могат да се реализират определени физични явления, наблюдаеми от земната повърхност. Това е т. н. физична граница на атмосферата, а височината й е 1000 - 1200 км. Едно от най-интересните явления, чрез които косвено може да се определи физичната граница на атмосферата, са полярните сияния, възникващи в осветената от Слънцето част от Метеорология
88 високата атмосфера. Те се простират до височина 1000 - 1100 км, а долната им граница се определя от сянката на Земята. Състав на атмосферата.
В древността се е смятало, че въздухът е едно от простите вещества, от които се състоят всички тела в заобикалящия ни свят. Древногръцкия философ Анаксимен даже е учил, че от въздуха е създаден целия свят. Едва през ХVIII в. френския учен Лавоазие за пръв път установява, че атмосферата представлява механична смес от газове. Основните газове, които влизат в състава на въздуха са азот, кислород и аргон. В много малки количества във въздуха се съдържат още хелий, неон, криптон, ксенон, водород и др. Освен това в резултат от разпадането на радиоактивните елементи, съдържащи се в земната кора, в атмосферата проникват и радиоактивни газове, като радон и др. Многобройните химически анализи са показали, че сухият въздух, в който няма прах и други примеси, се състои от 79,09% азот, 20,95% кислород и 0,93% аргон. Останалите газове заемат само 0,03% от обема му. Този състав на атмосферата е еднакъв за цялото земно кълбо и остава постояне до около 100 км височина. Освен това във въздуха се съдържат газове, чиято концентрация се променя в пространството и времето. От тях най-важно метеорологично значение имат водната пара, въглеродният двуокис (СО2) и озонът (О3). Водна пара: тя постъпва в атмосферата главно при изпарение от земната повърхност (вода, суша, растителност). Количеството й се колебае от 0 до 7% от обема на постоянните газове и зависи от характера на земната повърхност и от въздушните течения. По-голямата частот водната пара е съсредоточена в най-ниските слоеве на атмосферата и с височината съдържанието й намалява. Поради наличието на водна пара в атмосферата се образуват облаци и падат валежи. Освен това тя задържа значителна част от излъчената от земната повърхност топлина и по този начин допринася за възникването на т. н. парников ефект.
Метеорология
89 Въглероден двуокис: той постъпва в атмосферата главно при вулканичните изригвания; образува се при гниенето и разлагането на органичните вещества, при дишането на животните и растенията и при изгарянето на различните видове изкопаеми горива. Изразходва се за храна на растенията (в процеса на фотосинтезата). Единица обем въздух съдържа средно 0,033% СО2, но концентрацията на този газ се мени в течение на денонощието и на годината и е различна за различните географски райони. Т. н. въздухът във високите ширини съдържа по-малко СО2, отколкото в умерените ширини, над океаните - по-малко, отколкото над сушата, в дневните часове - по-малко, отколкото през нощта, а през лятото - по-малко, отколкото през зимата. Основен регулатор на концентрацията на СО2 във въздухът е океанът. В него се съдържа около 100 пъти повече СО2, отколкото в атмосферата, тъй като разтворимостта на този газ във водата е много голяма. Тя обаче зависи от температурата - при ниски температури е по-голяма. Ето защо студените морета и океани в умерените и високите ширини поглъщат почти толкова СО2, колкото отделят в атмосферата моретата и океаните в тропиците. От началото на този век количеството на въглеродния двуокис в атмосферата се е увеличило в резултат на човешката дейност с повече от 10% - от 0,029% през 1900 г. до 0,035% през 2000 г. Тъй като СО2, както водната пара, участва в създаването на парниковия ефект, поглъщайки топлинното излъчване от земната повърхност, много учени смятат, че ако концентрацията му продължава да се увеличава, могат да настъпят сериозни изменения в климата. Озон: в ниските слоеве на атмосферата неговото съдържание е постоянно и твърде малко. В тях той се образува под влияние на мълниите при гръмотевичните бури и при окисляването на някои органични вещества. В по-високите слоеве на атмосферата озонът се образува под действието на ултравиолетовата слънчева радиация. Тя разцепва част от молекулата на кислорода О2 по на два атома, които реагират с други цели молекули кислород и образуват молекулите на озона О3. Този непрекъснато действащ фактор осигурява постоянното присъствие на озон на височина над 10-15 км, т. е. за разлика от водната пара озонът е концентриран в по-високите слоеве на атмосферата. Максималната му концентрация е на височина 20-55 км. Над 80 км вече няма озон. Метеорологичното значение на озона се определя преди всичко от силното поглъщане на ултравиолетовата слънчева радиация. Благодарение на това на височина 50-55 км, където поглъщането е най-голямо, се наблюдават най-високите температури, достигащи до 44оС. Този ефект е от особенно голямо значение през лятото в полярните области, където се натрупва наймного озон. Наред с водната пара и СО2, озонът поглъща и част от топлинното излъчване на земната повърхност. Този газ има твърде голямо значение за живота на Земята. Ако нямаше озоносфера, до земната повърхност щяха да достигнат всички биологично активни лъчи от ултравиолетовата област на слънчевия спектър, които в големи количества са убийствени за живите организми, включително и за човека. Аерозоли: освен газовите примеси в атмосферата се съдържат и твърди и течни примеси наречени аерозоли. Техните размери са от 0,001 до 100 мкм, като най-голям брой имат частичките с диаметър 0,01 - 0,1 мкм. Едни аерозоли имат естествен произход, а други се получават в резултат от човешката дейност. От метеорологична гледна точка значението на аерозолите се определя от влиянието, което те оказват върху слънчевата радиация и топлинното излъчване на земната повърхност. Те играят важна роля и при образуването на облаците, защото служат за кондензационни ядра. Както вече отбелязахме, до около 100 км височина, процентното съдържание на основните газове на въздуха остава постоянно. Това е резултат от неговите вертикални и хоризонтални движения, които водят до непрекъснатото му размесване. Над тази височина съставът на въздуха се изменя значително. Едната причина за това е разделянето на газовете под влиянието на силата на тежестта (т. н. гравитационно разделяне), което над 100-110 км взема превес над Метеорология
90 смесването. В резултат на това количеството на тежките газове намалява с височината по-бързо, отколкото на леките. Строеж на атмосферата. Днес се използват няколко признака, въз основа на които атмосферата се разделя на слоеве (сфери). Тези признаци са изменението на температурата с височината, съставът на атмосферния въздух и наличието на заредени частички в него, взаимодействието на атмосферата със земната повърхност, влиянието на атмосферата върху летателните апарати и др. Разслоението на атмосферата е представено на фиг. 1. То се проявява най-ярко, ако се разгледа изменението на температурата с височината. По този признак атмосферата се разделя на 5 основни слоя: тропосфера - със средна горна граница 11 км, стратосфера - от 11 до 50 км, мезосфера - от 50 до 90 км, термосфера - от 90 до 800 км и екзосфера - над 800 км. Между тях има преходни слоеве с малка дебелина - “паузи” (от “пауза” - прекъсване). Т. н. между тропосферата и стратосферата се намира тропопаузата, между стратосферата и мезосферата стратопаузата и т. н. Най-ниската част от атмосферата, в която е съсредоточена 4/5 от цялата й маса, се нарича тропосфера. Както вече бе споменато, в нея главно се формират времето и климатът. Височината й се мени непрекъснато, но в средни годишни стойности тя достига 17-18 км над екватора, 10-12 км над умерените ширини и около 9 км над полярните области. Границата търпи и сезонни изменения - през зимата се снижава, а през лятото се повишава. Тя е свързана и с атмосферното налягане - над области с високо налягане се снижава, над области с ниско налягане е разположена по-високо. За тропосферата са характерни разнообразни движения на въздуха в хоризонтална и вертикална посока и активно разместване. Тя се отличава и с това, че във височина температурата се понижава средно с 0,6 оС на 100 м. За къси интервали от време измененията могат да бъдат по-големи и дори температурата да се повишава в по-високите слоеве. Това явление се нарича инверсия. В тропосферата се съдържа почти цялата водна пара на атмосферата и в този слой възникват почти всички облаци. Средната годишна температура на въздуха при земята е около 26 оС за екваториалните области и около -23 оС за Северния полюс. На горната граница на тропосферата над екватора температурата е около -70 оС, над умерените ширини е -50 оС, -60 оС, над Северния полюс през зимата е около -65оС, а през лятото е около -45оС. Атмосферното налягане е 5-8 пъти по-малко отколкото при земната повърхност. Най-ниската част на тропосферата (с дебелина няколко метра) се нарича приземен слой на въздуха. Той се отличава с ярко изразени изменения на температурата през денонощието. Динамичните и термични въздействия на земната повърхнина върху прилежащия въздух определят в значителна степен свойствата му в един слой със средна дебелина 1000 м. Той се нарича пограничен слой на атмосферата или слой на триенето. Дебелината му се мени от 300 400 до 1500 - 2000 м в зависимост от неравностите на земната повърхнина. В него скоростта на вятъра намалява, а останалите метеорологични елементи изпитват въздействието на подстилащата повърхнина. Това влияние отслабва над слоя на триене, където атмосферата се означава като свободна атмосфера. Именно в приземния слой въздух става обмена на топлина и въздушна маса със спелеоатмосферата. Тънък слой с дебелина 1-2 км разделя тропосферата от следващия атмосферен слой стратосферата. Разделителния слой се нарича тропопауза и се отличава с това, че температурата на въздуха не се променя във височина (т. е. налице е изотермия). Стратосферата се простира до 50-60 км височина. За долната й част е характерна изотермия, като до около 25 км височина се наблюдават същите температури, които се посочват за горната тропосфера. Над 25 км температурата бързо се увеличава и на около 50 км достига стойности от 10 до 30оС. На горната граница на стратосферата температурата изпитва резки колебания. В този слой все още има водна пара, но в нищожно количество. Понякога на 20-25 км се обазуват тънки прозрачни Метеорология
91 облаци, които се състоят от преохладени водни капчици. Наричат ги седефени облаци. През деня те не се виждат, а през нощта светят, огрявани от Слънцето, което се намира под хоризонта. Стратосферата би могла да се нарече и озоносфера, тъй като в нея се открива основната маса на атмосферния озон. Именно това обяснява покачването на температурата във височина. Над стратосферата, до около 80 км височина, се простира мезосферата. Разделя ги тънък слой, наречен стратопауза. В мезосферата температурата отново започва да се понижава и на горната й граница (мезопаузата) е -70, -80оС. Скоростта на вятъра достига до 150 м/s. В мезопаузата се наблюдават най-високите облаци в атмосферата на Земята, наречени сребристи. Те се състоят от ледени кристалчета, образувани около частици метеоритен прах. Мезосферата се отличава и със значително по-ниско атмосферно налягане (около 200 пъти по-малко, отколкото при земната повърхнина). От земната повърхнина до горната граница на мезосферата се съдържа повече от 99,5% от общата маса на атмосферата. Над мезосферата следва слой с много високи температури, който се нарича термосфера. Към 800 км височина температурата му достига 1000 К. Ултравиолетовата радиация на Слънцето предизвиква дисоциация на молекулите на кислорода и другите газове. Късовълновата радиация в областта на рентгеновите лъчи действува силно върху молекулите и атомите на атмосферните газове. От свободните атоми се избива известен брой електрони и се образуват положителни йони. Някои електрони се привличат от атомите на кислорода и се получават отрицателни йони. Онази част от термосферата, където се съдържат значително количество свободни електрони, се нарича йоносфера. Най-голяма концентрация на свободни електрони има в слоя около 120 км височина (слой Е) и в слоя около 300 км височина (слой F). За йоносферата са характерни явленията полярни сияния, магнитни бури и др. Този слой има практическо значение, защото отразяваните от него на радиовълни с определена дължина позволява зигзагообразното им разпространение по земното кълбо. Над 800 - 1000 км височина се разпростира екзосферата. В слоя се предполагат температури до 2000 К. Въздухът е извънредно разреден, скоростта на движение на отделните му частици е голяма. Някои от тях могат да преодолеят земното притегляне и да излетят в космическото пространство, т. е. да се “разсеят”. Оттам екзосферата се нарича още сфера на дисипацията. Разсейват се главно водородните атоми. Водородът именно образува земната корона (до около 20 000 км височина). Средства за наблюдения в метеорологията За да се получат сведения за физическото състояние на атмосферата и необходмите данни за предсказване на времето, се използват различни методи и средства за наблюдение. В исторически план, първоначално инструменталните и визуални наблюдения са били правени само в приземния слой, в т. н. метеорологични станции. Една такава станция представлява оградена открита площадка (метеопарк), където са разположени метеорологичните прибори, като само барометрите и барографите са монтирани в сградата на станцията. Уредите за измерване на температурата и влажността на въздуха (сухи и мокри термометри) се поставят в специална метеорологична клетка. Тя ги предпазва от непосредственото въздействие на слънчевите лъчи и топлината излъчвана от земната повърхност, от силните ветрове и валежите. Клетката е дървена и стените й са жалузни. По този начин се осигурява добра вентилация и свободен достъп на въздуха до метеорологичните прибори. За да не се нагрява от Слънцето, клетката се боядисва с бяла боя, а за да не попадат преки слънчеви лъчи върху приборите, вратата й е обърната на север. Тъй като въздухът се нагрява главно от повърхността на почвата, нейното влияние се отстранява, като резервоарите на термометрите се поставят на височина 2 м. В метеорологичните станции се измерва и температурата на почвата на различни дълбочини, като за целта се използват специални почвени термометри. Ветромерът е поставен
Метеорология
92 на стълб с височина 10-12 м. По определен план, еднакъв за всички станции, се монтират дъждомерът, хелиографът (измерващ продължителността на слънчевото греене) и други прибори. Трябва да се знае, че по наблюденията само в една станция е невъзможно да се добие представа за състоянието на атмосферата над големи райони и да се проследят измененията на времето в тях. Ето защо още на Първия международен метеорологичен конгрес във Виена е било решено да се създаде мрежа от станции, която постепенно да обхване цялото земно кълбо. Днес тези станции са десетки хиляди и няма държава, която да не е изградила собствена метеорологична мрежа. Част от станциите са включени в международния обмен на метеорологична информация. за да бъдат сравними по между си, наблюденията във всички метеорологични станции по света трябва да се извършват по единна методика, с еднотипни и еднакво точни уреди, в строго определени часове, наречени срокове на наблюденията (по 4 или 8 пъти в денонощието), и без прекъсване в празничните дни. Особенните атмосферни явления се следят непрекъснато и се записват тяхното начало, край и интензивност. Днес данните от приземните наблюдения са крайно недостатъчни. Ето защо, в употреба са метеорологичните данни събрани чрез мрежа от високопланински метеорологични обсерватории, аерологични височинни балони, самолетно сондиране и метеорологични и геофизични ракети. Важно допълнение към основната метеорологична информация са сведенията за състоянието на атмосферата, които се получават с помощта на метеорологични радиолокатори, лазерни локатори и метеорологични спътници. Именно метеорологичните ИСЗ заедно с наземния комплекс за приемане, обработка и разпространение на спътниковата информация формират метеорологичната космическа система. Днес в нея влизат дузина ИСЗ, някои на полярни, а други на геостационарни орбити. По такъв начин, работейки в определена схема те могат да наблюдават един и същ много голям район от земното кълбо и да проследяват промените на времето в него. Основни елементи на времето, климата и климатообразуващите процеси. Както вече бе споменато, за характеризиране на физичното състояние на атмосферата в определен момент се използват понятията метеорологични елементи (количествена характеристика) и метеорологични явления (качествена характеристика). Най-често в метеорологията се борави със следните метеорологични елементи и явления: Температура на въздуха: една от най-важните характеристики на топлинното състояние на въздуха. Дефинира се като степен на нагрятост на телата (въздух, почва, вода и др.), която съответства на интензивността на хаотичното (топлинното) движение на молекулите в тях. В метеорологичната практика у нас и в повечето европейски страни тя се изразява в градуси по стоградусовата скала на Целзий (оС), а в теоретичните изследвания - в келвини (ТК). Превръщането на единиците от едната в другата скала става по следната формула: Т К = 273,15 + t oC Ако в даден текст не е дадено друго пояснение, за температура на въздуха се приема тази, измерена на височина 2 м в метеорологичната клетка. Атмосферно налягане: налягането, което въздухът упражнява с теглото си. То се измерва във всяка една точка от атмосферата чрез теглото на въздушния стълб, достигащ горната граница на атмосферата и със сечение, равно на единица площ. В Международната измерителна система (SI) се използва единицата паскал, или: Pa = N/m2. В метеорологията в последно време се утвърди хектопаскалът 1 hPa = 102Pa = 1 mbar . Милиметрите живачен стълб (mm Hg) и милибарите (mbar) са единици, които все още се срещат в метеорологичната и климатологична литература. Скалите на много от използваните сега уреди за измерване на атмосферното налягане също са разграфени в mm и mbar, като: 1 mm Hg » 1,3 mbar . Метеорология
93 Влажност на въздуха: с това понятие се дефинира съдържанието на водна пара в атмосферата. Изразява се чрез характеристиките си: пъргавина на водната пара (в hPa), дефицит на влажност (в hPa), абсолютна влажност (в g/m3), относителна влажност (в %). Валежи: с това се дефинира водата, която в твърдо или течно състояние пада от облаците или кондензира върху земната повърхнина и предметите по нея. Количеството на валежите се определя в милиметри воден слой., като 1 mm = 1 l/m2. Това значи, че ако 1 l валежна вода падне върху 1 m2 площ и се разлее равномерно, без да попива и без да се изпарява, ще се получи слой вода с височина 1 mm. Ако валежът е в твърдо състояние, той се стопява и се измерва със съответните уреди като течен валеж. Вятър: хоризонталната съставка на движението на въздуха спрямо земната повърхнина. В понятието вятър се включват числената стойност на скоростта на вятъра, изразена в m/s (понякога в km/h, възли и др.) и посоката на вятъра (съответно на посоката на хоризонта, от която духа вятърът). Хоризонтална видимост: най-голямото разстояние, на което през светлата част от денонощието може да се различи (на фона на небето близо до хоризонта) абсолютно черен предмет с достатъчно голями ъглови размери. Измерва се в m и в km. Генезис на климата. Баланси и кръговрати Най-често в метеорологията се говори за формирането (генезиса) на климата и за климатообразуващата роля на един или друг процес или климатичен елемент. Под генезис на климата се разбира неговото формиране в резултат на атмосферни процеси, наречени климатообразуващи, които протичат под въздействието на точно определени географски фактори на климата. Основните климатообразуващи процеси, общи за цялото земно кълбо, са: а. Обмен на топлина - тук се включват радиационните условия на Земята и обменът на топлина между атмосферата и подстилащата повърхнина по нерадиационен път (чрез топлопроводност, чрез изразходване или отделяне на топлина при фазовите преходи на водата и др.). б. Обмен на влага между атмосферата и подстилащата повърхнина. в. Обща циркулация на атмосферата, която обединява едромащабните движения на въздуха - циклони и антициклони, мусони, пасати и др. За отделни географски райони климатообразуващата роля имати някои местни циркулации (бризи, планинско-долинни ветрове и др.). Посочените климатообразуващи процеси се реализират в единство и във връзка помежду си. Те се променят под въздействието на географските фактори, а самите географски фактори изпитват тяхното влияние. Всичко това, усложнява много подреждането им и създава затруднения при тяхното последователно изучаване. Източници на енергия за природните процеси на Земята са лъчистата енергия на Слънцето, вътрешната топлина на Земята, енергията на космичните лъчи, силите на гравитацията, химичната, биогенната и техногенната енергия. Най-голямо значение имат първите два източиника. количеството сумарна вътрешноземна топлинна енергия е 300 пъти помалко от количеството слънчева енергия, която постъпва ежедневно на гопната гпаница на атмосферата, и 200 пъти по-малко от слънчевата енергия, поглъщана от земната повърхнина и атмосферата. Потокът топлина, който идва от земните недра към повърхността на Земят, е около 5000 пъти по-малък в сравнение с топлината, постъпваща от Слънцето. В топлинния баланс на земната повърхнина, слънчевата енергия е 99,98 %, а вътрешноземната е 0,02 %. това показва, че засега основен източник на енергия за природните процеси, включително и за тези, които се осъществяват в земната атмосфера, е слънчевата енергия. Тя е най-важният външен (извънземен) фактор за климатообразуването. На фиг. 2 е дадена схема на топлинния баланс на Земята.
Метеорология
94 Другият важен фактор в метеорологичните процеси е водата. Количеството на вода в атмосферата е огромно, но то е нищожно в сравнение с общото количество вода на Земята. Водните запаси на нашата планета се оценяват на 1,3.1018 t, а 97,2% от тях са съсредоточени в Световния океан. Останалата вода е разпределена в ледниците (2,1%), реките и сладководните езера (0,6%), вътрешните морета и солените езера (0,01%) и атмосферата (0,001%). Вижда се, че в най-достъпните източници на прясна вода - реките и езерата - се намира нищожна част от водата. Тя би се изпарила много бързо, ако не се въдзобновяваше непрекъснато в резултат на процесите, които осъществяват преразпределението й по земното кълбо и които представляват отделните звена от кръговрата на водата. Подробна схема на кръговрата на водата е дадена на фиг. 3. В лявата страна е изобразен т. н. малък кръговрат, който се осъществява между Световния океан и атмосферата над него: изпарената от океанската повърхност вода кондензира в атмосферата, образуват се облаци и падат валежи и по този начин водата отново се връща в океана. В него обаче участват само 2/3 от изпарената от океана вода. Останалата 1/3 се отнася от въздушните течения към сушата и се присъединява към намиращата се там влага, постъпила чрез изпарение от нейната повърхност. Ето защо валежът над континентите значително превишава изпарението, т. е. океанът, който заема около 70% от повърхността на Земята и произвежда около 90% от водната пара, оказва овлажняващо въздействие върху сушата. Пътят на водата, паднала под формата на валеж на сушата е доста сложен. Една част от нея отива в езерата и реките, които я връщат отново в океана, а друга прониква в почвата и по-дълбоките слоеве на литосферата и може да измине дълъг път, докато отново излезе на повърхността. Ако водата е паднала на земята във вид на сняг, нейното движение спира, докато започне топенето. Във високите планини и в полярните области снегът се превръща в ледници и може да се задържи десетки, стотици, дори хиляди години. В процеса на кръговрата на водата се извършва и преразпределението й между различните географски ширини. Главен източник на водна пара за земното кълбо са океаните в тропичните ширини. При голямия приток на слънчева енергия и практически неограничените запаси на вода изпарението от тях е огромно. Условията в тези райони обаче са такива, че пречат за изнасянето на водната пара нагоре и за образуването на облаци, затова там валежът е значително по-малък от изпарението. Излишната водна пара се отнася от въздушните течения към екваториалната зона и към умерените и високите ширини и допринася за тяхното овлажняване, защото в тези райони на земното кълбо валежът е по-голям от изпарението. Разбира се, описаната схема дава най-обща представа за кръговрата на водата, като в действителност процесите са много по-сложни. Много е важно обаче, че те са балансирани, т. е. общата сума на падналите върху земното кълбо валежи е равна на количеството на изпарената вода. За това говори неизменното ниво на Световния океан, постоянството на средния многогодишен речен отток и на хидрологичния режим на сушата - независимо от известните колебания през отделни години на континентите не се забелязва нито натрупване, нито загуба на вода. Общият кръговрат на водата в атмосферата протича доста интензивно. Приблизителните пресмятания показват, че на земната повърхност падат средногодишно 5,8.1014 t вода, която може да образува воден слой с дебелина около 1000 mm. Тъй като във всеки момент в атмосферата се съдържат средно 1,3.1013 t вода (25 mm), очевидно е, че в резултат на изпарение, кондензация и падане на валеж водата в атмосферата се възобновява напълно около 40 пъти в годината, т. е. средно на всеки 8 - 9 денонощия. Мащабите на тези колосални процеси се осъществяват благодарение на огромното количество енергия, която Земята получава от Слънцето. Благодарение на тях са възможни и карстовите явления и процеси под земята. ОБЛАЦИ. МЕЖДУНАРОДНА КЛАСИФИКАЦИЯ Облаците са едно от най-интересните явления в земната атмосфера. Те и свързаните с тях валежи играят най-важната роля при оформянето на метеорологичното време. Облаците се Метеорология
95 образуват на някаква височина в атмосферата в резултат на кондензация и сублимация на водната пара и кристализация на преохладени капки. Техния вътрешен строеж, външен вид и разнообразно съчетание на форми са отражение на сложни прцеси, протичащи в атмосферата. Като наблюдаваме облаците, можем да определим не само какво е състоянието на атмосферата в момента, но да предвидим и неговите бъдещи промени. Ето защо снимките на облачността, получени с помощта на метеорологичните спътници представляват много ценна информация при прогнозиране на времето. Според състава си облаците селят три групи: водни, които се състоят само от водни капки, ледени - от ледени кристалчета, и смесени - състоящи се от преохладени капки и ледени кристалчета. Размерите на капките във водните облаци се изменят в широки граници: от 1 - 2 до 100 мкм, но най-голям брой имат капките с радиус 3 -6 мкм. Във всеки кубически сантиметър се съдържат около 100 - 1000 капки, така че средното разстояние между тях е около 1 мм. Концентрацията на кристалите в ледените облаци е значително по-малка - по няколко кристалчета на 1000 см3. Такъв е броят на кристалите в смесените облаци, а броят на водните капки в тях е около 10 100 на 1 см3. Долната граница на облаците практически съвпада с нивото на кондензация, а структурата им се определя от разпределението на температурата и процесите на замръзване. Между нивото на кондензация и височината на която температурата е 0оС (нулевата изотерма), облакът се състои от водни капки; понякога между тях има топящи се снежинки, изпаднали от по-горните му части. На нивото на замръзване (кристализация) облакът е съставен от ледени кристали, които се получават при замръзване на капките и при сублимация на водната пара. Както вече казахме, замръзването не се наблюдава веднага, след като температурата се понижи под 0оС, т. е. нивото на кристализация не съвпада с нулевата изотерма. В зависимост от конкретните условия този процес може да започне при различни отрицанелни температури, но най-често това става при -12 до -18оС. Между нулевата изотерма и нивото на замръзване облакът се състои от преохладени водни капки, между които попадат ледени кристали от по-високите и по-студените части на облака. Капките и кристалите в облака са в непрекъснато движение. Вятърът ги отнася настрани, възходящите движения на въздуха ги увличат нагоре, а при отслабването им те падат надолу под действието на силата на тежеста. В резултат на тези движения температурата и относителната влажност около тях непрекъснато се променят и те участват в различни фазови преходи на водата: изпаряват се, отново се образуват, замръзват, сублимират и т. н. Кпките и кристалите от периферията на облака се изпаряват в заобикалящия ги въздух, защото водната пара в него е в ненаситено състояние. Облакът обаче не изчезва, защото притокът на пара към него продължава. По такъв начин от една страна, облакът се развива, а от друга, се разрушава, така че впечатлението, което има наблюдателят от земята, че стои неподвижно, съставен от едни и същи облачни елементи, е измамно. В метеорологичните станции наблюденията на облачността се извършват визуално. Определят се степента на покритост на небето с облаци, техния вид и височина. Прибори за определяне височината на долната граница на облаците и метеорологични радиолокатори за следене на вътрешния им строеж има на летищата и полигоните за борба с градушката. Още първите наблюдения са показали, че независимо от голямото разнообразие на облаците, те могат да бъдат сведени до няколко основни типа в зависимост от външния им вид. За еднородност и удобство при определяне вида на облаците се използва Международен облачен атлас, в който са дадени снимки и описание на най-разпространените видове облаци. Този атлас съответства на международно приета класификация на облаците, съставена според техния вид и височина. Наименованията на облаците имат латински произход и се формират от думи, даващи възможност да си представим техния външен вид. Най-често употребяваните са “strstus”, което означава слой, “cumulus” - куп, “cirrus” - къдрица, “altus” - висок, “nimbus” дъжд, и т. н.
Метеорология
96 Според международната класификация облаците се делят на 4 семейства, тези семейства се разделят на 10 рода, а те - на множество видове и разновидности. Четирите семейства се определят според височината: - високи - с долна граница над 6 км; - средни - с долна граница от 2 до 6 км; - ниски - с долна граница под 2 км и - облаци с вертикално развитие - основата им обикновенно е на височина 1 - 2 км, а горната им част достига, а понякога надминава 13 км. Десетта рода и най-характерните особенности на всеки от тях са следните: Високи облаци - образуват се от ледени кристали, много са тънки и от тях не вали. 1. Перести облаци (Cirrus, съкратено Ci) - отделни почти прозрачни нежни облаци с нишковидна или влакнеста структура. През тях се виждат добре Слънцето и Луната. 2. Пересто - купесто облаци (Cirrocumulus, съкратено Cc) - тънък прозрачен облачен слой, състоящ се от малки кълбета или отделни парцали, разположени в групи, а често и в редове. 3. Пересто - слоести облаци (Cirrostratus, съкратено Cs) - тънко белезникаво було, което придава на небето млечен цвят. През тези облаци се наблюдават най-ярките оптични явления кръгове около Слънцето и Луната. Средни облаци 4. Висококупести облаци (Altocumulus, съкратено Ас) - тънък облачен слой, състоящ се от отделни редици или правилно подредени кълбовидни образувания със засенчени места. Рядко са в безредие, понякога се образуват просвети, през които се вижда небето. Съставени са от водни капки, често преохладени, а в някои случаи в тях се появяват и ледени кристали. Имат много разновидности - понякога например формата им е лещовидна (Altocumulus lenticularis), друг път са като разкъсани парцали, а понякога от тях изникват отделни образования, като зъбери, куполи или кулички. Тези образувания показват, че атмосферата е нестабилна и обикновенно са предвестници на валеж в следобедните часове. 5. Високослоести облаци (Altostratus, съкратено As) - сива облачна пелена с влакнеста структура. Появяват се най-често след пересто-слоестите. Те са типични смесени облаци. Докато са по-тънки, Слънцето и Луната прозират през тях, но с течение на времето могат да се уплътнят и да се снижат и от тях да падне слаб валеж. Това обикновенно става през зимата, защото през лятото дребните капчици се изпаряват, преди да стигнат до земята. Ниски облаци 6. Слоесто-купести облаци (Stratocumulus, съкратено Sc) - по външен вид приличат на висококупестите, но са по-плътни и са разположени по-ниско. От тях не вали. 7. Слоести облаци (Stratus, съкратено St) - еднороден облачен слой със сив цвят, който може да покрива цялото небе. Понякога е разположен много ниско над земята - на 50 - 100 м. От такива облаци може да ръми или да падат дребни снежинки или снежни зърна. 8. Слоесто-дъждовни облаци (Nimbostratus, съкратено Ns) - тъмносив, плътен, сравнително еднороден облачен слой с доста голяма дебелина. Тези облаци могат да покриват цялото небе и от тях падат продължителни валежи. Облаци с вертикално развитие 9. Купести облаци (Cumulus, съкратено Cu) - отделни плътни облачни маси с плоска основа и куполообразна бяла и като че ли набъбваща горна част. Зараждат се като неголями бели кълба, но бързо се формира хоризонтална основа и облакът започва да се развива във височина. Могат да бъдат слаборазвити по вертикалата - Cumulus humilis (Cuhum), или т. н. “облаци на хубаво време”, или мощни купести облаци - Cumulus congestus, които се образуват, ако атмосферата е неустойчива. Имат добре изразен дневен ход - най-често се наблюдават около обедните часове през лятото. Вечер започват да се разстилат и да образуват вечерни слоисто-купести облаци - Stratocumulus vesperalis.
Метеорология
97 10. Купесто-дъждовни облаци (Cumulonimbus, съкратено Cb) - образуват се в резултат на по-нататъшното развитие на купестите облаци при силна неустойчивост на атмосферата. Достигат много голямо развитие по вертикалата и горната им част се състои от ледени кристали и капки, чийто размери могат да бъдат много голями. Върхът им загубва закръглената си форма, придобива влакнеста структура и се превръща в “наковалня” - Cumulonimbus incus. Скоростта на вертикалните движения в тях може да надмине 20 м/с. От купесто-дъждовните облаци падат поройни валежи, придружени от гръмотевична дейност, понякога падат градушки. При развитието и разпадането на такъв облак се образуват Cirrus - това е “наковалнята”, Altostratus, Altocumulus и т. н., т. е. той е една истинска “фабрика за облаци”. Образуване на облаците. За да се образува облак, не е достатъчно в атмосферата да има водна пара и кондензационни (сублимационни) ядра. Необходимо е и охлаждане на въздуха, за да се стигне до точката на оросяване и да започнат да се образуват водни капки. Механизмите за това са няколко, но решаващата роля за образуването на облаци принадлежи на адиабатното охлаждане при издигането на въздушните маси. В такъв случай трябва да се отговори на въпроса, кои са причините за издигането на въздушните маси, водещо до понижаване на тяхната температура. Най-общо, могат да се разграничат две такива причини: въздухът се издига или защото става по-лек от околния в резултат на нагряване и овлажняване, или защото му действат някакви външни сили, насочващи го нагоре. В първия случай говорим за термична конвекция. Поради силното нагряване на отделни участъци от земната повърхност се нагрява и приземният въздух и отделни порции, наречени термици, започват да изплуват нагоре; над по-слабо нагретите участъци възникват низхудящи компенсационни движения. Постепенно отделните термици се сливат и се образува мощен възходящ поток, който увлича със себе си все повече и повече въздух. Когато температурата в термика се понижи до точката на оросяване, той става видим заради водните капки, които се образуват, т. е. превръща се в облак. Отделената при кондензацията топлина спомага за понататъшното издигане. Колкото повече термици се издигат и колкото по-голяма височина достигат, толкова по-мощни облаци се образуват. Това, както вече казахме, зависи от степента на устойчивост на атмосферата - тя определя дали ще се образуват само купести облаци на хубаво време, или те ще прераснат в мощни купести или купесто-дъждовни облаци. На фиг. 4 могат да се видят последователните етапи в развитието на конвективен облак. Ролята на термичната конвекция за образуването на облаци е най-голяма през летните и късните пролетни месеци, когато земната повърхност, която е все още достатъчно влажна, се нагрява силно от слънчевите лъчи. Другият механизъм - принудено издигане на въздуха - може да се осъществи, когато при движението си той срещне планинско препятствие (динамична конвекция). Ако височината на препятствието е достатъчно голяма и въздухът е достатъчно влажен, издигайки се по наветрения склон, той ще достигне до нивото на кондензация и ще се образуват облаци. Освен това поради смущенията в потока, създадени от препятствието, зад него възниква система от вълни, чийто гребени и долини остават приблизително на едно и също място (стоящи вълни). По гребените на вълните въздушните частици се охлаждат поради издигането, водната пара кондензира и се образуват облаци. Обратно, в долините въздухът се загрява при спускането и се отдалечава от състоянието на насищане. Така се образуват вълнообразни облаци. Най-често в първата вълна се образува облак с лещовидна удължена форма и “шлифовани” краища. Облаците, свързани с обтичането на планински препятствия, се наричат орографски (от “орос” планина). Вълнообразни облаци се образуват и на границата на инверсионните или изотермните слоеве. Тъй като са устойчиви, тези слоеве задържат вертикалния обмен и водната пара близо до тях може да достигне състояние, близко до наситеното. Ако скоростта на вятъра под и над задържащия слой е различна (съответно С1 и С2), върху него възникват вълни, в гребените на
Метеорология
98 които може да се достигне точката на оросяване и да се образуват облаци. Този процес е представен на фиг. 5. Друга причина за образуването на облаци е турбулентността, която се развива под инверсионния слой и изнася нагоре водна пара. Тъй като слоят е устойчиво-стратифициран и не позволява изнасянето на водна пара по-нагоре, тя се разрпределя почти равномерно в пространството между земната повърхност и долната граница на инверсията. Това всъщност означава, че на известна височина нейното количество става по-голямо, отколкото е било до началото на интензивната турбулентност. Тъй като с височината температурата се понижава, под инверсионния слой може да настъпи насищане на водната пара и да се образува облак. Тези облаци са слоести, ниски и плътни и обхващат обширни пространства, достигащи понякога до стотици хиляди кв. км. Характерни са за есента и зимата (когато температурата е достатъчно ниска). За образуването им спомага изпарението от земната повърхност или от снега. Всички разгледани дотук процеси протичат в еднородна въздушна маса, затова и облаците, породени от тях, се наричат вътрешномасови. Друга голяма група облаци са онези, които се наблюдават на границите между въздушни маси с различни температури, т. е. по атмосферните фронтове. Те се наричат фронтални и се образуват в топлия въздух в резултат на принуденото му издигане над студени. Образува се цяла система от облаци, закриваща небето на големи пространства и обхващаща всички етажи (високи, средни и ниски). Когато студеният въздух се движи бързо и изтласква нагоре големи порции топъл въздух, се образуват и мощни купесто-дъждовни облаци. ВАЛЕЖИ Голямото теоретично значение на валежите като звено от водния кръговрат и не помалката им роля в процесите на карстификация, ги отделят като един от най-важните елементи на климата, стоящи в зрителното поле на спелеолога. Образуване на валежите Известно е, че не всички облаци са валежни. Облаците наподобяват колоиден разствор, като ролята на разтворител играе въздухът, в който са пръснати капките и кристалите. Колоидната устойчивост е състояние на облака, при което от него не падат валежи. То е характерно за облаци, които се състоят само от течни или само от твърди кондензационни продукти с приблизително еднакви размери (незаредени електрически или заредени предимно с едноименен заряд). Колоидната неустойчивост е състояние на облака, при което част от облачните елементи (капчици и кристали) се уголемяват и падат от него във вид на валеж. Колоидната неустойчивост се наблюдава при смесени облаци. Колоидно устойчиви са кълбестите, през лятото - високо-кълбестите, слоесто-кълбестите, пересто-кълбестите облаци. Колоидно неустойчиви са смесените облаци - слоесто-дъждовни и кълбесто-дъждовни. За да започне валеж е необходимо облачните елементи да наедреят до такава големина, при която скоростта на падането им да е по-голяма от скоростта на възходящите потоци въздух и да не се изпаряват по пътя им до земната повърхнина. Основните процеси, които спомагат за уголемяване на кондензационните продукти, са кондензацията и сублимацията на водна пара и коагулацията, т. е. сливането на водни капки или сцеплението на кристали при сблъскването им. Кондензационното уголемяване на облачните елементи обхваща само началния етап от развитието на облака. При капки с радиус под 0,01 mm то е доста бързо (за няколко секунди радиусът им се уголемява 2-3 пъти). Голямите капки практически не растат по този начин. За да се получи само чрез кондензацията капка с радиус 1 mm, е необходим около 1 месец. Ако капките в облака са с различен размер, кондензационното уголемяване е по-интензивно, защото по-малките капки се изпаряват, а водната пара кондензира върху по-голямите, т. е. те нарастват за сметка на по-малките. Тъй като кондензационното уголемяване протича все по-бавно при увеличаване радиуса на капките, за няколко часа в един облак се образуват относително малки
Метеорология
99 капки с почти еднакви размери. Това показва, че само чрез кондензационно уголемяване капките не могат да достигнат размера на дъждовни капки. Сублимационното уголемяване на ледените кристали се наблюдава в смесените облаци, където става пренос на водна пара от капките върху кристалите. Този процес навсякъде води до обилни валежи. Той има най-голямо значение за валежите в извънтропичните ширини. Образуването на обилни валежи чрез сублимационно нарастване е свързано с облаци с голямо вертикално простиране (Cb, Ns). От облаци с малко вертикално развитие (Cu, Sc, Ac) при ниски температури (през зимата в умерените ширини и целогодишно в големите географски ширини) евентуално може да падне слаб сняг. Сублимационното уголемяване на кристалите е значително по-бързо от кондензационното уголемяване на капките. То е най-интензивно при температура -12оС, когато разликата в пъргавината на насищане над преохладената вода и над лед е най-голяма. Този процес е особенно е особенно добре изразен, когато в облака капките са повече от кристалите. Той продължава, докато се изпарят всички капки и облакът стане чисто леден. По-нататъшното уголемяване на облачните елементи става чрез коагулация. Най-голяма е ролята на т. н. гравитационна коагулация. Тя е резултат от нееднаквата скорост на падане на капките, при което едрите падат по-бързо, настигат по-дребните и при усара се сливат с тях. Когато достигнат радиус 2-3 mm, тези капки се разбиват на 3-4 по-малки, те от своя страна растат, делят се и т. н. Гравитационната коагулация започва при капки с радиус около 0,015 mm, отначало е бавна и става съществена при капки с радиус над 0,03 mm. Ледените кристали могат да се сблъскват един с друг или с водни капки. Ако сблъскването им с водни капки става при отрицателни температури, кристалите растат поради замръзване по тях на преохладени водни капки. При положителни температури ледените кристали растат вследствие на образуването на водна обвивка около тях и постепенно се превръщат в капки. В ледени облаци при своето движение кристалчетата се сливат до 100 в една снежинка. Формата на отделните снежинки е неповторима. При коагулацията на снежинки се образуват снежни парцали. Ако температурата между облака и земната повърхнина е отрицателна, пада сняг. При положителни температури (под нивото на нулевата изотерма) снежинките се топят и пада дъжд. Следователно, става ясно, че образуването на валеж е в зависимост от вертикалното развитие на облака. То се обуславя и от скоростта на възходящите движения в облака, от водността му и продължителността на съществуване. Затова облаци, съставени само от течни продукти, при определени условия могат да дадат валеж. В слоестите и слоесто-кълбестите облаци, които съществуват по-продължително време, отначало чрез кондензация, а след това по коагулационен път, може да се стигне до образуване на дребни капчици и да ръми. От слоестокълбестите облаци може дори да падне слаб дъжд или сняг. В мощните кълбести облаци със значителни възходящи движения се образуват множество дребни капчици. В тропичните области, където тези облаци имат голяма водност и значително вертикално развитие, капчиците в резултат на верижна реакция достигат размери до над 1 - 2 mm. Затова в тропичните ширини от такива облаци падат силни дъждове, а в умерените ширини те не дават валеж. Количеството валеж, което пада за единица време, е важна характеристика на валежа и се нарича интензивност. Интензивността на валежа се изразява обикновенно в mm за 1 min. Определя се чрез обработка на лентите от самопишещите уреди за измерване на валежите. Без самопишещи уреди визуално се дава само качествена характеристика, в степени - слаби, умерени, силни валежи. Най-голяма интензивност имат поройните валежи. Класификация на валежите Разнообразието на валежите по агрегатно състояние, форма, интензивност, начини на образуване и други, дават основание за поделянето и систематизирането им по различни признаци. Класификация според агрегатното състояние на водата
Метеорология
100 Твърди валежи - сняг, снежна и ледена суграшица, град, снежни зърна, леден дъжд, скреж и слана. Твърдите валежи са характерни за полярните ширини и високопланинските райони на Земята. В умерените ширини те имат сезонен характер, извън тях са епизодични явления, а в тропиците и екваториялния пояс се наблюдават само на голяма надморска височина (с изключение на валежите от град). Течни валежи - дъжд, ръмеж, роса. В зависимост от термичните условия те са рядко явление в полярните райони, а в умерените ширини се наблюдават през цялата година. През топлото полугодие са основен вид валеж. Във вътрешнотропичната област над равнининните райони се наблюдават почти само течни валежи (освен града). Смесени валежи - мокър сняг. това са валежи във вид на топящ се сняг или смес от дъжд и сняг. Класификация според мястото на образуване Високи (атмосферни валежи. Това са твърдите, течните и смесените валежи, които се формират в облаците и падат от тях (дъжд, сняг, суграшица, снежни зърна и ледени зърна, ръмеж, град). Ниски (хоризонтални) валежи. Те са резултат от кондензация или сублимация на атмосферната влага върху земната повърхнина и предметите по нея. Към тази група се отнасят росата, сланата и скрежът. Класификация според начина на изваляване Обложни валежи. Това са спокойни, продължителни валежи над големи територии. Имат средна интензивност. Падат обикновенно от фронтални слоисто - дъждовни и високо-слоести облаци, по-рядко от слоесто-кълбести. Поройни валежи. Те падат обикновенно от кълбесто-дъждовни облаци. Започват и спират внезапно, имат резки колебания в интензивността и обикновенно обхващат малка площ. Капките, особенно в началото на валежа, са много голями. Летните поройни валежи често са съпроводени от гръмотевични бури. През зимата пороен характер имат снеговалежите от едри снежни парцали. В преходните сезони може да се наблюдават краткотрайни силни извалявания на суграшица едновременно със сняг и дъжд. Краткотрайните валежи не винаги са обилни. Количествата паднала вода варира в широки граници. Класификация според условията на образуване Вътрешномасови валежи. Те са свързани с еднородни въздушни маси и вътрешномасови облаци. Най-разпространени са вътрешномасовите поройни (или конвективни) валежи от кълбесто-дъждовна облачност във въздушни маси с неустойчива стратификация. При въздушни маси с устойчива стратификация пада ръмеж от слоести, по-рядко от слоесто-кълбести облаци. Вътрешномасови са и хоризонталните валежи. Фронтални валежи.Образуват се на границата на две въздушни маси и бележат преминаването на фронта. При топъл фронт валежите са обложни, падат от слоесто-дъждовни облаци, по интензивност са умерени, засягат обширни територии пред фронта. По-студените фронтове са по интензивни, често поройни. Падат от кълбесто-дъждовни, отчасти от слоестодъждовни облаци. Обхващат по-тясна ивица от територията, предимно след фронта. При оклюзионни фронтове валежите падат и от двете страни на фронта, по-често имат обложен характер. Орографски валежи. Те се формират при принудително изкачване на въздуха по склона на орографски прегради. Често са модификация на фронтални валежи, като подсилват ефекта им. Такова въздействие се чувства в повечето места по света, където са отбелязани максимални валежни количества за съответните райони. БАРИЧНО ПОЛЕ. ИЗОБАРНИ ПОВЪРХНОСТИ Разпределението на атмосферното налягане в пространството се нарича барично поле. То може да се представи нагледно с помощта на повърхности, във всички точки на които налягането е еднакво - т. н. изобарни повърхности. Вече споменахме, че вертикалните Метеорология
101 изменения на налягането зависят от температурата и големината му при земята. Знаем също така, че стойностите на тези метеорологични елементи върху земната повърхност не са еднакви - има топли и студени места и области на високо и ниско атмосферно налягане. Ето защо различни части от дадена изобарна повърхност се намират на различна височина над земята, т. е. тя се огъва и по нея има “вдлъбнатини” и “Възвишения” с различни размери. С други думи, изобарните повърхности имат свой собствен релеф или, както се казва, своя топография. Това, че изобарните повърхности не са успоредни на морското равнище, може да се установи, като се пресече атмосферния слой с вертикална равнина, т. е. като се направи вертикален разрез на атмосферата. При пресичането на дадена изобарна повърхност с някаква хоризонтална повърхност върху нея се получава линия, във всяка точка от която налягането има една и съща стойност. Тази линия се нарича изобара. Всъщност, хоризонталната повърхност пресича не само една, а няколко изобарни повърхности, така че върху нея се получава цяла система от изобари. Те дават представа за разпределението на налягането на дадената хоризонтална повърхност, т. е. на съответната височина в атмосферата. Най-общо могат да се разграничат области на понижено и области на повишено атмосферно налягане. Най-добре изразените области на ниско налягане са циклоните и баричните долини, а на високо - антициклоните и баричните гребени. Циклон, или барична депресия, се нарича системата от една или няколко затворени изобари с ниско налягане в центъра; означава се с буквата H. Системата от една или няколко затворени изобари с високо налягане в центъра се нарича антициклон; означава се с буквата B. Баричното образувание, представляващо изтеглени от центъра на циклона към неговата периферия изобари с понижено налягане по оста, се нарича долина, а системата от изтеглени от центъра на антициклона изобари с повишено налягане по оста се нарича гребен. Освен това се образува и т. н. седловина - барична област между два циклона (долини) и два антициклона (гребена), разположени шахматно (вж фиг. 6). Изобарите никъде не се пресичат, защото налягането в една и съща точка не може да има едновременно две различни стойности. В рамките на дадена ограничена територия едни изобари са затворени, а други се прекъсват по границите й. Ако се начертаят за цялото земно кълбо обаче, всички изобари ще бъдат затворени. Така както се чертаят изобарите на морското равнище, могат да се начертаят и изобарите на всякаква височина в атмосферата. В метеорологичната практика обаче е прието да се съставят не карти на изобарите на различни височини, а карти на височината на различни изобарни повърхности. Те се наричат карти на баричната топография и се получават, като се съединят точките с една и съща височина на дадена изобарна повърхност. Получените линии се наричат изохипси (“хипсос” - височина). При това над областите с ниско налягане при земята изобарната повърхност е вдлъбната (височината е малка), а над области с високо налягане - изпъкнала (височината й се увеличава). На картите на баричната топография могат да се различат същите системи, които са характерни за разпределението на налягането при земята (вж фиг. 7). Всъщност картите на баричната топография се чертаят не за геометричната височина на изобарните повърхности над морското равнище, а за т. н. геопотенциална височина и изохипсите съединяват точки с един и същ геопотенциал. Това е потенциалът на силата на тежестта във всяка точка от дадена изобарна повърхност, който зависи от температурата на слоя под нея, налягането на неговата долна и горна граница и земното ускорение. Геопотенциалът се изразява в геопотенциални метри или декаметри (гп м, гп дкм) и числените му стойности са близки до стойностите на геометричната височина на изобарните повърхности. Прието е изохипсите да се прекарват през 4 гп дкм, защото по този начин изобарите на приземната карта на налягането (прекарани през 5 хПа) почти съвпадат с изохипсите на изобарна повърхност 1000 хПа (прекарани през 4 гп дкм). Това се дължи на големината на барометричната стъпка при земята (8 м/хПа). Изобарните повърхности, за които се съставят картите на баричната топография, се наричат основни или стандартни нива. Картите, на които се нанася височината на стандартните изобарни повърхности, се наричат карти на абсолютната топография и се отбелязват с буквите АТ и с долен индекс съответното стандартно налягане. Освен картите на Метеорология
102 абсолютната топография се съставят и карти на относителната топография - ОТ. Те дават представа за дебелината на слоя между две фиксирани изобарни повърхности. Ако в даден район въздухът между две повърхности е топъл, слоят ще се разшири и дебелината му ще бъде голяма; обратно - в районите с ниска температура на въздуха дебелината на слоя ще бъде малка. С други думи, дебелината на слоя между две фиксирани изобарни повърхности дава представа за негоната средна температура и картите ОТ всъщност представляват карти на нейното разпределение, т. е. относителните изохипси съвпадат в изотермите на средната температура на слоя. Така върху една и съща карта се получава взаимното разположение на изотермите и изохипсите. Именно по изохипсите духа вятърът, така че тази карта дава възможност да се оцени преносът на топлина в долната част на тропосферата. Комбинираната карта (АТ и ОТ) се нарича карта на термобаричното поле. МЕСТНИ ПРИЗНАЦИ ЗА ПРЕДСКАЗВАНЕ НА ВРЕМЕТО Силната зависимост на човека от условията на времето го е накарала още от най-древни времена да наблюдава атмосферните явления, да следи тяхната последователност и да се опитва да предсказва атмосферните промени. Чрез предаване на опита от поколение на поколение хората са разбрали, че различните промени на времето не настъпват внезапно, а са предшествувани за известен интервал от време от други явления или събития. Местните признаци за предсказване на времето могат да се разделят на общи и специални. Първите са валидни за пояса на умерените ширини и са свързани с атмосферните процеси, обусловени от движението на въздушните маси и атмосферните фронтове, от циклоните и антициклоните. Вторите са характерни само за даденото място или за места с едни и същи топографски особености, тъй като зареждането и протичането на някои атмосферни явления зависят до голяма степен от своеобразието на релефа на района. 1. Признаци, свързани със състоянието на атмосферата. Когато не разполагаме със синоптични карти, демонстрирани услужливо от писаните и електронните медии, ние нямаме възможност да видим “движението на времето” над обширни пространства. Ето защо, трябва да търсим такива местни признаци, по които могат да се правят изводи за преместването на циклоните и свързаните с тях фронтове. Това са преди всичко облаците. По техния вид, височина и движение до известна степен може да се съди за въздушните течения във височина, за преместването на атмосферните смущения, за степента на устойчивост на въздушната маса, а от там и за времето за определения срок напред. Като местни признаци могат да се използват и различните оптични явления, които зависят от състоянието на атмосферата. Окраската на вечерната заря или утринната зора например зависи от количеството водна пара и прах в атмосферата, т. е. от свойствата на въздушната маса, които в крайна сметка определят до голяма степен и характера на времето. Със състоянието на атмосферата са свързани и радиосмущенията, затова те също могат да се използват като признаци за предсказване на времето. Признаци за запазване на ясно и сухо време Както знаем, такова е времето в областите с повишено атмосферно налягане, формирани в устойчива въздушна маса. Най-характерните признаци, че времето ще остане ясно и сухо са следните. Температурата и облачността, особенно през лятото, имат добре изразен денонощен ход. Максимумът на температурата се достига около 14-15 ч., а минимумът - малко преди изгрева на Слънцето. След ясна нощ към 9 10 ч. започват да се образуват купести облаци на хубаво време, които достигат максималното си развитие към 16 - 17 ч., и през нощта отново се изяснява.. През зимата нощите също са ясни, а в сутрешните часове, главно в котловините, се образува мъгла. През пролетта и есента може да се образува роса, а понякога и слана. Народът казва: “Нощна роса - ясен ден”. През нощта е тихо или духа слаб вятър. През деня вятърът може да се поусили и след това отново да стихне. Димът от кумините се издига вертикално нагоре. Край морето духа бризът, а в планинските райони е добре изразена планинско-долинната циркулация. Метеорология
103 Най-добър рлизнак за задържане на хубовато време е чистият залез на Слънцето. През зимата при чист залез на Слънцето челата на високите планински върхове са обагрени в червено и наблюдателите на високопланинскитестанции предвиждат: “Ако върхът пламти, нощта и денят ще бъдат ясни”. Чистият син цвят на небето през зимата е също така един от признаците за задържане на ясното време. Освен това народът казва: “Ясна Луна - очаквай слана” (през пролетта и есента), “Бялата Луна не дава нито дъжд, нито сняг” или “Бяла Луна слънчев ден”. Всичко това е следствие от липсата на облачност и малката влажност на въздуха. Що се отнася до радиосмущенията, те са слаби, а през лятото имат денонощен ход - усилват се през деня и отслабват през нощта. Признаци за преминаване от ясно и сухо към неустойчиво време Неустойчивото време се наблюдава най-често през лятото в еднородна неустойчива въздушна маса или при преминаване на слабо изразен студен фронт. Свързано е преди всичко с нагряването на земната повърхност от слънчевите лъчи. През нощта е било почти ясно, а в следобедните часове се разразяват гръмотевични бури и падат краткотрайни валежи. Както вече знаем, тези валежи имат петнист характер и не обхващат обширни площи, затова предсказването на точното място и времето, по което ще падат, е невъзможно. По някои признаци, през лятото от сутринта могат да се предскажат краткотрайните валежи и гръмотевичните бури за следобедните часове. Сутрин купестите облаци се появяват рано, като са наредени във вид на зъбци или кули. Това показва, че атмосферата е в неустойчиво състояние. То стимулира възходящите потоци, породени от нагряването на земната повърхност през деня, и образуваните купести облаци бързо нарастват във височина и се закълбяват, като се превръщат в купесто-дъждовни облаци. От тях падат краткотрайни валежи и се разразяват гръмотевични бури. Народът казва: “Ако сутрин облаците имат вид на планина - привечер чакай дъжд”. Необходимо условие за образуването на купесто-дъждовни облаци е и голямото влагосъдържание на въздуха. Ето защо, ако през лятото сутрин има мъгла, след пладне ще гърми. Високата влажност на топлия въздух създава усещане за задух, въздухът като че ли “пари”. Оттук произхожда и признакът: “Задухът без гръмотевици не ще мине”. От друга страна ако вятърът духа неравномерно, т. е. ту се усилва, ту отслабва, като променя посоката си, а през нощта се усили още повече, вероятността за неустойчивото време се увеличава. Димът от кумините се стеле ниско над земята. Ако през деня небето е бяло, мътно и слънцето залязва зад облаци - ще има дъжд. Радиосмущенията се засилват рязко още от сутринта поради възникващите във въздуха електрични заряди. Признаци за настъпване на лошо време Всяка коренна промяна на времето е свързана с приближаването или преминаването на циклони и на разположените в тях фронтове. Ето защо едни от признаците за влошаване на времето са свързани с нарушаване на нормалния денонощен ход на метеорологичните елементи, характерен за антициклоничното време. Други подсказват приближаването на циклона и на свързаните с него фронтове. Тъй като в предната част на циклона е разположен топлият или т. н. оклюзионен фронт, през зимата студът отслабва още преди да е дошъл фронтът, а през лятото денонощният ход на температурата се нарушава. Ако температурата в 17 ч. е по-висока, отколкото в 14 ч., трябва да се очаква разваляне на времето. Този признак, забелязан и проверен в съвременната синоптична практика, има сбъдваемост 90 - 95 %. Нощта преди влошаването на времето е топла и ветровита. роса не се образува. Народът казва: “Ако сутрин тревата е суха, привечер очаквай дъжд”. Важен признак за приближаването на циклон е и вятърът. Той започва да се усилва независимо от часа на денонощието. Морския бриз и планинско-долинната циркулация се нарушават. Сменя се и посоката на вятъра. В северозападна България народът казва: “Появи ли се кошава (източния вятър) - времето се влошава, завалява”. (Това е така, защото в челната част на циклона духат южни, югоизточни, а понякога и източни ветрове). Друг предвестник за валежи и застудяване е фьонът, който се появява в някои райони на страната. Затова, ако през Метеорология
104 пролетта и есента комините не теглят, времето ще се разваля. Най-важните предвестници за влошаване на времето са перестите облаци, които се появяват от запад и постепенно преминават в пересто-слоести, а те - във високослоести. Това е облачността пред топлия фронт. В зависимост от скоростта на движението му времето се разваля след 20 24 часа (по-рядко след 36 часа) от появата на перестите облаци. Този признак е валиден главно за студеното полугодие, защото през лятото топлите фронтове са слабо изразени и не дават валежи. Предвестници на застудяване и валежи са и лещообразните облаци, които се наблюдават в някои райони северно от планините. Освен това народът е установил доста признаци, свързани с увеличаването влажността на въздуха преди влошаване на времето. Някои от тях са следните: Ако солта овлажнява - времето се разваля. Ако струните на музикалните инструменти са отпуснати, е на дъжд, а ако са опънати до скъсване, е на сухо време. Ако тръбата на клозетното казанче овлажнява - времето ще се разваля. За високата влажност на въздуха говори и червения цвят на вечерната заря. Ако предишния ден вечерната заря е била оранжева или розова, а на следващия ден придобие пурпурна окраска, причината за това може да бъде приближаването на по-влажна въздушна маса от запад и могат да се очакват валежи. Цветовете на залеза се променят и от тънките перести облаци - те разсейват слънчевата светлина и правят залеза мътен. Ето защо бледният залез на Слънцето е признак за влошаване на времето. Предвестник на дъжд е и бледата Луна. Признак за влошаване на времето могат да бъдат и някои миризми - силно и неприятно започват да миришат например каналите и блатата. това е свързано с падането на атмосферното налягане. Докато то е високо, газовете, получени например при гниенето или при други процеси, се задържат близо до самата повърхност, а при ниско налягане излизат навън и се разпространяват нагоре и настрани. Освен това съществуват характерни оптични явления, които се наблюдават добре, когато други предвестници още не се забелязват. Такива са кръговете и венците около Слънцето и Луната. Те се образуват при появата на перести облаци (предвестниците на топъл фронт) и се наблюдават тогава, когато самите облаци са все още незабележими (особенно когато се появяват през нощта). При венците трябва да се следи и промяната на размерите им с течение на времето. Ако радиусът на венеца и яркостта на цветовете му намаляват, това означава, че водните капки или ледените кристали на облака нарастват и може да се очаква валеж. Във всички краища на страната народът казва: “Появи ли се харман около Луната или Слънцето, времето ще се развали”. Когато няма Луна, за приближаването на топлия фронт може да се съди и по звездите. Действително, ако небето се покрие с перести или пересто-слоести облаци, послабите звезди изчезват и затова народът казва: “Когато звездите започнат да се крият - скоро ще има дъжд”. Признак за приближаването на циклон и за разваляне на времето е и трептенето на звездите. То се усилва при усилването на вятъра (т. е. при неспокойно състояние на атмосферата), при понижаване на температурата и увеличаване на влажността. Предвестник на лошото време е и увеличаването на чуваемостта, тъй като скоростта на звука и звукопроводимостта във влажния въздух са по-голями, отколкото в сухия. Затова, ако гласовете се чуват отдалече или ако гората ечи, може да се очаква дъжд (през зимата сняг). Тук обаче трябва да се внимава да не се изпадне в грешка, тъй като чуваемостта може да се увеличи и поради попътен вятър. Признаци за скорошно разваляне на времето са и рязкото отслабване или рязкото усилване на радиосмущенията и нарушаването на техния денонощен ход, характерен за антициклоничното време. Рязкото отслабване на радиосмущенията е свързано с приближаването на топъл фронт - тогава устойчивостта на атмосферата се увеличава; ако времето ще се развали поради приближаването на студен фронт, радиосмущенията рязко се засилват.
Метеорология
105 Признаци за задържане на лошото време Почти всички местни признаци са забележими само при хубаво време, затова без синоптична карта трудно може да се предскаже кога ще завърши настъпилият период с лошо време. Все пак някои признаци, които показват, че времето ще се задържи такова и че няма да се промени през следващите няколко часа, са следните. Ниската слоеста облачност има почти еднороден сив цвят без видими закълбявания. Дъждът или снегът падат равномерно, без забележими усилвания или отслабвания. Температурата почти не се променя и няма забележим денонощен ход. Вятърът не променя посоката си, особенно ако е югоизточен, източен или североизточен. Признак, че времето ще се задържи лошо, е и отслабването на радиосмущенията. Продължителното задържане на лошото време е свързано с циклоните. Поради това подобрение на времето ще настъпи тогава, когато районът, в който се намира наблюдателят, попадне в тилната част на циклона, след което ще се образува антициклон - носител на хубавото време. Основен признак за тази промяна е преминаването на студения фронт. Западният или северозападният вятър постепенно отслабва, валежите спират, облачността се разкусва и намалява. През зимата настъпва чувствително застудяване, а през лятото повишаване на температурите. Обикновено колкото по-бавно настъпва тази промяна, толкова по-вероятно е последвалото я ясно и сухо време да се задържи по-дълго. Бавното подобрение на времето показва, че циклонът причинил лошото време е бил добре развит и слабоподвижен, така че, антициклонът, формирал се в тилната му част, също остава слабоподвижен и определя характера на времето в дадения район в продължение на няколко дни. Обратно, ако подобрението на времето настъпва бързо, то е краткотрайно. Това се наблюдава тогава, когато слаборазвити циклони и следващите ги области на повишено налягане се редуват бързо, т. е. лошото време се следва от временно подобрение. ЛИТЕРАТУРА за допълнителна информация: 1. Векилска Б., Обща климатология, Ун. изд. “Св. Кл. Охридски”, София, 1991 2. Сиракова М. и колектив, Метеорология за всеки, Изд. Наука и изкуство,фия, 1989
Метеорология
Биоспелеология - пещерните растения и животни
106
Петър Берон
Първите пещерни животни са познати отдавна. Още през 1689 г. Йохан фон Валвазор съобщава за срещането на протея във водите на Словения. Пак в Словения (Постойна) през 1831 г. е намерен и първият пещерен бръмбар Leptodirus hohenwarti. Науката биоспелеология (биоспеология) обаче се формира в средата на 19 век и получава особено развитие с трудовете на Емил Раковица и Рене Жанел. Самият термин "спелеология" е създаден от румънския биолог Емил Раковица, но той отбелязва (1907 г), че спелеологията е проучване на подземната област ("domaine souterrain"). Подземната среда, или област е широко понятие, което обхваща водната и сухоземната среда в пещерите, микрокаверните, мрежата от цепнатини, подземните води, водата между пясъчните частици в реките (хипорейна вода), изкуствените пещери и др. Микрокаверните, изкопани от разни животни, са населени със специфична "фолеофилна" фауна, различна от пещерната. Голяма част от подземната област е почвената, или едафична среда, населена с особена почвена фауна. Някои от нейните видове могат да преминат в пещерите, често по корени на растения. Почвените животни понякога имат морфологични особености като тези на троглобионтните (слепи и депигментирани) но те живеят само в почвената среда, а не в пещерите. Особена среда, междинна за почвената и пещерната, е т. нар. ППС (подземноповърхностна среда, на френски MSS). Тя се състои от междините между камъните в сипеи, крайпътни шкарпове и др. В тази среда живеят видове, които не се отличават от пещерните и могат да бъдат сметнати за такива. Основният общ фактор на подземния свят е тъмнината. В абисалните части на океана животните често прибягват до светене (биолуминисценция), за да я преодолеят. В пещерите светенето е рядкост (Pyrophorus noctilucus в Куба и Lychnocrepis antricola в Малая, но особено прочутите светещи ларви на комарчето Arachnocampa luminosa в пещерите Вайтомо в Нова Зеландия). Повечето животни са развили други усетни органи за ориентиране. В условията на тъмнина не могат да виреят автотрофни (хлорофилсъдържащи) растения, които в надземната среда са основа за жинота на хетеротрофните животни. Това определя особения състав на троглобионтната фауна - хищници и тяхните жертви - животните, хранещи се с гниещи вещества. Липсата на светлина има и други важни последствия. Много, но не всички, от пещерните животни са депигментирани-пигментът вече не им е нужен. Специфични са и циклите на развитие. Почти нямат значение толкова важните за "външната" фауна денонощни ритми. Съществено значение за физиологията на пещерната фауна има температурата. В дълбоките части на пещерите тя обикновено е постоянна (варира до 1-2°С)и е близка до средната годишна температура на местността близо до входа. В тропиците тази температура често е 25-28°С, в пещерите на Средиземноморието е 12-14°С, в пещерите на Средна Европа е 5 - 9°С. Температурата в българските пещери е най-често 10 - 12°С, no-рядко е по-ниска или по-висока (зависи от надморската пещера, от формата на пещерата, от големината на входа, от водните и въздушни течения и от други фактори). На всеки 100 метра изкачване температурата спада с 0,6-0,8°С. Понякога в пещерите се образува лед, но и в ледените пещери има живот, даже някои (Леденика) са особено богати. В някои пещери при особени обстоятелства се получават много високи температури (41-42°С в горещите пещери на Куба). Температурата на пещерните води обикновено е малко по-ниска (до 1°С) от тази на въздуха. В някои пещери се образува въглероден двуокис, който се задържа в ниски и слабо проветриви части на низходящи пещери. Той може да бъде опасен за пещерняците, но не оказва видимо влияние върху пещерните животни. Паяци живеят и при концентрация на СО до 15%. Особено голямо значение за повечето пещерни животни има атмосферната влажност. Най-често в пещерите тя е висока и доближава степента на насищане (95-100%). Обикновено троглобионтите имат тънки покривки на тялото и бързо изсъхват. Затова те избягват сухите пещери и силното въздушно течение. Биоспелеогия
107
Пещерните бактерии. В пещерните води се намират обикновено бактерии, познати от външната среда. Пещерният въздух е чист и затова пещерите се използуват за лечение на астма и други дихателни заболявания. Още през 1930 г. обаче унгарският спелеолог Ендрьо Дудич отбелязва, че в пещерната глина се срещат, заедно с хетеротрофните бактерии, още и автотрофни, които играят важна роля в обмяната на пещерните животни. Това са феробактерии (Leptothrix), тиобактерии (Beggiatoa) и нитробактерии. Феробактериите разлагат железния карбонат. През 1957 г. френският изследовател Комартен описа една особена феробактерия, която живее в глината и свързва атмосферния азот, под името Perabacterium spelei Caumartin. Нитробактериите (Nitrosomonas) Nitrosococcus, Nitrobacter) спомагат за минерализирането на протеините в пещерите. Пещерните протисти са бактериофаги. Много червеи и дори някои други пещерни обитатели (нифаргусите и протеите, докато са млади) са глинояди - поглъщат тинята по дъното на езерата така си доставят хранителни вещества (протисти, бактерии и витамини, които бактериите произвеждат). Осъществява се ендогенен подземен хранителен цикъл, независим от външната среда. Той основата за съществуване на много пещерни организми. Гъбите. Многобройни гъби са отбелязани в подземната среда, но никоя от тях не е чисто пещерна (с изключение на някои паразити по пещерните насекоми). Мухълът и плесените, които понякога се образуват върху глината и органичните останки, имат голямо значение като източник храна за троглобионтите. Растенията в пещерите. Макар, че първият трактат върху подземните растения е написан Скополи още през 1772 г., истински пещерни растения не съществуват. Някои висши растения попаднали в пещерите, израстват етиолирани (удължени и обезцветени) и скоро умират поради липса на слънчева светлина. Някои мъхове и водорасли обаче се развиват изобилно прожекторите в осветените пещери и могат да са сериозен проблем. Затова при обзавеждане туристическите пещери трябва да се използват лампи със студена светлина. Пещерните животни. Пещерната фауна е само част от подземната - много поширок понятие, обхващащо и обитателите на микрокаверните, недостъпни за човека. В европейските пещери живеят главно представители на две групи сухоземни безгръбначни: тези, които се хранят гниещи вещества (дъждовни червеи, мокрици -изоподи, многоножкидиплоподи, някои бръмбари) хищниците (скрипи, паяци, опилиони, псевдоскорпиони, някои бръмбари и др.). Особени екологични асоциации образуват живеещите по стените на пещерите (париетална фауна) и в прилепното гуано (гуанова синузия). В пещерите на тропиците, с тяхната висока температура (25 - 28°С) намираме животни от групи, които не се срещат в европейските пещери (хлебарки, ухолези, сколопендри скорпиони, кърлежи аргазиди). Там в гузното биомасата се развива до невиждани в Европа размери. Само хлебарките могат да достигнат до няколко килограма на квадратен метър. Протистите. Микроскопичните едноклетъчни организми, наричани протозои, протисти първаци, се срещат в пещерните води, в гуаното, по гниещите материали и глината. Досега са описани повече от 180 вида свободноживеещи едноклетъчни, повечето водни. Найчесто се срещат класовете камшичести (Mastigophora) и кореноножки (Rhizopoda, включват голите и черупчести амеби - разредите Amoebida и Testacea). Установени са и фораминифери (разред от клас Heliozoа Пещерните протисти нямат специфични приспособления за живот в подземната среда. Те се внасят там най-често от подземните води или от човека. Особена група съставят първаците, които живеят в пещерните животни (паразити) или тях (епибионти). В много троглобионтни животни са намерени грегарини, а по водните ракообразни живеят епибионтни инфузории. В България те са изследвани от видния специалист проф. В Големански. Водните безгръбначни животни. Подземните води съставят около 0,3% от всичката вода на земното кълбо. Голяма част от тях обаче се намират в почната, в системата от пукнатини, в около частиците пясък край рекике и в други среди, недостъпни за човека. Изследователите на подземната водна фауна често взимат своите проби от кладенци, извори и други места, където подземните води се свързват с повъхността Биоспелеологът в тесен смисъл се интересува no-скоро от водната Биоспелеогия
108
фауна на достъпните за пещери. В тях се среща малка част от богатата и обширна фауна на подземните води. Пробите в пещерите се взимат обикновено от подземните реки (тази част от тях, която протича в тъмнина), езерата, локвите по глината, капещата вода, джобчетата и синтрите. По-интересна е фауната на реките, които излизат от пещерите, отколкото на реките, които влизат в тях и вкарват под земята представители на "външната" фауна. . Основните групи животни, които можем да намерим в пещерните води, са следните: Протисти. Стотици видове камшичести, ресничести, ризоподи и други протисти са познати от подземните води, но никой от тях не може да се смята за изключителен обитател на тези води. По водните стигобионтни ракообразни (Niphargus, Protelsonia, Sphaeromides) живеят епибионтни ресничести от групите Peritricha и Suctoria. Гъби (Porifera). Това са предимно морски обитатели, които се срещат рядко в сладките води и още no-рядко под земята. През 1986 г. обаче от класическия карст беше описана една гъба от сем. Spongillidae, която нейните откриватели Скет и Великоня смятат за троглобионтна (стигобионтна)- Eunapis subterraneus. Хидрозои (Hydrozoa). В пещерите на Динарския карст от Словения до Херцеговина през 1971 г. Матяшич и Скет описаха единствената троглобионтна хидра Velkovrhia enigmatica (Athecata, сем. Bougainvilliidae). Плоски червеи (Plathelminthes). Най-познати в подземните води са планариите (Turbellaria, разред Tricladida). Бели планарии са наблюдавани често в българските пещери, но се остават непроучени, главно поради специалните изисквания при събирането. Интерес представляват и видовете от разред Temnocephalida, които са външни паразити по ракообразните. Почти всички видове от сем. Scutariellidae живеят под земята в Динарския карст и в Италия. Не са търсени у нас. Немертини (Nemertini). Един стигобионтен вид от тези червеи е описан от Херцеговина (Prostoma herzegovinense). Кръгли червеи (Nemathelminthes). Повечето нематоди в пещерните води спадат към родове и видове, познати извън пещерите. Има обаче и чисто пещерни нематоди (от сем. Desmoscolecidae). Те са познати от пещерите на класическия карст на бивша Югославия и от Пиренеите и поставят проблеми, тъй като са от морски произход, както и други обитатели на подземните води. Прешленести червеи (Annelides). Интерес за биоспелеолога представляват три класа от този тип: полихетите, олигохетите и пиявиците. Клас Polychaeta е съставен почти изцяло от морски животни. Два вида са описани от подземните води на Европа, но не са намерени в България. Troglochaetus beranecki е дребен (0,5- 1 mm), свободно живеещ полихет, познат кладенци и пещерни води от цала Европа и САЩ. Известен е от Румъния и може да се очаква в България. Морският терциерен р ели кг Manfugia cavatica (сем. Serpulidae) също е дребен полихет, но живее в малки калцирани туфи в някои пещери на Херцеговина. Пещерни полихети са известни и от други страни (Япония, Куба), но най-сензационната находка беше намирането на Namanereis beronis локви в една пещера в джунглите на Нова Гвинея през 1975 г, на 1700 m н.м.в. Род Namanereis е морски и се среща и в Черно море. Олигогохетите, към които спадат и дъждовните червеи, имат много представители в подземните води. Един от най-интересните нашенски представители е големият червей, който често виждаме по дъното на Жековото езеро в Лакатнишката Темна дупка. Той живее и в други пещери в България, 1 Македония, Румъния и Словения и се нарича Delaya bureschi (известен дълго време като Pelodrilus и Haplotaxis). 1-Воден многочетинест червей (Troglochaetus Олигохетите в българските подземни beranecki, Polychaeta) - 2 mm. Биоспелеогия 2-Пещерни охлюви
109
води са почти неизучени. Пиявиците (Hirudinea) са редки в подземните води. От разред Gnathobdellida . един вид (Haemopis caeca) беше описан от пещерата Мовиле в румънска Добруджа, в термални води с t° = 21°С. Тази сляпа и депигментирана пиявица е едно от многото чудеса на тази пещера, разположена само на 7-8 km от границата с България. В нашите пещери са намерени стигобионтната пиявица Dina absoloni и стигофилната Trochaeta bykowskii. Молуски. С изключение на Pisidium subterraneum и Congerиa kusceri, в света почти няма познати стигобионтни миди (Bivalvia). Останалите молуски в подземните води спадат към клас Gastropoda (охлюви). Водните охлюви (Mollusca, клас Gastropoda). От стигобионтните охлюви само два вида от Динарския карст и един от Нова Зеландия спадат към белодробните охлюви (Pulmonata). Почти всички останали са представители на сем. Hydrobiidae от групата Prosobranchia. Това са дребни охлювчета, които , живеят главно в изворите и по-редко в самите пещери. У нас са намерени в пещерите 7 вида от родовете Belgrandiella, Pontobelgrandiella, Saxurinator, Insignia и Cavernisa. Черупките на някои от тях можем да видим в пясъка и по стените на Пясъчната галерия в пещерата Темната дупка при гара Лакатник. В изворите у нас ще се намерят още много видове стигобионтни охлюви. Пещерните ракообразни (Crustacea). Представители на няколко разреда на този клас (според някои автори подтип) са характерни обитатели на пещерните води. Ремипедиите (Remipedia). Забележителните обитатели на морските пещери на Бахамските острови бяха открити едва през 1979 г. Смятани за разред или клас (ако ракообразните са подтип), ремипедиите са едно от най-големите зоологически открития на 20 век. Всичките 11 досега известни вида са слепи и депигментирани, дълги са от 9 до 45 mm и живеят в пещерите на Бахамските о-ви (7), Юкатан (1), Куба (1), Канарските о-ви (1) и Зап. Австралия(1) и много стигофилни мизиди в Португалия, Франция, Занзибар и др. В нашите пещери мизиди не са намирани, но не е изключено да се намерят. Мизидите (Mysidacea). Разредът включва около 800 вида от морски произход, от които 17 се смятат за стигобионтни (Spelaeomysis от Южна Италия, Мексико, Индия, Куба), Stygiomysis (Южна Италия, Антилските острови), Antromysis Пещерни ракообразни (клас Crustacea) (Юкатан, Куба, 1 - Спелеогрифус (Speleogryphus, Spelaeogryphacea) - Южна Африка Ямайка), Troglomysis 2 - Раче циклопс (Copepoda Cyclopoida) (пещ. Вйетреница З, 4 - Термосбени (Thermosbaena, Monodella, Thermosbaenacea) в Херцеговина), 5 - Мизида (Stygiomysis, Mysidacea) Heteromysoides 6 - Черупчесто раче (Cordocythere, Ostracoda) (Канарски о-ви) и Burrimysis (Балеарски острови). Има и много стигофилни мизиди в Португалия, Франция, Биоспелеогия
110
Занзибар и др. В нашите пещери мизиди не са намирани, но не е изключено да се намерят. Остракодите (Ostracoda). Повече от 300 стигобионтни вида са известни в този разред, или клас. Това са дребни ракообразни с черупки като малки мидички. Те живеят в тинята на подземните езера. У нас един вид (Pseudocandona eremita) е познат от Темната дупка при Лакатник. Циклопсите (Copepoda). Копеподите, смятани сега за подклас, са многобройни (над 10 хиляди) и имат много представители в подземните води. Специалистите ги разделят на 4 разреда, от които в нашите пещерни води са установени 32 вида от разред Cyclopoida, сем. Cyclopidae, и 22 вида от разред Harpacticoida, сем. Canthocaptidae. Много други видове са познати от хипорейните и други подземни води. От циклопоидите в пещерните води на България са намерени 16 стигобионтни вида от родовете Cyclops, Diacyclops, Speocyclops, Acanthocyclops. От разред Harpacticoida у нас са познати 12 стигобионтни вида от
Батинела (Bathynella, Syncarida)
Пещерен мамарец нифаргус (Niphargus, Amphipoda)
родовете Elaphoidella, Stygoelaphoidella, Maraenobiotus, Nitocrellopsis, Parastenocahs. Кладоцерите (Cladocera). Плаващите на подскоци из езерата "водни бълхи" са редки в подземните води и обикновено са представени от "външни" видове. Някои обаче (Alona hercegovinae и A. sketi от Динарския карст) са слепи и се смятат за стигобионти. Мамарците (Amphipoda). Към този многоброен разред (около 6700 вида) спадат познатите на пещерняците нифаргуси - бели рачета, движещи се настрани. Подземните мамарци спадат към най-големия подразред Gammaridea, с над 5000 вида. От тях над 700 вида от 133 рода се смятат за стигобионти. Най-много са в семействата Niphargidae (207 в.), Crangonycidae (116), Hadziidae (105), Bogidiellidae (80) и др. В българските пещери досега са намерени 7 стигобионтни вида, всички от род Niphargus. В пещерните реки навлизат и сивкавите, снабдени с очи, гамаруси (Gammarus). Има, обаче, и стигобионтни гамариди. В подземните води на съседните страни са намерени и представители на родовете Salentinella, Ingolfiella, Bogidiella и др. Те не са известни от българските пещери, но не са и търсени много внимателно. Водните изоподи (Isopoda). Представителите на седем от осемте подразреда на разред Isopoda, или мокрици, живеят във водата. Изключение прави само подразред Oniscidea, но и при него някои видове са водни. Такава е забележителната земноводна мокрица Bureschia bulgarica от Темната дупка при гара Лакатник. Пещерните водни мокрици у нас спадат към подразредите Asellota и Cymothoidea. Към нашите пещерни Asellota принадлежат семействата Asellidae (родовете Asellus, Proasellus), Stenasellidae (Protelsonia c два стигобионтни вида Protelsonia bureschi и Р.lakatnicensis) и Microparasellidae, дребни обитатели на фреатичните води, понякога се намират в пещерите. В пещерите на Нова Гвинея намерихме морския реликт Cyathura beroni Andreev, който е представител на сем. Anthuridae. Едни от най-забележителните и най-едри обитатели на пещерните води у нас са два вида от род Sphaeromides - S. bureschi и S.polateni. Тези едри, бели обитатели на пещерите край Церово и с. Полатен, Тетевенско, спадат към сем. Cirolanidae (с около 50 подземни вида) и морския подразред Cymothoidea. В други страни (Франция, бивша Югославия) в пещерите има и други подобни едри изоподи (Monolistra, Caecosphaeroma), но те принадлежат на сем. Sphaeromatidae от подразред Sphaeromatidea, засега неизвестен у нас. Пещерни ракообразни изоподи (разред Isopoda) Биоспелеогия
111
Десетокраките раци (Decapoda). Те се делят на два подразреда. Към първия (Natantia) спадат (в подземната среда) семейства свободно плаващи скариди Представители на Atyidae са родое Typhlatya (Мексико, Порто Рико, Куба) Troglocaris (Франция, Динарския карст Задкавказието). Прозрачните скаридки от троглокарис, дълги 1-3 cm, могат да очакват и в България. Към сем. Palaeminic се отнасят много стигобионтни родове. Palaemonetes, Troglocubanus, Macrobrachium и Typhlocaris (последните, с дължина 8-10 cm, са известни от Палестина, Либия и Южна Италия). Никое от тези чудеса на подземната фауна не е попадало досега на изследователите на българските пещери. Раците от другия подразред Reptantia пълзят по дъното на рекоте и езерата. Както и Natantia, те са с морски произход. Те се делят на три групи: Astacura (познатите ни речни раци), Anomura (раците 5 отшелници) и Brachyura 6 (крабовете). "Правите" раци (Astacoura) са най-добре застъпени в пещерите на 1 - Стеназелус (Stenasellus) Северна Америка (родовете 2 - Микрохарон (Microcharon) Orconectes, Cambarus, 3 - Тифлоциролана (Typhlocirolana) Procambarus, 4 - Микроцерберус (Microcerberus) Troglocambarus).B нашите 5 - Цекосферома (Caecosphaeroma) пещери понякога навлизат 6-Сферомидес (Sphaeromides) обикновените речни раци (Austropotamobius torrentium). През последно време особено се развиха изследванията върху пещерните крабове. Малка част от седемте хиляди вида известни на науката крабове живее в сладките води. Първият стигобионтен краб (Typhlopseudotelphusa mocinoi) бе описан от една пещера ва Чиапас (Мексико) едва през 1953 г. Последваха го много други от семействата Grapsidae, Gecarcinidae, Goneplacidae, Hymenosomatidae, Potamidae, Gecarcinucidae, Sundatelphusidae, Hydrotelphusidae, Trichodactylidae, Pseudotelphusidae и др. Почти всички троглобионтни (стигобионтни) крабове са описани през последните 30 години, благодарение на интензивното изследване на тропичната пещерна фауна. Те са известни от Малайзия Борнео (8 вида), Филипините (1), Нова Гвинея (2), Нова Британия (1), Тайланд (2), Ямайка (1), Мексико (4), Гватемала (3), Белиз (1), Южна Америка (4). В българските пещери сладководен краб е намиран само веднаж (Самара при с. Рибино, Кърджалийско). Паякообразните (Arachnida). Те са сухоземни животни, но в подземните води са Биоспелеогия
112
намерени много представители на водните акари. У нас в пещери те не са събирани, но много видове са известни от хипорейните и други подземни води. Насекоми (Insecta). Най-големият клас в животинското царство е слабо представен в пещерните води. По повърхността на пещерните локви и езера често могат да се видят колемболи, които живеят върху ципата на повърхностното напрежение. Те не са съвсем водни животни, но имат значение като храна за други обитатели на пещерните води. Като изключим случайно въвлечените от реките насекоми, само два разреда заслужават вниманието на биоспелеолозите. Големият разред на бръмбарите (Coleoptera) съдържа някои семейства, свързани с водната среда. В някои пещери в Африка, Япония и др. райони са намерени слепи и полуслепи водни бръмбари от сем. Dytiscidae). Те спадат към родовете Siettitia, Morimotoa, Пещерни ракообразни (клас Crustacea) Phreatodytes и др. Такива бръмбари 1-Рак троглокамбарус (Troglocambarus, (Platynectes beroni) откри и нашата Decapoda), САЩ експедиция през 1975 г в пещерите на 2 - Мокрица (Isopoda Oniscidea) Папуа Нова Гвинея. Те бяха описани от З-Скарида тифлокарис (Typhlocaris, покойния виден наш биоспелеолог и Decapoda)-Галилея познавач на водните бръмбари Васил Георгиев. Разредът двукрили (Diptera) включва някои комери от известния род Anopheles, чието развитие протича изцяло под земята в пещерите на Конго. Най-интересната находка из областта на пещерната ентомология през последните години е слепият воден скорпион Nера anophthalma в добруджанската пещера Мовиле (Nepidae, Heteroptera). Сухоземните безгръбначни животни Основните групи сухоземни безгръбначни в европейските пещери са: Червеите (нематоди и дъждовни червеи). Живеят в глината, гузното и гнилото дърво. Нямат специални приспособления към пещерната среда. Охлювите (клас Gastropoda). В българските пещери са установени 16 вида сухоземни охлюви (троглофили и троглоксени), главно от сем. Zonitidae. Към това семейство спадат и най-интересните видове-л индбергията (Lindbergia uminskii) от Птича дупка и други пещери на Централния Балкан и балканодискусът (Balcanodiscus frivaldskyanus) от някои пещери в Източните Родопи. Това са реликтни родове, чиито многобройни роднини живеят в пещерите на Гърция. Някои охлюви от пещерите на Далмация и Гърция са троглобионти, а в Задкавказието е намерен и троглобионтен гол охлюв -Troglolestes sokolovi. Сухоземни мокрици (Разред Isopoda, подразред Oniscidea). Това са единствените сухоземни ракообразни, които живеят в европейските пещери. В пещерите на тропиците обаче често се срещат крабове. И у нас веднаж бе намерен полусухоземен краб (в пещерата Самара при с. Рибино, Кърджалийско), но това е по-скоро изключение. Сухоземните мокрици, наричани още изоподи, са едни от най-многобройните и важни обитатели на южноевропейските пещери. Между тях има много троглобионти и ендемични видове и родове, а се и описват все нови. Те, заедно със стоножките, псевдоскорпионите и бръмбарите, са и едни от основните индикатори за характеризиране на фауната на отделни пещери или зоогеографски райони. В българските пещери са открити досега над 44 вида от които 20 са троглобионти, а 26 вида са ендемични за България (не се срещат другаде).Те са Биоспелеогия
113
описани от Карл Ферхьоф, Албер Вандел и от българския специалист Стоице Андреев. Троглобионти има само в семействата Styloniscidae (Cordioniscus bulgaricus от Бойчовата пещера при Логодаш, Благоевградско, най-северният представител на това реликтно в Европа семейство) и Trichoniscidae (останалите 19 троглобионта). Повечето видове спадат към родовете Trichoniscus и Hyloniscus. Особено интересни са Beroniscus capreolus (ендемит за пещерата Парниците), Bulgaronethes haplophthalmoides (ендемичен род и вид за пещерите при Пещера), Tricyphoniscus bureschi (ендемичен род и вид за пещерите на Стара планина) и една от малкото земноводни мокрици Bureschia bulgarica. Бурешията може да се види по мокрите стени над Жековото езеро в лакатнишката Темна дупка. Тя леко сменя водната и въздушната среда. Сухоземните мокрици живеят по глината и гнилото дърво, лесно се събират и са важни за биоспелеологията. Почти всички разреди паякообразни (Arachnida) се срещат в пещерите. Изключение са само солпугите. В българските пещери почти няма и скорпиони (рядко попада обикновеният Euscorpius carpathicus), но в пещерите на Мексико, Куба и други страни има слепи троглобионтни скорпиони. Дребните бели палпигради (Palpigrada) са намирани в някои пещери на Западна Стара планина, но намирането им изисква предварителна подготовка. От паякообразните в пещерите най-често се срещат паяците, опилионите и псевдоскорпионите. Срещат се и някои акари, но те не са характерни обитатели на пещерите. Пещерни паякообразни (клас Arachnida) Псевдоскорпионите 1 - Воден акар (Hydracarina) (Pseudoscorpionida) са дребни 2 - Псевдоскорпион (Neobisium, Pseudoscorpionida) (няколко mm) животни с щипки 3 - Скорпион (Typhlochactas, Scorpionida) като скорпионите, но без 4-Паяк (Telema,Araneida) "опашка". Те са малобройни в 5 - Сенокосец, или опилион (Buresiolla, Opilionida) пещерите, но са от особен биоспелеологичен интерес, тъй като много от тях са троглобионти и ендемити. В българските пещери са познати 15 вида от родовете Neobisium, Balkanoroncus и Roncus (сем. Neobisiidae) и много подребните хгониуси (род Пещерни паякообразни (клас Arachnida) Chthonius, Fam. Chthoniidae). От 1 - Воден акар (Hydracarina) тях 7 вида са троглобионти, но 2 - Псевдоскорпион (Neobisium, Pseudoscorpionida) от българските пещери има 3 - Скорпион (Typhlochactas, Scorpionida) събрани много други, все още 4 - Паяк (Telema,Araneida) неописани, троглобионтни 5 - Сенокосец, или опилион (Buresiolla, Opilionida) видове. Опилионите, или сенокосците (Opilionida) са чести обитатели на пещерите, но от познатите в българските пещери 20 вида само 4 са троглобионти. Опилионите са три подразреда. Два от троглобионтите са късокраки и приличат на акари. Те спадат към Биоспелеогия
114
подразред Cyphophthalmi. Единият (Sim beschkovi) е намерен от Вл. Бешков в Хайдушката пещера при с. Девенци, Плевенско. Другият (Tranteeva paradoxa)e единствен представител на ендемичния за България род Tranteeva, наречен на името на П. Трантеев. Той обитава Рушовата пещера, Яловица и Топля. Третият троглобионт е представител също на ендемичен заЛакатнишките пещери род Paralola (P. buresi, сем. Phalangodidae). Той е един от двата познати в България вида от разпространения главно в тропиците подразред Laniatores. Четвъртият троглобионт също е характерен за Западна Стара планина и се нарича Paranemastoma (Buresiolla) bureschi (сем. Nemastomatidae). Друг, троглофилен, вид от същия род (Paranemastoma radewi), е познат от 100 български пещери. Другите опилиони са троглоксени. Паяците (разред Araneida) са представени в българските пещери с около 80 вида (около една десета от българските паяци), от които само два могат, и то условно да се смятат за троглобионти. В Гърция, Далмация и други части на Средиземноморието по ред причини има много повече троглобионти. У нас те са изучени от Пенчо Дренски, но главно от Христо Делчев, който е публикувал редица нови видове. Над 30 вида спадат към сем. Linyphiidae, включително и двата троглобионта Centromerus bulgarianus (от 4 пещери) и Troglohyphantes drenskii (от Сухата дупка при Велинград). Тези дребни паячета (главно от родовете Centromerus, Porrhomma, Lepthyphantes, Troglohyphantes и Antrohyphantes) могат да се видят по гнилото дърво, по сталагтитите и покрай стените на пещерите. Много повече се хвърлят на очи едрите представители на париеталната (стенната) фауна от родовете Tegenaria, Meta и Nesticus. В пещерите на Западна Стара планина са намерени и два ендемични вида от род Protoleptoneta (Fam. Leptonetidae). От четирите класа на стоножките (Myriapoda) често се намират в пещерите скрилите (Chilopoda) и диплоподите (Diplopoda). Скрилите са хищни, някои представители на сем. Lithobiidae от разред Lithobiomorpha са троглобионти. Такива у нас са жълтите Lithobius lakatnicensis, Пещерни многоножки и нисши насекоми които можем да видим в 1 - Камподея (Campodea, Diplura) лакатнишките и някои други 2 - Стоножка трахисфера (Trachysphaera, Glomerida, пещери. По-рядко се срещат в Diplopoda) европейските пещери видове 3 - Колембола (Pseudo$/ne//a, Collembola) от другите разреди - тънките и 4 - Скрипя литобиус (LJthobius, Lithobiomorpha, дълги Geophilomorpha и Биоспелеогия
115
сколопендрите. (Scolopendromorpha). В европейските пещери не се срещат едрите и опасни сколопендри, но в пещерите на тропична Америка те са в изобилие. В пещерите на Балканския полуостров намираме по-дребните сколопендрички от род криптопс (Cryptops). По стените и таваните на пещерите може да се види един вид от разред Scutigeromorpha - дългокраката скутигера (Scutigera coleoptrata), чиито крака лесно се откъсват при хващане. В пещерите на ЮИ Азия живеят огромни скутигериди, но те не са опасни за човека. Диплоподите имат по две двойки крака на всяко членче. В пещерите много често се намират ендемични троглофили и троглобионти, много характерни за дадения район. Една трета от българските видове диплоподи (над 30 вида) са известни само от пещери. По-често срещани от пещерняците са следните диплоподи: сем. Trachysphaeridae (Трахисфериде) - дребни, топчести трахисфери, някои са троглобионти. сем. Polydesmidae (Полидезмиде) - плоски стоножки, повечето са троглофили или троглоксени. сем. Anthroleucosomatidae (Антролеукозоматиде) - В българските пещери се срещат 10 вида от родовете Bulgarosoma, Stygiosoma, Anamastigona и Bulgardicus, всички троглобионти. Характерни са белите стоножчици, често срещани в Леденика (Bulgarosoma bureschi) и Ягодинската пещера (S. meridionale). Ендемични за България са родовете Bulgardicus от Карлуково и Stygiosoma от Манаиловата пещера. сем. Schizopetalidae (Схизопеталиде) - три вида от едрите стоножки от род Balkanopetalum са ендемични за България (В. armatum в Западна Стара планина, В. rhodopinum и В. beshkovi в Родопите). сем. Julidae (Юлиде) - от многото видове на семейството характерни за нашите пещери са родовете Typhloiulus, Serboiulus (троглобионти) и Apfelbeckiella (троглофили). Насекоми (Insecta). Представители на редица разреди насекоми се срещат в българските пещери. Някои (Heteroptera, Ephemeroptera, Plecoptera, Megaloptera) са намерени случайно, най-често въвлечени от влизащи от вън води. Редовно се срещат в пещерите видове от разредите Collembola, Diplura, Orthoptera, Coleoptera, Diptera, Trichoptera и Lepidoptera. Някои цикади и листни въшки (Homoptera) живеят по корени на дървета, които се спускат от таваните на пещерите. Макар и рядко, в пещерите се намират и видове от разредите Thysanura, Psocoptera и Hymenoptera. Колемболи (Collembola). Срещат се почти във всяка пещера, у нас в пещерите са познати 49 вида, от които 7 се смятат (доста условно) за троглобионти, Те спадат към родовете Onycychiurus, Protaphorura (Onychiuridae), Pseudosinella (Entomobryidae) и Tomocerus (Tomoceridae). Диплури (Diplura). В много пещери се наблюдават бели насекоми с антени отпред и дълги нишковидни придатъци (церки) отзад. Това са диплурите (у нас 3 троглобионтни вида от род Plusiocampa). По-рядко се намират представители на друго семейство - Japygidae. Троглобионтни япикси са намерени в пещерите на Сардиния, Гърция, Афганистан и Конго. У нас също си струва да се търсят. В многократно посещаваната туристическа пещера Кутуки край Атина чак през 1980 г. беше намерен забележителният нов вид и род Trogljapyx hauseri. Тизанури (Thysanura). Някои видове от сем. Nicoletiidae се срещат в пещерите и могат да се смятат за троглобионти. Те са слепи и депигментирани. Четирите вида от род Cubacubana, които обитават Антилските острови, са познати само от пещерите. У нас николецииди не са намерени в пещерите, но не е изключено да се намерят. Хлебарки (Dyctioptera). Пещерни хлебарки от подразред Blattaria, понякога в огромен брой, се срещат в много тропични страни, но не и в Европа. Някои (род Alluaudellina от Африка и Хималаите) са морфологично нестабилни и всред един и същ вид се наблюдават екземпляри с различна степен на редукция на крилата и очите. За истински троглобионти (пълна липса на очи и крила, много удължени крака, пълна депигментация) се смятат два вида от род Spelaeoblatta от Бирма и Trogloblatella nullarborensis от Австралия. Три вида от род Loboptera, описани от пещери на о. Тенерифе (Канарски острови) са също троглобионти. Правокрили, или скакалци (Orthoptera). В пещерите край западната ни граница и в Биоспелеогия
116
Родопите са намерени представители на интересните пещерни скакалци от сем. Raphidophoridae. Засега се смята, че те спадат само към един вид: Troglophilus neglectus. На юг от нашата страна, в пещерите на Гърция, са разпространени много видове от друг род пещерни скакалци -Dolichopoda, но те у нас не са открити. В пещерите има и щурчета от род Discoptila. В други страни (Южна Азия, Мексико, Австралия) живеят много други видове пещерни скакалци. Те са хищни и се хранят с други пещерни секоми. Бръмбари (Coleoptera). Представителите на семействата Cararabidae и Cholevidae са измежду й-забележителните пещерни итатели и не е чудно, че са описани преди другите групи
1
2
Пещерен щурец (Pheophilacris)
животни. Първото описано пещерно безгръбначно е бръмбарът Leptodirus 3 hohenwarti от Постойна 1831 г). Първите безгръбначни съобщени от пещерите на България, Гърция, Словения и др. страни, са бръмбари. От многобройните семейства разред Coleoptera (твърдокрили, или бръмбари) само няколко са пригодени към постоянен живот в пещерите. Най-честите троглобионти дребните кафяви 4 бръмбарчета сем. Cholevidae (Catopidae), които живеят по гнилото дърво, глината и гуаното. В европейските пещери Пещерни бръмбари (разред Coleoptera) троглобионтите спадат почти изцяло към 1,2,3,4 – сем. Cholevidae, подсем. Leptodirinae подсемейството Lptodirinae, по-известно Bathysciinae като Bathysciinae. Повечето нашенски 5,6,7 – Дувалиус, фегомизетес, афенопс (Duvalius, видове имат вална форма, но в пещерите Pheggomisetes, Aphaenops), сем. Бегачи (Carabidae, по адриатическото крайбрежие живеят Trechinae) странни дългокраки лептодирине с топчести коремчета (Leptodirus). В България такава странна форма има само ендемичният род и вид Genestiellina gueorguievi от пещерите в Троянско. В нашите пещери са познати 24 вида от Fam. Catopidae, от които 16 от подРат. Leptodirinae. Между тях са и всички троглобионти в Биоспелеогия
117
семейството, всички ендемични за България. Останалите са троглофили и троглоксени и спадат към подРат. Cholevinae (Catopinae). Троглобионтиге спадат към родовете Netolitzkya (Средния Предбалкан), Hexaurus (Средна Стара планина), Beronia (Белоградчик), Beroniella (Тетевен), Balcanobius (Етрополе), Genestiellina (Троянско), Beskovia (Черепиш), Radevia (Врачанската планина), Bureschiana (Източни Родопи), Rhodopiola (Бачково), Bathiscia (Ягодина) и Tranteeviella (Тетевенско). Бръмбарите-бегачи са представени от троглобионти, троглофили и гуанофили, но троглобионтите са представени у нас от подсемейството Trechinae, и по-специално от родовете Pheggomisetes (светломразци) и Duvalius. Жълтеникавите полупрозрачни светломразци са дали импулс на д-р Буреш да започне през 1922 системното изследване на българската пещерна фауна. Те са три вида и се срещат в много пещери на Западна Стара планина, почти без да преминават на изток река Искър. Има ги в Леденика, пещерите при Лакатник, Гинци, Комщица, из Врачанската планина, при Карлуково и др. Родът е практически ендемичен за България (намерен е и в Царибродско). Дувалиусите (почти всички от под род Paraduvalius) са по-дребни и по-малобройни. Те спадат към род, широко представен в Средиземноморието. У нас се срещат главно в пещерите на Стара планина и помалко в Родопите. Забележителният троглобионт Rambousekiella ledenicensis е описан от пещерата Леденика през 1925 г. и оттогава почти не е намиран.. От другите бегачи, които се срещат в българските пещери, по-интересни са едрите гуанофилни видове от род Пещерни бръмбари (разред Coleoptera) Laemostenus. Някои троглофилни 1 - Пселафид (Texamaurops, Pselaphidae), САЩ видове от род Trechus са чести в 2 - Воден бръмбар (Phreatodytes, Dytiscidae), Япония пещерите. 3 - нимфа на Leptodirinae От останалите семейства 4-ларва на Leptodirinae бръмбари заслужават внимание 5, 6 - жизнени цикли на Leptodirinae три - дребничките Pselaphidae, продълговатите гуанофилни Staphylinidae и подземните хоботници (Curculionidae). Стафилинидите най-често са представители на родовете Atheta (дребни) и Medon и Quedius (едри). В Северна Африка живеят и троглобионтни слепи стафилиниди (Apteranillus, Apteraphaenops), каквито няма в Европа. Понякога по висящите от пещерните тавани корени се срещат слепи подземни хоботници от род Troglorhychchus (у нас два вида). В пещерите Бату в Малая живее светещият бръмбар Lychnicrepis antricola от семейството на светулките (Lampyridae). Вероятно е в българските пещери да се намерят и други троглобионтни бръмбари. Със своя ендемизъм, Биоспелеогия
118
с особената си биология и физиология и с еволюционните си възможности те представляват голям интерес за науката. Дървеници (Heteroptera). Само 4 вида от този голям (35000 вида) разред могат да се смятат за троглобионти. Това са Cavaticovelia aaa и Nesidiolestes ana от Хавайските острови, Collartida anophthalma от о.Йеро (Канарски острови) и Л/ера anophthalma от пещ. Мовиле в Северна Добруджа. От познатите до 1977 г 55 вида Heteroptera, намерени в пещери, 35 са спадали към сем. Reduviidae (подсем. Emesinae) и 20 към Cimicidae. Голямата изненада е било откриването в румънска Добруджа на напълно сляп вид от род Л/ера, който род не живее под земята. Хомоптери (Homoptera). В много пещери се срещат дребни цикади (Auchenorhyncha), някои от които са слепи и с редуцирани крила. Някои видове от род Meenoplus (Meenoplidae) от пещерите на Канарските острови са троглобионти. У нас по корени на дървета са намерени цикади от сем. Cixiidae. От Мадагаскар е описан троглобионтен род и вид циксиида Typhlobrixia namorokensis. Двукрили (Diptera). По стените на пещерите и по прилепното гуано се срещат много видове мухи и комарчета от сем. Mycetophilidae, Heleomyzie, Phoridae, Sphaeroceridae, Muscidae и др. Те са троглоксени Двукрили насекоми (разред Diptera) или троглофили -гуанофили. По 1 • Комар арахнокампа (Arachnocampa, прилепите живеят паразитни мухи от Mycetophilidae) сем. Nycteribiidae и Streblidae. В някои - Нова Зеландия пещери зимуват в голям брой комари 2-Безкрила муха алопниксия (Allopnyxia), Италия от род Anopheles. В африканските 3 - Безкрила прилепна муха (Stylidia, Nycteribiidae) пещери има анофелеси, целият цикъл 4 - Комар анофелес (Anopheles, Culicidae) 5 - Безкрила муха мормотомия (Mormotomyia), Кения на които се развива под земята. От пещерните двукрили обаче вероятно най-интересни са видовете от род Arachnocampa (Mycetophilidae). Хиляди ларви на троглофилната Arachnocampa luminosa висят на светещи нишки в прочутата пещера Вайтомо в Нова Зеландия. Ручейници (Trichoptera). В пещерите се срещат три рода от тези кафеникави насекоми, подобни на пеперуди (Stenophylax, Micropterna и Mesophylax). Те стоят обикновено по стените. Ларвите им се развиват във водата извън пещерите. Ручейниците се смятат за редовни троглоксени. Пеперуди (Lepidoptera). По стените на пещерите обикновено се наблюдават два вида от род Triphosa (Geometridae, плоски, разперени и прилепени за стената) и един вид нощенка Scoliopteryx libatrix. Понякога влизат и други видове, но по-характерни са обитаващите в Биоспелеогия
119
гузното молци. Повечето от "пещерните" пеперуди са троглоксени. Гръбначните животни в пещерите. Пещерни риби Всички основни класове гръбначни животни имат представители в пещерната фауна, но много от тях живеят в тропичните и други извъневропейски пещери. У нас найхарактерните пещерни гръбначни са прилепите и хайдушките гарги. Рибите. В пещерните води на много страни на всички континенти (без Европа) са открити слепи риби, които никога не напускат подземната среда. Интересен факт е, че в континентът с най-богата и разнообразна пещерна фауна (Европа) няма нито един вид чисто пещерна риба. В нашите пещери понякога се виждат риби (пъстърви, мрени и др.), но те са случайно навлезли отвън. Забележителни слепи риби живеят в пещерите и подземните води на Мексико, САЩ, Бразилия, Куба, южен Китай, Иран, Ирак, Конго, Мадагаскар и др. страни. Първата пещерна риба (Amblyopsis spelaeus от САЩ) е описана още през 1842 г., но от Китай и др. всяка година се описват нови видове. Земноводните. В българските пещери може да се види само някоя жаба или дъждовник, потърсили подслон от лъчите на слънцето. По далматинското крайбрежие на Словения и Хърватско обаче в пещерните води живее прочутият пещерен протей (Proteus anguiuinus), първото пещерно животно, съобщено още през 1689 г. Негови далечни роднини (род Hydromantes от Fam. Plethodontidae), но не слепи, обитават пещерите на остров Сардиния. Други представители на безбелодробните саламандри (Plethodontidae) са чести посетители на пещерите в Мексико и в южната част на САЩ. Около 40 вида от това семейство посещават пещерите, много от тях имат редуцирани очи, а 6 вида от родовете Typhlotriton, Gyrinophilus, Typhlomolge, Eurycea и Haideotriton се смятат за троглобионти. Жаби, подобни на нашите дървесници, но спадащи главно към род Eleutherodactylus (Fam. Leptodactylidae), често живеят в пещерите на Куба и други пещери на Новия свят. Влечугите. Една от причините хората да се боят от пещерите е вярването, че "там има змии". Това за българските пещери не се отнася - в тях нормално влечуги не живеят, но в други пещери по входовете е пълно с гущери - гекони, а във вътрешността са се пригодили да живеят няколко вида змии, В пещерите в Азия един вид смок (Elaphe taeniura) често навлиза дълбоко, за да лови прилепи. Още по-специализирана е кубинската боа епикратес (Epicrates angulifer). Десетки от тези големи ендемични змии, които кубинците наричат "маха", могат да се видят в пещерите на Куба, Протей (Proteus anguinus) включително и в горещите пещери на Ориенте, където те ловят излизащите вечер хиляди прилепи от вида Phyllonycteris poeyi. Някои пещери носят името "змийски"(Куева де лос Махаес). Птиците. Измежду десетината хиляди вида птици в света едва 5-6 могат да се смятат за "пещерни" (можем да ги наречем троглофили). Най-прочута е "маслената птица ", или гуачаро (Steatornis caripensis), която е описана от самия Хумболт от Венецуела и се среща в пещерите Биоспелеогия
120
на тропична Южна Америка. Тя образува отделен род и семейство в разреда на козодоите. Ориентира се в пещерите посредством "сонар", като издава щракащ звук с честота 7000 херца (не ултразвук!) и улавя отразеното от препятствията ехо. Известната венецуелска пещера "Куева дел Карипе", откъдето Хумболт е описал през 1799 г странната птица, е от 1949 г. част от Националния парк Александър фон Хумболт. Преди това индианците са избивали хиляди от тлъстите малки на гуачаро за добиване на мазнина, която са използували за храна и за лампите си. Други прочути пещерни птици са далекоизточните "лястовици" (всъщност бързолети) салангани (род Соllоса//а). Стотици хиляди, а в някои пещери на Калимантан даже и милиони от тези добри летци гнездят по високите тавани и стени на пещерите в Малайзия, Индонезия, Южен Китай и други страни. Те също се ориентират не с ултразвуци, а със "сонар" - слаби щракания с честота до 5000 херца. Гнездата им са изградени от застинала слюнка (понякога смесена с водорасли). Местните жители се катерят с невероятна ловкост по стените и по дълги бамбукови прътове, събират гнездата и ги продават в Китай, където супата от "лястовичи гнезда" много се цени. Някои други птици също гнездят в пещерите (африкански скорци), а у нас няколко метра навътре от входа могат да се намерят гнезда от червеногръдка или други птици. В пропастите на България, в Пиренеите и други страни не е рядкост да се намерят гнезда на хайдушки гарги (Pyrrhocorax graculus). Ямата при с. Лакатник, Чавките на връх Соколец, Гаргина дупка, пропастта Целикокаве в Албания и пр. Бозайниците. В европейските пещери се срещат видове от разредите гризачи, хищници и прилепи. Някои мишки изкопават дупките си или живеят между камъните дълбоко в ещерите, вкл. и българските. В Мексико е известен плъхът неотома, който е почти изцяло пещерен. Той не е сляп (в света не са известни троглобионтни бозайници), а из пещерите се ориентира, като маркира пътя си с капки урина. Големият сънливец, или съсел (Myoxus glis) може да бъде видян по стените на пропастите или в привходните части на пещерите. Из българските пещери не е рядкост да видим дупки от лисици или язовци и купчинки с изпражненията им. В пещерите на Азия са виждани леопарди или дори тигри. Някога и в европейските пещери са живяли изчезналите днес едри хищници-пещерните мечки, хиени и лъвове. В Уганда, по склоновете на пл. Елгон, са прочутите Слонови пещери, където слоновете влизат в търсене на някои минерални соли. В крайморските пещери (и у нас край Камен бряг и Маслен нос) живеят или са живяли тюлени. Най-характерните пещерни бозайници са прилепите, Разред Chiroptera се поделя на два Голям подковонос подразреда: едрите плодоядни прилепи, или летящи (Rhinolophus ferrumequinum) лисици (Megachiroptera) и обикновено по-дребните насекомоядни прилепи (Microchiroptera). Някои от плодоядните прилепи живеят и в пещерите, като често образуват огромни колонии (Прилепната пещера, или Гуа Лауа на остров Бали). Пещерни са и най-близките до Европа Биоспелеогия
121
плодоядни прилепи Rousettus aegyptptiacus, които се срещат на о. Кипър и в Мала Азия. Всички европейски прилепи се отнасят към насекомоядните. В Европа те са 30 вида, от които 29 са намерени и в България. Между тях подчертано пещерни са големите нощници (Myotis myotis, M. blythi oxygnathus), пещерните дългокрили (Miniopterus chreibersi) и всичките пет вида подковоноси (род Rhinolophus). В пещерите често влизат и други видове прилепи, Голям подковонос (Rhinolophus ferrumequinum) особено за зимуване (дребни видове от родовете Myotis, Pipistrellus, Plecotust Barbastella, Eptesicus). Някои български "прилепни пещери" съхраняват едни от последните големи зимуващи или размножителни колонии на прилепи в Европа. Необходимо е за тях да се полагат особени грижи, да не се безпокоят прилепите, най-вече през размножителния сезон (юни-юли) и по време на зимуването. Всички видове прилепи у нас са под закрила на закона, а много от тях са сериозно застрашени. В тропичните страни живеят повечето от известните в света около 1000 вида прилепи. В някои пещери в Мексико и други страни се събират колонии по няколко милиона всяка. Те често са съставени от прилепи, спадащи към други семейства, а не към европейските Rhinolophidae и Vespertilionidae. В пещерите на Мексико и Южна Америка се срещат и вампири (Desmodontidae), които се хранят с кръв и често пренасят бяс. Събиране и консервиране на пещерни животни. Пещерна фауна се събира по много начини. Най-елементарният е чрез пряко събиране при оглеждане на субстрата (камъни, гуано, гнило дърво, сталагмитови повърхност) и събиране с меки пинцети, навлажнена четчица или ексхаустор (стъклен цилиндър с шлаух и тръбичка за всмукване). Друг активен начин е като се вземе субстрат (гуано, детрит) и се екстрахират от него животните с фуния на Тулгрен - Берлезе. Почти всички животни се събират в етилов алкохол с концентрация около 70-75%. Някои групи (планарии) изискват по-специални разтвори, напр. течността на Бошан (пикринова киселина 1 д, алкохол 80% 150 cc, формалин 40% 60 сc, ледена оцетна 15 cc). Дъждовните червеи и охлювите се умъртвяват в пълна с вода епруветка с 5% алкохол, след което се прехвърлят в по-силен алкохол. Бръмбарите и другите насекоми могат да се събират в епруветки с оцетов етер, за да не се втвърдят. Има различни методи за събиране на водна пещерна фауна (със сакче, с мрежа на Цветков, с промиване на тинята и др.). Както водната, така и сухоземната фауна могат да се събират по-ефикасно с примамки или капани. Използува се развалено месо, бира, сирене или други органични материали. Те се поставят в специални панички или в пластмасови бутилки, които се обозначават добре. Когато се поставят капани, на дъното на съда се налива чист етилен-гликол без миризма или друга фиксираща течност. Капаните трябва да се проверяват често и след приключване на експеримента на всяка цена се изнасят от пещерата. Оставените там с месеци и особено изоставените капани могат да нанесат големи поражения на пещерната фауна и напълно да унищожат фауната на някоя по-малка пещера. Събраните в епруветки пещерни обитатели се етикетират ВЕДНАГА, като на етикета се пише с молив името на пещерата, селището, датата на събиране, събирача, евентуално и други данни (температура, биотоп, място в пещерата). Повече данни се нанасят в бележника, като се отбелязва номерът на съответната находка. При пренасяне на живи животни се използуват епруветки или други стъклени съдове, на дъното на които има навлажнена гипсова подложка. Те се нареждат в термос или друг изотермичен съд. Етикетите се приготвят предварително и се поставят вътре в епруветката. Разпределянето на материала се прави в лабораторията под бинокуляр, като се внимава за някои много дребни организми. Троглобионтите са под защита на закона и затова се събира само необходимият за изследване брой. Биоспелеогия
122
Библиография Берон П. 1986. Развитие на българската биоспелеология в периода 1977-1985 г. и преглед на съвременната проученост на българската пещерна фауна. - Български пещери, 4: 53-63. Буреш Ив. 1924. Пещерна фауна в България. - Трудове на Бълг. прир. д-во, 11:143-166. Буреш Ив. 1931. Пещери и пещерна фауна в България. - Летопис на БАН, 13: 75-92. Георгиев В. 1961. Живот във вечния мрак. - Изд. "Народна просвета", С., 63 с. Георгиев В. 1966. Очерк върху пещерната фауна на България. - Изв. Зоол. Инст. Муз., 21: 157-184. Вегоn Р. 1972. Essai sur la faune cavernicole de Bulgarie. III. Resultats des recherches biospeologiques de 1966 u 1970. - Int. J. Speleol., 4: 285-349. Вегоn P. 1976. Subdivision zoogeographique de la Stara planina occidental (Bulgarie) d'apres sa faune cavernicole terrestre. - Acta zool. bulg., 4: 30-37. Beron P. 1978. Aper^u sur la composition, I'origine et la formation de la faune cavernicole de la Stara planina occidentale (Bulgarie). - Int. J. Speleol., 9(1977/78): 197-220. Beron P. 1994. Resultats des recherches biospeologiques de 1971 £ 1994 et liste des animaux cavernicoles bulgares. - Tranteeva, Sofia, 1:137 p. Beron P., V. Gueorguiev. 1967. Essai sur la faune cavernicole de Bulgarie. II. Resultats des recherches biospeleologiques de 1961 u 1965. - Bull. Inst. Zool. Sofia, 24:151-212. Ginet R., V. Decou. 1977. Initiation й la Biologie et £ I'Ecologie souterraines. - J.-P. Delarge Ed., Paris, 345 p. Gueorguiev V. 1977. La faune troglobie terrestre de la peninsule Balkanique. Origine, formation et zoogeographie. -Ed. De ГАс. Bulgare de Scl, Sofia, 182 p. Gueorguiev V. 1992. Subdivision zoogeographique de la Bulgarie d'apres sa faune cavernicole terrestre. - Acta zool. bulgarica, 43: 3-12. Gueorguiev V., P. Beron. 1962. Essai sur la faune cavernicole de Bulgarie. -Ann. de Speleologie, Toulouse, 17(2-3): 285-441. Juberthie Ch.,V. Decu (Eds). 1994. Encyclopaedia biospeologica, Moulis- Bucarest, Vol.I, 834 p. Vandel A. 1964. Biospeleologie. La biologie des animaux cavernicoles. - Gauthier-Villars Ed., Paris, 619 p.
Биоспелеогия
ОСНОВНИ ПРОБЛЕМИ ПРИ ИЗСЛЕДВАНЕТО НА НАЙРАННАТА ИСТОРИЯ НА ЧОВЕКА, АРХЕОЛОГИЯ И СПЕЛЕОЛОГИЯ Стефанка Иванова, АИМ-БАН ВЪВЕДЕНИЕ Началото на човешката история е един от най-вълнуващите етапи в развитието на човечеството и буди огромен интерес в съвременния човек.Зората на нашата цивилизация, най-ранните следи от човешко присъствие на земята, първите стъпки на човека в началото на дългият път на заселването на планетата вълнуват въображението . От древни времена хората търсят отговори на въпросите: от къде сме дошли, какво е било преди нас, от къде идва умението на човешката ръка да направи каменна брадва, да извае склуптура. Защо човекът е вдигнал очи към светлината на звездите, сътворил прекрасна музика, създал богове, на които да се се кланя. АРХЕОЛОГИЯТА е науката, която въз основа на намерените материални следи от дейността на човека, се стреми да даде отговори на въпросите, свързани с най -ранната човешка история . ПРАИСТОРИЯТА е науката, която изучава развитието на човещкото общество - от появата на човека - до появата на писмеността. Най-ранният период на праисторията включва старокаменната епоха - ПАЛЕОЛИТ (от палайос - стар и литос - камък).Началото на палеолита се отнася към първите следи от появата на човека - преди 3 милиона години и завършва с края на последното заледяване 10 000 год. ВР. Това е най-продължителният период в историята на развитието на човешката цивилизация.. Свързан е с уменето на човека да създава каменни и костни сечива, да ловува, да лови риба, да създава костени и каменни произведения на изкуството, да рисува върху стените на пещерите, да използва огъня, да погребва своите мъртви. През палеолита човекът създава и развива адаптационните си умения, които му позволяват да просъществува и да се утвърди като една от найустойчивите форми на живот на Земята. Изследванията на корените на човешка цивилизация са съпроводени с изключителни трудности и съществено се различават от методите на изследване на по-късните праисторически периоди: от една страна тогава възможностите на човека да остави следи от своето съществуване и дейност са твърде ограничени - не познава керамиката и метала, не води уседнал живот, няма писменост, не създава стабилни градежи. От друга страна - от този период ни делят стотици хиляди, понякога и милиони години. Твърде малки са възможностите незначителните следи от човешко присъствие да оцелеят до днес. Съвременният човек има обща (а и не винаги реална) представа за обкръжаващата нашия прародител среда, която е определяла начина му на живот. Поради това достоверната интерпретация на намерените следи често е невъзможна Понякога се изказва съмнение за ползата от изучаването на човека в такава далечна епоха - от тогава всичко коренно е променено. Днес не съществува голяма част от света, който тогава е заобикалял човека - изчезнали са животните, които е Основни проблеми при изследване
1
преследвал, горите, тундрата и степта, в които е живял, не е останало почти нищо от създаденото от неговата ръка. Но именно в онази далечна епоха са се създали и развили механизмите на адаптация, които днес определят поведението на човека в заобикалящата го действителност. В основата на най-сложните модерни технологии е мотивацията на интелекта, създал първите оръдия от кремък кост и рог. НЯКОИ ОСНОВНИ ПРОБЛЕМИ НА ПАЛЕОЛИТНИТЕ ПРОУЧВАНИЯ • В търсене на началото Корените на спора за произхода на човека стигат далеч назад във времето. Хилядолетия наред човечеството се опитва да разгадае тайната на своя произход. Няма народ в света без предание за своето начало, отразяващо неукротимата страст за познаване на собствената история. През дълъг период властва библейската теория за създаването на света и човека. Сега може да изглежда забавно твърдението че светът е създаден за шест дни, но само преди няколко века , вярата в безгрешността на това твърдение, е всеобща и безрезервна. През 19 век обаче се натрупват твърде много факти, които изискват обяснение. През 1859 година излиза знаменитият труд на Ч.Дарвин " За произхода на видовете", в който се доказва твърдението че съвременният животински и растителен свят има общо родословие с древните животни и растения. По-късно, през 1871 г, в "Произход на човека" Дарвин убедително доказва, че процесът на развитие е валиден и за човека , че той е последното, найвисоко организирано звено във веригата на развитие и е в родствени връзки с останалия животински свят. Човекът и човекоподобните маймуни произхождат от един и същ общ прадед, живял в отдалечен геологически период. С това се поставя въпросът за "липсващото звено" - общия прародител на човекоподобните маймуни и човека. Не по-малко спорен е и въпросът за люлката на човечеството -къде е станало отделянето на човешкия род от общото стъбло: Африка, Азия, Европа? До днес продължават да се откриват нови изкопаеми форми на рода Хомо и всяко от тези открития разширява кръга на неизяснените проблеми. В Европа, още в 1830 г, в близост до град Лиеж, е намерен череп на изкопаем човек, но допотопността на находката е неприемлива дори за известните специалисти, и е забравена, а когато години по-късно черепът е реконструиран и публикуван - "голямата битка за неандерталеца" вече е отшумяла. Във шкафа и без последствия е прибрана и една находка от 1857 г от Гибралтар. Въпросът за неандерталеца се поставя през 1857 година. В каменна кариера в долината на р.Неандертал, приток на Рейн, са намерени череп и парче от раменна кост. Техният откривател - учителят Фулрот, ги определя като изкопаеми кости на пратип на човешкия род. Но авторитетните немски анатоми - едни от най-добрите за времето си специалисти, отхърлят това твърдение. Важното откритие е забравено за следващите 30 години до намиране на два неандерталски скелета в пещера в Белгия, но вече придружени с кости на мамут и космат носорог, подкрепящи древната им възраст.И тъкмо започва да се изгражда системата за развитие на изкопаемите и "загатката на пилтдаунския череп" намерен през 1912 година в кариера за чакъл в Англия разбунва духовете. Дълбочината, на която са намерени останките и вида на намерените заедно с тях кости на изкопаеми животни,
Основни проблеми при изследване
2
определят възрастта на черепа на няколко стотин хиляди години. Находката обръща надолу с главата всички изградени до тогава представи за изкопаем череп размерите на мозъка и формата били сравними с тези на съвременния човек, но формата на челюста - маймунска. До известна степен е удовлетворено човешкото тщеславие - все пак е по-престижно да имаш голям череп, и лице на маймуна, а не обратното.Зад пилтдаунската находка застават двама от най-авторитетните за времето учени. 40 години по-късно се доказва че "пилтдаунската находка" е фалшификат - челюстта е на маймуна' а черепа на живял преди 500 години индивид. В края на 19 век мисълта за неандерталеца като реално древно същество започва да се приема по-спокойно ,когато идва шокиращото съобщение за останки от преди половин милион години на остров Ява — по форма находката е по-стара от неандерталеца и е наречена от нейния откривател, холандския учен Дюбоа Питекантропос еректус - изправен човек. Отново възниква надеждата, че е открит прехода към човека. Но излизат все нови и нови находки. В пещерата Чжоукоутян при разкопки през 1918-1938 г са открити останки датирани на 350000-400000год. ВР -т.нар. Синантроп. През всички тези години основните усилия са насочени в търсенето на началото на човешката цивилизация на територията на Европа, остров Ява, Китай. Все още никой не е мислил за Африканския континент. А още Плиний Стари е написал че " новостите идват от Африка". През 1924 година Р.Дарт открива в Южна Африка детски череп, дава наименованието австралопитек на новия вид и отново се смята че е намерено свързващото звено между висшите маймуни и ранния човек. Постепенно броят на подобни находки от Южна Африка расте и се очертава идеята за австралопитека като най-вероятен прародител на човека. Но отново неочаквано откритие обърква изградената система. В Източна Африка, в района на Серенгети, на юг от езерото Виктория са открити останки от човек датирани на 1750000год. ВР, наречен зинджантроп. Откритието е свързано със задълбочените изследвания на семейство Лики, в резултат на . които постепенно са намерени множество варианти на зинджантропа и им е дадено названието Хомо Хабилис (умел човек). През 1977 година е направено едно от найразтърсващите открития: в Летоли, в пласт вулканична пепел на избухнал преди 3700000 год ВР вулкан, са открити стъпки на две двукраки същества, които се проследяват на протежение на 23 м (възрастта им се определя въз основа на датирането на вулканската пепел). Не по-малко по важност е и откритието на Д.Йохансен в района на езерото Хадар - Етиопия. През 1974 година той открива скелет на млада жена, вървяла по брега на езерото преди 3000000 год. Находката влиза в историята с името Люси, песента на битълсите огласявала лагера в нощта след откритието. Откритията на древни изкопаеми хоминиди продължават и днес. Но все още не са попълнени празнините във веригата на човешката еволюция. Стъпките на Люси са насочени към нас, но къде е тяхното начало? Може да очакваме всеки момент ново откритие да промени изградената за сега схема, която най-общо се представя по следния начин. Висшите и низши примати се разделят преди около 50 милиона години. Преди 30 милиона години от бъдещата линия на хоминидите се
Основни проблеми при изследване
3
отделя линията на маймуните от Стария Свят. Преди около 20 милиона години от линията на хоминидите се отделят прадедите на днешните азиатски гибони, след това тази на орангутаните и последни - прадедите на горилата и шимпанзето. Но все още не са изяснени причините за отделянето на човека от общата еволюционна верига на приматите, За сега, въпреки редица празноти в систематичната класификация на рода Хомо, се приема следното разграничаване: Австралопитек Питекантроп - Хомо неандерталензис - Хомо сапиенс (изкопаем) - Хомо СапиенсСапиенс. Все още не са разрешени въпросите за характера на това развитие, в кой момент се е отделил рода Хомо, има ли по-ранни звена в неговото развитие, Австралопитек — най-ранни останки от района на Южно Африка. Познат с множество разновидности и съществуващ през много продължителен период, като най-ранните му форми се отнасят към 3 милиона години. Общи характерни черти са изправена стойка на два крака и разлики с човекоподобните маймуни по отношение на строежа на таза, гръбнака и крайниците. Черепът все още има примитивен характер и обемът му е 450-600 куб.см. Умее да изработва сечива от камък - т.нар. валунни оръдия. Питекантроп - останките му са разпространени на значително по-голяма площ в Азия, Африка и Европа между 650000 и 350000 год.ВР. Общи белези са масивната челюст, изпъкнали надочни дъги, плоско чело, скосен тил. Обема на черепа е 950-1050 куб.см.Наред с валунните оръдия изработва бифаси и други подобни сечива. Неандерталец въпреки че много специалисти смятат неандерталеца за странична линия на развитие, (не по посока на Хомо Сапиенс) за сега се приема че стои в началото на отделянето на рода Хомо. Разпространен посевместно на територията на Стария Свят 100000-40000 год.ВР. Сравнително нисък (160 см) наведен напред, изпъкнали надочни дъги, тежка масивна челюст. Вместимостта на черепа е близка до тази на Хомо Сапиенс - 1300-1650 куб.см. Изработва богат набор от сечива, добър ловец и събирател, практикува магически ловни култове, погребва мъртвите си, познава огъня. Хомо Сапиенс - за сравнително кратко време , между 40000 и 36000 год. ВР Хомо Сапиенс измества неандерталеца почти на цялата територия на Стария Свят .Предполага се че в отделни райони (Близкия Изток) отделянето на Хомо Сапиенс е станала по-рано. Прогресивната форма на Хомо сапиенс, наречена кроманьонец, е била с височина около 180 см. Кроманьонецът е изграждал жилища, служил си е с твърде разнообразни оръдия и оръжия и е създал прекрасни произведения на изкуството - гравюри и резба върху кост, рог и камък, склуптори на животни и хора, великолепни рисунки върху стените на пещерите. Много са неизяснените въпроси в еволюцията на човека. Съвременната наука се стреми да даде обяснение на въпроса защо само един биологичен вид се променя по начин, даващ възможност на потомците му да станат предци на разумния човек. Издигат се различни хипотези - от мутация като резултат на засилена радиация в определен район на Африка до намеса на извънземни фактори. Разкривайки тайните на ДНК молекулярната биология хвърли бомба сред палеонтолозите с твърдението, че човекът се е отделил от общия клон преди обособяването на горилата и шимпанзето. Така човек в известен смисъл се превръща в предшественик на някои маймуни. По този въпрос може да завършим с думите на
Основни проблеми при изследване
4
известен изследовател " Най-новите открития и фактът че те поставиха под въпрос класическото датиране не изясниха нашия произход. Точно обратното - умножиха възможните пътища в родословието на човека" Археологията на каменната епоха и другите науки Изследването на развитието на човека и човешката цивилизация е основна задача на археологията на старокаменната епоха. Човекът се развива в тясна връзка със заобикалящия го свят и както физически, така и със своята култура реагира на всяка промяна в заобикалящата го среда. Може би именно съвършеният начин на адаптация на човека към всяка промяна е в основата на способността му да оцелее през продължителнит период на драстични промени в заобикалящия го среда и да изгради цивилизацията на съвременния свят. Съществуването на човека е свързано със заобикалящата го среда и за да разберем механизмите на човешкото развитие трябва да познаваме и разбираме и тези на развитието на заобикалящия го свят. Природофизическите науки изследват също промените на растителния и животински свят . И в този случай интересите на археологията се преплитат с тези на редица други хуманитарни и точни науки. Палеолитната археология използва резултатите от последните достижения на хумарните и точни науки, без което не би могла да реши основата задача на своите проучвания - пълна реконструкция на живота на човека и заобикалящата го среда в най-ранния период на неговото развитие.Именно това е същността на модерните изследвания , които излизат от ограничения кръг на собствените си методи и активно сътрудничат във всички области на науката. Пример за сътрудничеството е прилагане на методите на изследване на точните науки при датирането на археологически обекти. Датиране : през по-късните периоди на човешката история, когата съществува писменост и календар, не е проблем да се определи точно времето на дадено историческо събитие. За палеолитната археология това е една трудна задача, нека си припомним че става въпрос за събития станали в периода между 4 милиона и 10000 год преди нас. При археологическото датиране се работи най-често с две категории прецизност: относителна хронология и абсолютна хронологи. Относителното датиране е свързано с определяне на връзката във времето между няколко предмета т.е. да се определи "това е по-старо, това е по-младо". Ако за дадени находки по други методи е определена възрастта им, то всички находки, които лежат над о неделените са по-млади, а тези който са под тях са по-стари. Този начин на определяне на възрастта на находките поставя веднага въпроса за нарушаване на седиментите - пластовете в които се намират те. Ако реда на стратификация на пластовете е нарушен (например имянарски изкопи) находките не могат да се определят хронологически. Абсолютно датиране: времето на събитието се опреля с точна дата. Един от широко използваните методи за датиране е радиовъглеродния. Основава се на факта че във всички живи организми се съдържа определено количество активен въглерод - С14. В момента на смърта на организма радиоактивният въгларод преминава в обикновен. Тъй като е известен периода на полуразпад на С14, то точно може да се определи датата, когато живият организъм е вече на е жив, т.е. да се датират намерените кости или въглени, с което се датира и времето когато е
Основни проблеми при изследване
5
живял човекът, убил животното или запалил огъня. Този метод не може да се приложи за период по-стар от 40000 гсд. За по-старите периоди се използват калиево аргоновия и термолуминсцентния метод. Един сигурен метод за датиране на много ранни находки е палеомагнитният метод. Той се базира на периодичните смени на магнитните полета на земята при което се сменя и ориентацията на съдържащите желязо частици в седиментите .Въз основа на цикличността на тези промени е изработена палеомагнитна скала, спрямо която се определя възрастта на седимента, в който лежат изследваните археологически обекти. Поленов анализ : основава се на свойството на цветния прашец на растенията да се запази в продължение на милиони години неразложен в седиментите.При поленов анализ на проба от седимент в който има следи от човешко присъствие могат да се определят вида на съществуващата през този период растителнот (т.е. обкръжаващия човека растителен свят), климата и влажността и да се определи времето, когато са съществували тези усровия. Познати са множество методи за датиране (на калцитна кора, на зъбен емайл) но при всички има едно основно изискване, взетите проби със сигурност да принадлежат на пласта, съдържащ следи от живота и дейността на човека които се стремим да датираме. Палеолитна археология и спелеология - Пещерите са едни от най-често проучваните обекти при археологическите изследвания на древните култури. От една страна пещерите са давали естествен заслон и сигурност на човека. От друга в пещерите е най-голяма вероятността да се запазят седиментите, които съдържат следи от живота на човека. Извън пещерите дейността на природните фактори силно намалява шанса тези следи да бъдат запазени. Пещерите, като природен феномен, са предмет на проучване и на спелеолозите. Сътрудничеството при изследването на пещерите от археолози и спелеолози е добра възможност за многостранно и пълно проучване на пещерните обекти. Спелеолозите първи влизат в пещерата обикновено археологът я напуска последен. От професионалната подготовка и съвестната работа и на двата екипа зависи дали една пещера ще влезе в научно обращение или ще се превърне в поредния паметник на унищожение. Хилядолетия природата е ваяла безмълвната красота на подземния свят. Стотици хиляди години пещерата е давала възможност на човека да просъществува. Няколко часа са достатъчни всичко това да изчезне завинаги. Най-често първичните данни, насочващи археолога към проучване на дадена пещера са дело на спелеолозите. Минимална подготовка в насока на геоморфологията и седиментологията биха разширили възможността за попрецизна информация. Важни критерии при описа на една пещера са : - височина на отвора на пещерата спрямо дъното на долината на реката, образувала пещерата. - Наличие на пещерни седименти - това са наслагите, образувани върху пода на пещерата в резултат на дейността на ерозията на стените и тавана на пещерата, донесените от вятъра частици, проникването на наслаги по излизащи на платото комини, речни наслаги от стари или все още действащи в пещерата реки. Тези наслаги са се образували в продължение на стотици хиляди години и освен останки от живота на човека (кремъчни и костени сечива, следи от огнища, структури от
Основни проблеми при изследване
6
камъни и др) съдържат важна информация за климата, фауната, водния режим на пещерата. Често тези седименти по-късно са унищожени от дейността на водите. Характерните за кватернерната епоха (1 милион-10000 год ВР) седименти обикновено са червеникави глини, с голямо количество варовикови блокове с различни размери. - Наличие на керамични фрагменти, кости или кремъчни отломъци на повърхността. За жалост повечето пещери са обект на иманярска дейност и именно около изкопа на иманярите в пръста могат да бъдат наблюдавани подобни находки. Карта на пещерата. Първите обитатели на нашите пещери Исторически преглед - първи сведения за българските пещери дава К.Шкорпил . По-късно учителя от Габровската Гимназия С.Юренич изследва пещерата Поличките при Дряновския манастир. Проучването на старокаменната епоха в българските пещери е свързано с дейността на основоположника на българската праистория Рафаил Попов.Той установява заселване на човека през палеолитната епоха в пещерите : Малката пещера (В.Търново), Моровица (с.Гложене), Темната дупка (с.Карлуково), Миризливка (с.Орешец), Бачо Киро (Дряновски манастир). По- късно Николай Джамбазов проучва като археологически обекти пещерите Деветашката (с.Деветаки), Очилата (с.Ъглен), Самуилица (с.Кунино), Пещ (с.Старо село), Ловешките пещери . В настоящия момент палеолитни проучвания се водят от Група за палеолитни изследвания -Секция за Праистория, АИМ-БАН, провеждаща разкопки и сондажни проучвания в редица пещери между които Бачо Киро, Темната, Скандална, Футьовската, Куршуна, Магурата, Деветашката Козарника идр. По важни пещерни палеолитни обекти За улеснение ще дадем определение на някои от срещащите се по-долу термини и периоди: Стар палеолит 3000000 год - 300000 год. ВР Среден палеолит 300000-40000 год ВР; характерни култури левалуазка, мустиерска Късен палеолит 40000-10000 год. ВР; характерни култури ориняк, гравет, епигравет Бачо Киро (Дряновски манастир) в пещерата са разкрити 13 хоризонта, съдържащи многобройни кремъчни и костни артефакти от средния и късен палеолит. От тук произхожда и зъб на най-ранния Хомо Сапиенс в Европа.Върхове от кост, кости с нарези, костени маниста. Най-ранна за Европа ориняшка култура датирана към 43000 год.ВР Темната дупка (с.Карлуково) множество културни хоризонти съдържащи следи от заселване през средния и късен палеолит.Стотици кремъчни и костни изделия. За пещерата е получена поредица от дати , отнасящи палеолитното заселване в нея в периода между 100000 - 13000 год.ВР. От среднопалеолитните пластове произхожда къс от шиста с нарези, датирана на около 50000 год.ВР, Това е най-старият камък с подобни гравюри, намарен в тази част на Европа. Пещерата е проучена с активното участие на членовете на софийския пещерен клуб "Искър" и някои членове на плевенски пещерни клубове. Козарника (с.Орешец)Пещерата е в началото на интензивно проучване от българо-френски екип. Съдържа богати културни останки от късния палеолит, като
Основни проблеми при изследване
7
датирането на граветския хоризонт дава . най-ранна дата за граветска култура в Европа. 36000 год ВР. Средният палеолит е представен също с няколко културни хоризонта, в които се редуват мустиерски и левалуазки култури. Особен интерес предизвиква поредицата седименти, свързана с ранния палеолит. За пръв път се проучва ранен палеолит в наша пещера. До сега са установени 5 нива на заселване през ранния палеолит като изследването продължава в дълбочина. С първите получени дати за един от раннопалеолитните пластове -1000000-750000 год. ВР пещерата се отнася към едни от най-рано заселените пещери на Европейския континент. Намерени са множество кремъчни и кварцитни оръдия и изключително богато разнообразие на кости от животни (за някои от тях - съблезъб тигър - не се е предполагало съществуването им в този район) между които мамут, говеда, коне, хиени, елени и др. Първична информация за пещерата е постъпила от А.Жалов и Т.Стойчев. В тъмната тишина се крият отговорите на нерешените проблеми за началото на човешката цивилизация. С това пещерите са благородно и високозадължаващо предизвикателство към откривателския дух и професионализма на спелеолозите и археолозите. ОПАЗВАНЕ И ЗАЩИТА НА КАРСТА И ПЕЩЕРИТЕ Карета и карстовите явления са природна даденост,която има свои специфични характеристики,среда,фауна и флора. Същевременно карстовите райони и най-вече пещерите в тях са носители на разностранна информация за развитието на материалната и духовна култура на човечеството, животинският и растителения свят населявали планетата в досторическо и историческо време.За това, всяка непремерена човешка дейност в карста, включително и спелеложката може да доведе до нарушаване на естественото му състояние и да доведе до невъзвраитими вреди за природата,науката и културата. Очевидно е,че ако спелелогията не съществуваше, човешкото присъствие в пещерите нямаше да влияе върху естествената им среда и негативните промени щяха да се дължат само на външни фактори. Практикуването и развитието на спелеологията обаче, не могат да бъдат спряни, за това една от основните задачи на пещерняците е да опазват пещерите така, че да се постигне равновесие между специфичната им дейност под,а и над земята и опазването на природната среда. Постигането на такова равновесие зависи предимно от тези,които практикуват спелеология дяхното отношение и адекватно екологично поведение спрямо заобикалящата ги природа.3а това е необходимо за всеки спелеолог да знае какво, защо и как трябва да се опазва в пещерите. ПЕЩЕРНИТЕ ОБИТАТЕЛИ И НИЕ СПЕЛЕОЛОЗИТЕ Тайнствата на пещерите са привличали и привличат поколения български спелеолози. За много от нас обаче животинският свят на пещерите остава почти незабелязан. Рядко си задаваме въпроса,кои са пещерните обитател и, какъв е начина им на живот и мястото им в природата. В тази част от материала,водени от идеята,че по-доброто познаване на проблема би довело до по-успешното опазване на пещерната фауна, искаме да насочим вниманието ви към някои аспекти на взааимовръзките:
Опазване и защита
8
Пещери®Пещерни обитатели®Спелеология Пещерите предлагат уникална среда за живот-специфичен микроклимат(почти постоянна температура и влажност), ограничена или напълно липсваща дневна светлина. Както е известно биоспелелогията разделя животинският свят на пещерите в три основни фупи:троглобионти-видове животни изцяло приспособени за живот под земята, за които пещерите са единствените убежища; троглофили(пещеролюбиви)-видове животни,които намират временно убежище в пещерите и троглоксени-случайни"гости"на подземния свят. Безгръбначни животни До сега са известни 704 вида безгръбначни животни,които обитават българските пещери.Оттях 97 вида(~14%) са троглобионти .Обикновено това са дребни,бели или полупрозрачни същества,които могат да се видят по глинестите наслаги, стените, образуванията, локвите и подземните езера или по струпванията на прилепно гуано.Повече от 20% от безгръбначните животни, обитателите на пещери са ендемити-видове, чието разпространение е ограничено само в даден район.Много от известните безгръбначни обитават само една пещера или даден район- пещерни бръмбари, многоножки и мокрици.Ето защо, унищожаването на фауната на една единствена пещера може да доведе до изчезването на цели животински видове завинаги от лицето на земята. Всички видове безгръбначни пещерни животни са под закрила на Закона за защита на природата. Прилепите Прилепите са единствените бозайници приспособени за живот в пещерите.Те са уникални със способността си за активен полет, използването на ехолокацията като средство за ориентиране и възможността да "избягват"неблагоприятния за тях зимен сезон изпадайки в състояние на хибернация(зимен сън). България е една от страните с най-богата прилепна фауна в Европа.От общо 30-те известни европейски вида у нас се срещат 29.От тях 23 вида прилепи използват пещерите, нишите и скалните пукнатини за целогодишни или временни убежища. "Пещеролюбивите" видове прилепи като големия подковонос, средиземноморския подоковонос,южния подковонос,големия нощник, остроухия нощник, дългопръстия нощник и пещерния дългокрил обитават пещерите целогодишно и формират големи колонии от неколкостотин до няколко хиляди индивида. Пещерите са мястото, където през периода май-юли женските от тези видове се събират за да родят и отгледат малките. В късното лято и през есента пещерите са място за среща между мъжките и женските прилепи ,а после стават единственото им зимно убежище. Други видове прилепи, като например малкия подковонос и дългоухия прилеп,през лятото обитават постройки и хралупи,но после зимуват само в подземни убежища. Прилепите са особено уязвими по време на размножителния си период и хибернацията(зимният сън). Тогава обезпокояването им може да доведе до силно намаляване на числеността и дори до изчезването им от даден район. Посещението на прилепни пещери в периода на раждане безпокои женските екземпляри. Те могат да излетят като изпуснат новородените или бутнат малките.Падането им на
Опазване и защита
9
земята ги обрича на смърт. Обезпокояването през зимата също застрашава живота на прилепите. Ако те се събуждат често и летят, то натрупаните енергийни "запаси" се изразходват преждевременно и често пъти прилепите не могат да доживеят до пролетта. Всичките 29 вида прилепа в България са защитени от Закона. Забранява се улавянето и убиването им, паленето на огън в пещерите и до входовете им,влизането в пещери през размножителния период,както и всички други дейности, които безпокоят или прогонват прилепите от местообиталищата им. Много български пещери са обявени за защитени от закона природни обекти, именно като обиталища на големи прилепни колонии и уникална безгръбначна пещерна фауна.Такива са "Парниците"при с.Бежаново,"Понора"при с.Чирен, "Седларката"при с.Ракита,"Моровица" край с.Гложене,"Нанин камък"при с.Муселиево,"Деветашката пещера край с.Деветаки и много други. Всички видове български прилепи са напълно безобидни и безопасни за човека! Нещо повече-те са много полезни, защото са насекомоядни и като такива са едни от най-големите унищожители на селскостопанските вредители. Една от съществените екологични задачи на спелеолозите да водят разяснителна работа сред обществеността за ролята и значението на прилепите и необходимостта от тяхното опазване. Пещерите намират временни убежища и други бозайници като:белките,които често раждат там малките си;лисици, язовци,сънливци и др. Някои земноводни и влечуги използват при входните части на пещерите като подслон или укритие. Пропастите стават естествени капани на много от тях. Птиците Разглеждайки птиците като обитатели на пещерите, можем да ги разделим (макар и условно) на две основни групи:гнездящи в пещерите и използващи пещерите само като укритие. Първата група птици предпочитат при входните части,особено тези на пещерите с големи входове.Тук те гнездят в цепки,ниши,площадки,навеси по отвесните и труднодостъпни странични стени и тавани.Най-типични представители на тази група са белогръдия бързолет,червенопръстата скална лястовица, дайдушката гарга и скалният гълъб. Хайдушката гарга и домашната червеноопашка често навлизат и до 40-50 m от входовете на пещерите и пропастите. При резки застудявания,дебела снежна покривка и други неблагоприятни условия, във входовете на пещерите намират укритие лястовици (селска, градска, скална и червенокръста), кеклици, (балкански и тракийски), полски яребици и др.Често през деня в пещерите намират подслон и различни сови-горската улулица, домашната кукумявка, забулената сова,бухалът и др. Някои от тях понякога гнездят и в при входните части. Друга група птици са тези, които не гнездят в пещерите,но използват за гнездене скални площадки или отвори на малки пещери и ниши по отвесните скали.Към тях се отнасят редица редки и застрашени от изчезване птици,с изключително ограничено разпространение в наши дни като:скалния орел,малкия лешояд, ловния сокол,бухала, черния щъркел и др. Като обобщение може да се каже, че повечето скалолюбиви и дупкогнездящи
Опазване и защита
10
птици в определени случаи могат да гнездят в удобни пещери,съобразно видовите им предпочитания.Това важи особено силно за райони, в които подходящите за гнездене места (като външни скали и отвеси)са ограничени, а има добра хранителна база. В именно тези случаи стените и таваните на пещерите са подходящи профили предлагат"разрешение на проблема" и там гнездят много видове птици. Как да ги запазим ? Най-важно за опазване на пещерните обитатели е отношението на посетителите към тях. Спелеолозите са хората, които могат да проникнат и проникват до най-отдалечените кътчета на пещери и пропасти. За това тяхната отговорност за опазването на пещерните обитатели е най-голяма. И така нека тези, които не искат да наранят природата да следват долните практически съвети: -Пазете пещерите и подземните води чисти. Замърсяването с батерии,отработен карбид и всякакви други отпадъци е пагубно за много от пещерните обитатели. -Не влизайте прекалено често и на големи групи в пещерите това може да стане причина за изпотъпкването на пещерните обитатели или унищожаването на техните местообитания-малки локвички, синтрови езерца и др. -Не палете огън на входа или в при входните части на пещерите. Димът е изключително опасен и дори смъртоносен за животинския им свят, -Избягвайте посещението на пещерите с големи прилепни колонии в периода от средата на май до края на месец юли. Така можем да спасим от гибел десетки,а дори стотици новородени прилепчета. -Ако прониквате в пещери, убежища на големи прилепни колонии през периода декември-февруари:заобикаляйте местата на големите струпвания,не вдигайте шум,не пипайте и не осветявайте животните. Излишното любопитство спрямо висящите прилепи,гнездата и яйцата на птиците и техните малки-хващане, пипане,осветяване отблизо(особено с ацетиленови лампи),силен шум може да има фатални последици за тях. -Събирайте пещерна фауна само след консултации със специалисти . Тези съвети не следва да се третират като табута. Те не целят да създават и изкуствени проблеми пред пещерните изследователи. Улисани в търсенето на пещери или просто прониквания спелеолозите често забравят ,че те всъщност са само гости на пещерите, които са дом на подземните обитатели. Те имат право на живот и човешките посещения не бива да се превръщат в драстични посегателство върху жизнената им среда. II. ПЕЩЕРНИТЕ ОБРАЗУВАНИЯ И ЕСТЕСТВЕНИЯТ ПЕЙЗАЖ Сталактитите, сталагмитите и всички други минерални образувания са тези, които обуславят неповторимостта и красотата на пещерите. В зависимост от геоложките и хидрогеоложките предпоставки и климатичните условия навън и в пещерите образуванията нарастват с различна интензивност и придобиват разнообразна форма, големина и оцветяване. Във всички случаи образуването на вторичните карстови форми трае сравнително дълго, а унищожаването им може да стане само за един миг. Най-често срещаният случай е замърсяването на калцитните подове, в резултат на движение на групата в "разпръснат строй".
Опазване и защита
11
Чупенето на образувания, случайно или нарочно със сигурност е едно от найпагубните действия срещу естествената красота на пещерите. От това няма никаква полза, защото изнесено извън пещерата образуванията "увяхват" така както откъснато и поставено във ваза цвете. Дори и стремежът към големи открития, трудно може да оправдае МАСОВОТО чупене на пещерни образувания с цел продължаване на пещерата. Желанието на повечето спелеолози е да достигнат винаги по-далече и по- дълбоко под земята.В много случаи това става в резултат на разширяване и разчистване на теснини, зад които се отварят галерии, които преди това не са се съобщавали с известните ни подземни кухини. Това може да доведе до нарушаване на газовия обмен в пещерите,промяна на интензивността на въздушните течения и в крайна сметка изсъхване на пещерата. Пещерните животни и образуванията са чувствителни спрямо тези промени и лесно могат да бъдат унищожени. Едно от често срещащите се явления е замърсяването на пещерните галерии с батерии, найлонови, пластмасови и стъклени отпадъци, консервени кутии, отработен карбид и други подобни не гниещи, внесени отвън предмети. Те нарушават естествения пейзаж и ни лишават от удоволствието да се наслаждаваме на това, което природата е създала. От кого освен от нас зависи чистотата на пещерите ? Много от българските пещери представляват "музеи на писмеността и графичното изкуство". Надписи по стените, стрелки из чегъртани по стените или с боя и "рисунки" натрапчиво говорят за това, че пещерата е била посетена от някой "смел" и "културен" изследовател. Необходимо е да се знае, че подземната среда не е мястото, предназначено за извършването на подобни дейности. Вероятно на всички е станало ясно, че: - чупенето на образувания лишава природата и тези, които ще дойдат след вас от красота. - нямо нищо по-лошо от това да се ходи безразборно върху белокаменните калцитни подове. По-добре в "колона по един" и боси, отколкото "във верига и с мръсните ботуши" - изнасянето на всякакви отпадъци навън от пещерите е най-добрият начин да ги запазим такива каквито са били преди нашето влизане. - писането и драскането по стените не само загрозява пещерите, но говори за липсата на култура, пещерняшки опит и в повечето случаи вместо да помага вреди. - изкуственото създаване на нови въздушни течения води до промяна в микроклимата на пещерата и действа негативно върху околната среда. Това може да се предотврати, ако се намери начин за преграждане на отворите. Ш.КАРСТОВИТЕ ВОДИ Карстовите подземни води са един от факторите на надземната и подземната среда, те създават условия за живот на пещерните организми и същевременно са ресурс, който задоволява различни потребности на човека (питейно и промишлено водоснабдяване) Замърсяването на подземните води ги прави опасни за човека и животинския свят. По своя характер замърсяването може да бъде биологично и химично. Първото е в резултат на попадане в подземните води на болестотворни бактерии и
Опазване и защита
12
вируси и може да причини различни заболявания на човека и животните. Една от основните причини за възникването на биологично замърсяване е изхвърлянето на трупове на животни и други органични отпадъци в отворите на пропасти и пещери. Химическото замърсяване се получава в резулат на химизацията на селското стопанство, обратни води от селищата и животновъдството, отпадъчни води от промишлеността, замърсени повърхностни и атмосферни води и др. То води до появата на нови химически вещества в карстовите води или повишаване на съдържанието на естествено съдържащите се във водите микрокомпоненти до степен,която ги прави екологично вредни. По принцип спелеоложката дейност не се отразява чувствително върху качествата на подземните води, но , това не значи, че спелеолога няма какво да предприеме срещу замърсяването. В личен план вниманието трябва да се съсредоточи върху това да не се изхвърлят в пещерните реки и езера отработен и неотработен карбид, батерии, и ръждаеми отпадъци. Използването на пещерните води като отходно място, под претекст, че няма да навредим на чистотата им, не може да бъде приемлив аргумент за подобни действия. Проникването в пещери и пропасти, които са каптирани или попадат във вододайни зони може да допринесе не само до замърсяване на подземните води, но и до сериозни неприятности на всеки спелеолог За това е по-добре да вземете съответното разрешение, отколкото да станете причинител на замърсяване или жертва на Закона за опазване на водите в България. Във всички случаи това няма да бъде полезно за никого. Подмамени от желанието за големи открития спелелеолозите прибягват до оцветяване на подземните води с цел проследяване на техния път. В редица случаи оцветените води могат да излязат в някой каптиран карстов извор и това да предизвика паника, непредвидими реакции сред тези, които го използват, както и санкции от компетентните органи по водите. Това може да се избегне, ако съобщите за намеренията си в кметството на селището, в чийто граници се намира карстовия извор. И най-важното, ако констатирате, че някой изхвърля каквито и да е органични, химически и механични замърсители във входовете на пропасти и в пещери, съобщете за това на съответната Регионална инспекция по околната среда и водите и алармирайте средствата за масово осведомяване. IV,АРХЕОЛОГИЧЕСКИ, ПАЛЕОНТОЛОЖКИ И ИСТОРИЧЕСКИ НАХОДКИ "Археологията е наука, която изучава живота и света на хората от миналото чрез техните материални останки (всичко, което е останало от живота и дейността на хората". Палеонтологията се занимава с изучаването на животните и тяхната среда в миналото. Пещерните наслаги (седименти) съдържат материални останки от пребиваването на човека от палеолита (старо каменната епоха) до Средновековието и костен материал от животните, живели преди и след появата на разумния (Homo
Опазване и защита
13
Sapiens), Обикновено наслагите добре са консервирали тези останки, защото находките на открито са подложени на дейността на ерозията и други външни фактори. Поради спецификата на пещерната седиментация всички съдържащи се в наслагите материали се намират в хронологическа последователност.Всяко нарушаване на последователността на пластовете в пещерните наслаги води до невъзможност да се датират откритите находки, както и провеждане на нъпътстващите археологическите и палеонтоложките разкопки резултатни палеоботанически, седиментоложки и други важни изследвания. Зи опазването от разрушение, унищожение на останките от човешката култура и древния животински свят и запазване на научната и културна стойност на находките законодателят е приел "Закон за паметниците на културата и музеите" и "Правилник за неговото приложение" Според чл.5 от Закона, провеждането на каквито и да е било сондажи и разкопки в страната, включително и в пещерите, се извършват от Археологическия институт при БАН или с негово разрешение от компетентни институти и специалисти. С други думи: - провеждането на всякакъв вид разкопки, от пещерняци, с цел търсенето и откриването на съкровища, старини и други предмети е недопустимо и наказуемо. - вашето желание да забогатеете или станете откриватели и притежатели на интересни предмети не само ще унищожи нещо наистина ценно, но ще ви донесе неприятности. - откритите от вас и извадени от наслагите кремъци, керамика или кости престават да имат всякаква научна стойност и се превръщат в жалки свидетелства на стремежа ви да бъдете "велики откриватели". Често пъти, макар и рядко,спелеолозите откриват надписи, графити и монохромни рисунки в пещерите. По своята същност те представляват ценни свидетелство за културата, бита,нравите,обичаите и определени исторически събития от живота на хората населявали нашите земи в пред историческия период (преди създаването на писмеността) и след това. В желанието си да снемем отпечатъци или направим фотография на находките често пъти прибягваме до вдълбочаване или удебеляване на надписите и графитите, намокрянето им с вода или освежаване на рисунките с боя. Всички тези процедури са вредни, унищожават оригиналния вид на находките и ги правят негодни за научно анализиране и интерпретиране. За това: - ако откриете подобни находки, по добре не правете нищо повече, освен да съобщите затова в Регионалния археологически или исторически музей или Археологическия институт при БАН. - в желанието си да станете известни, не прибързвайте да информирате средствата за масово осведомяване за вашето откритие, преди да сте съобщили където трябва. Това е най-добрият начин да защитите паметника и своето откритие от злонамерени хора. V.ПРАВНА ЗАЩИТА Пещерите имат важно, научно, културно,естетическо и стопанско значение. Закона за защита на природата дава възможност пещерите, които имат особена научна, историческа или културна стойност или специфична природна
Опазване и защита
14
красота да бъдат поставени под особена закрила т,е да се обявят за Защитени природни обекти (ЗПО).ЗПО са: Резерватите, Народните паркове, Природните паркове, Природните забележителности, Защитените местности, Защитените растения и животни. В зависимост от това в коя от изброените категории ЗПО попадат пещерите, то те имат различен режим на защита и ползване. Пещерите попадащи в териториите на резерватите имат най-ефективна защита. Това се аргументира от факта, че на територията на резерватите е забранена всякаква стопанска дейност и както всички онези действия,които нарушават естествения и самобитния характер на природната среда. Така у нас са защитени близо 80-те пещери в границите на биосферните резервати "Стенето" и "Боатин" в Средна Стара планина, резервата "Врачански карст","Байови дупкиДжинджирица",Северен Пирин, "Купена" и "Кастракли" в Родопите. Посещението и бивакуването в резерватите се извършва само след специално разрешение от органите на Министерството на околната среда и водите (МОСВ) Природни забележителности и исторически места са общо 114 български пещери .Те са защитени заедно с прилежащата им площ, която се указва в заповедта за тяхното обявяване,която се подписва от Министъра на околната среда и водите и се публикува в Държавен вестник. В заповедта се съдържат и забранените дейности в обекта и защитената площ около него.които обикновено са следните: разкриване на кариери в близост до тях, чупенето на образувания, драскането по стените,паленето на огьн,замърсяването и други действия увреждащи естествената им цялост.В пещерите,които са защитени като местообиталища на прилепни колонии се забранява влизането в размножителния им период и отглеждането на малките. Защитени местности са отделни райони с проявления на повърхностния и подземния карст.По-известните защитени местности у нас са каньона на р.Чернелка при с.Горталово и Карстовата долина край с.Петърница, Плевенско; каньона на р.Негованка и местността "Понорите"край с.Мусина,В-Тьрновско; местността "Злостен" край Котел; Триградското и Буйновското ждрело в Родопите. Към защитените местности са причислени и 4 карстови извора: извора в местността "Ямата",Сторозагорско,Кьошката", гр.Разлог; "Медвенските извори", с.Медвен, Котелско и "Златна Панега", край едноименното село, Ловешко. Режимът на ползване защитените местности позволява извършването на стопански дейности в тях,които не трябва да влошават състоянието на естествения ландшафт. Народните и природните паркове са защитени територии с големи площи, в границите на които попадат пещери и райони с развит повърхностен карст. Ползването на природните богатства в т.ч и пещерите на териториите на парковете е ограничено до степен, която не позволява нарушаването на равновесието на природната среда.В обхвата на всички паркове попадат около 500 пещери и пропасти. Така общият брой на защитените от закона за Защита на природата български пещери е приблизително 750. Нарушителите на законовите разпоредби се санкционират в съответствие със Закона и правилника за неговото приложени, Тарифата за обезщетения за причиняване на неотстраними вреди върху ЗПО и Наказателният кодекс на Република България.
Опазване и защита
15
Някои български пещери са защитени и по силата на други закони като Закона за паметниците на културата и музеите (ЗПКМ)или Закона за водите. В първата категория например попадат "Деветашката пещера" (паметник на културата от национално значение), скалните манастири край с.Иваново, Русенско, природо-археологическият резерват "Яйлата" край с.Камен бряг, Добричко и др. Нарушителите на ЗПКМ носят административна и наказателна отоворност. По силата на Българската Конституция и особените закони на страната,всеки български гражданин,обществена или държавна организация може да направи аргументирано предложение до компетентните органи (Районните инспекции на МОСВ или Института за паметниците на културата) за обявяване на пещери или райони за ЗПО. Редът и начинът за това сае посочени в съответните нормативни документи. Съществува и възможност временно да се ограничи ползването на отделни пещери,като се уведомят за това съответните собственици,държавни или обществени организации. По време на ограничението всяко самоволно действие в обектите се смята за повреждане на ЗПО. Необходимо е да се знае, че Обявяването на природни обекти за защитени не изменя режима на собственост, а само поставя стопанисването,ползването и опазването им под особения режим на законите. По силата на закона за водите има забранителен режим за проникване в изворните пещерите,чиито води се ползват за питейно водоснабдяване и попадат във водосборните области и най-вече санитарно охранителните зони на карстови извори,които се използват за същата цел.По-известни пещери от тази категория са "Церовската пещера",с.Церово, Софийско; "Гарваница", с.Косово, Асеновградско; "Водни печ",с.Долни Лом и Видинско; пещерата при Котленските карстови извори; пещерата край с.Галата,Ловешко, пещерите във вододайната зона на карстовия извор Куманица край с.Черни Осъм,Троянско и др. Проникването в пещерите-източници на питейни води се извършва със специалното разрешение на компетентните органи по водите местните структури на ХЕИ и МОСВ и общинските администрации.Нарушителите се санкционират. Ползвана литература Гацов,И.и др.(1994) Началото.Инфопрес,С. Даалиев,Т.;А.Бендерев; А.Жалов (1997) Опазване на пещерите.Изд.на БФСп,С. Закон за паметниците на културата и музеите- Д.В. Жалов,А.(1990)Защитени пещери и карстови райони в България. Спелеопрактика",Декември, Жалов,А.(1991)Опасностза карстовите води".Български пещери",бр.5,с. 12-14 Иванова,Т.;Б.Петров(1995) Прилепите.Изд.Сдружение "Зелени Балкани",С. Костов,Д.(1994) Горско и природозащитно право.Сборник нормативни актове,Унив.изд "Св.Кл. Охридски",С. Каменова,Ц.(1999)Правен режим на културните ценности.Институт за правни науки при БАН,С. Лекцията е изговена от Ал.Жалов, като автори на разделът "Пещерни обитатели" са Т.Иванова от Групата за изследване и защита на прилепите при
Опазване и защита
16
Федерация"3елени Балкани",София и Г.Стоянов от Дружеството на защита на хищните птици".
Опазване и защита
17
БЪЛГАРСКИ ТУРИСТИЧЕСКИ СЪЮЗ
Петко Heдkoв
АБВ
на mexнukama на единичното въже
МЕДИЦИНА И ФИЗКУЛТУРА СОФИЯ • 1983
В книгата са изяснени теоретичните постановки п въпросите, свързани с използуването на динамичните и статичните въжета в практиката на пещерното дело. Авторът е обхванал всичко, което е необходимо за усвояване основата на най-съвременната техника за проникване в пропасти и пропостни пещери — техниката ни единичното въже. Книгата е предназначена за обучаващите се в отделенията по пещерно дело към специализираните спортно-туристически школи на БТС и в курсовете на БФПД за подготовка на инструкторскн кадри и спасители в пещери п пропасти. Тя представлява интерес и за всички членове на пещерните клубове в страната, които искат да обогатят практическите си знания при проникването в пещери и пропасти.
Български туристически съюз, 1983. 2
ПРЕДГОВОР През последните години спортната спелеология постигна големи успехи. В Пиринеите, Алпите и редица планини и карстови райони извън европейския континент бяха открити и щурмували непознати досега подземни дълбочини. Български пещерняци покориха много трудни пропасти в Италия, Австрия и Гърция. Напоследък и много български пропасти разкриха тайните си пред тях. Съвсем логично е да си зададем въпроса — на какво се дължат тези успехи? И няма да сгрешим, ако кажем — на широкото навлизане на науката н техниката вън всички сфери на живота. Спелеологията също не остана настрана от този всеобщ процес. Именно поради това нарасналите й възможности са свързани тясно с усъвършенствуването на съоръженията и техниките за проникване в пещери и пропасти. Революционен скок в това отношение беше откриването на нова техника за проникване в подземните бездни — техниката на единичното въже. Появила се първоначално във Франция, тя бързо се разпространи както в страните от стария континент, така и в Съединените щати и Австралия. Не закъсня н нейното прилагане в България. Няколко години след като тя се бе разпространила по света, българските пещершци, въпреки първоначалните си резерви, също възприеха нейните строги и. исквания. В това отношение бе направено много, а последните републикански технически прегледи показаха, че техниката на единичното въже в основни линии вече е овладяна у нас. Това обаче никак не бива да ни успокоява, защото да използуваш една техника, без да си запознат с нейните детайли, е толкова опасно, колкото да знаеш да въртиш педалите на велосипед, без да можеш да се справяш с кормилото. Затова бъдещите усилия на пещерняците трябва да бъдат насочени както към всестранното н задълбочено изучаване, така и към педантичното прилагане на специфичните изисквания на техниката па единичното въже. В основата на всичко това трябва да лежат познанията за въжетата и тяхната употреба. И това ие е случайно, тъй като въжето е основният елемент в тази система и без подробното му познаване нашата сигурност би била съмнителна. За да бъдем по-убедителни, трябва да напомним, че докато при класическата система въжетата бяха две, в новата е само едно. А това налага не само задълбочени познания за качествата и начините .ча употреба, но подобросъвестно отношение към него. Без подробното овладяване на всички страни от техкиката на единичното въже българската спортна спелеология не само няма да бъде в крак със съвременните изисквания, но ще бъде съпътствувана от все още несъществуващи, но напълно възможни отрицателни явления. Изхождайки от това, Българската федерация по пещерно дело изцяло подкрепя усилията на автора да осветли по-широко въпросите, свързани с познанията и употребата на въжетата, използувани за проникване в пещери и пропасти. Надяваме се, че настоящият труд ще допринесе за запълване на една празнина в нашата спелеоложка литература и ще повиши теоретичните знания и техническите умения на пещерняците в нашата страна.
АЛЕКСЕЙ ЖАЛОВ зам.-председател на БФПД
3
“На всекиго трябва да с ясно, че дори и да имат най-съвършени качества, съоръженията за проникване в пропастите не са предназначени за използуване от самонадеяните и неподготвените!” Адриано Ванин 1. ЗА ТЕХНИКАТА НА ЕДИНИЧНОТО ВЪЖЕ Техниката на единичното въже се появи преди десетина години. Това стана почти едновременно, но отделно и неза-висимо, в няколко географски твърде отдалечени страни — Франция, Австралия и Съединените щати. След публикуването през 1973 г. във Франция на книгата на Жан-Клод Добриа и Жорж Марбак «Техника на алпийската спелеология», която запозна по-широк кръг спелеолози с основните елементи на техниката на единичното въже, тя за няколко години се разпространи във всички страни с раз-вита спелеология. В края на 1979 г. тази техника започна да навлиза и в практиката на българските спелеолози. Бързото развитие и разпространение иа техниката на едини-чното въже се дължи изключително на многобройните й предимства в сравнение с класическите техники за прони-кване в карстовите пропасти. По-важните от тях са: — намалява се износването на съоръженията и на първо място на въжетата; — намалява се теглото на екипировката, необходима за дадена пропаст — въжетата са почти два пъти по-малко; — създава се възможност вертикалният път да се търси далече от скалата, а това е поудобно и по-безонасно; — общото време за преодоляване на пропастите значително се съкращава в сравнение с времето при използуване па класическите техники; — намалява се необходимият минимум на участниците за осъществяване на дадено проникване; — създава се възможност за избягване на водната струя при преодоляване па водопади; — спелеологът е независим от своите съекипници по време на движението си по отвесите; — при преодоляване на дълбоки отвеси се създава възможност за поддържане на пряка и постоянна аудиовръзка между участниците; — преодоляването на всеки отвес и на всяка пропаст като цяло, включително иайдълбокнте в света, е по-лесно и сигурно, отколкото при класическите техники. Едиа от характерните особености на техниката на еди-ничното въже е, че почти 90 % от сигурността и безопасно-стта на проникването се подготвят предварително още при екипирането на всеки отделен отвес. Конкретната ситуация при всеки от тях обаче винаги е различна и екипирането не може да се извършва нито по шаблон, нито чрез подража-телство. Необходимо е проблемите да се решават творчески на място. А това изисква не само основно познаване на правилата за екипираме, много добра спортно-техннческа подготовка и опит, но и отлично познаване на характери-стиката и състоянието на използуваните въжета. Тази техника безусловно изисква да имаме пълно доверие в тях. Но доверието не бива да бъде «юнашко», защото законът на Нютон за гравитацията е безпощаден, а второ въже «за всеки случай» няма. Следователно познанията за въжетата, които се използуват за проникване в пропастите, са основата, върху която трябва да се гради усвояването на техниката на еди-ничното въже н една от гаранциите за безаварийното й пра-ктикуване. Скромната цел на настоящия труд е да даде малко по-широка представа както общо за характеристиката и каче-ствата на различните видове въжета, така и в частност за употребата на т. нар. статични въжета, които отскоро запо-чнаха да навлизат в практиката на българските спелеолози. За всичко останало, свързано с техниката на единичното въже, трябва да се ползуват съответни ръководства, както н преведеното на български учебно помагало «Вертикална снелсология» от Майк Мередит — ведомствено издание на Българската федерация по пещерно дело, 1980 г. 4
2. ХАРАКТЕРИСТИКА НА ВЪЖЕТАТА 2.1. ЯКОСТ НА ОПЪН Всяко въже има граница, на която се къса при бавно нарастващо натоварване. Тя определя статичната му здравина или якост на опън. Стойността й винаги се обявява от производителя, но никога не се покрива с дей-ствителната якост на съответното въже в процеса на него-вата употреба. Преди да обясним защо е така, да надникнем във 2.1.1. ВИЗИТНАТА КАРТИЧКА НА ЕДНО ВЪЖЕ Обикновено в опаковката на произвежданите от повечето специализирани фирми алпийски и спелеовъжета има малко картончe с по-подробна или по-скромна информация за тяхната техническа характеристика. То е «визитната картичка» на въжето, чрез която се запознаваме с него и с качествата му. Таблици 1 и 2 показват каква информация се съдържа във •«визитните картички» на две различни по вид въжета, произведени през 1983 г. от една и съща фирма — «Еделрид». Таблица 1 Динамично основно въже тип «Класик МД 72» с ǿ 11 мм Якост на oпън ....................................................... Удължение при скъсване .................................... Върхово динамично натоварвано (при f = 1.78) Брой на задържаните тестови падания ............. Удължение при нормална употреба с натоварване 80 кг.................................................... Тегло на метър .....................................................
2350 кгс* 54 % 1090 кгс 6—7 х 7,6 % 72 г
Таблица 2 Статично въже тип «Супсрстатпк» с ǿ 10 мм Якост на опън ....................................................... 2500 кгс Удължение при скъсване ....................................... 29 % Върхово динамично натоварване (при f=l) ........ 1245 кгс Брой на задържаните тестови падания ............... 7 х Удължение при нормална употреба с натоварване 100 кг .................................................. 2,5 % Удължение при нормална употреба с натоварване 300 кг ................................................. 9 % Тегло на метър ....................................................... 60 г
5
Най-впечатляващи и безспорно най-ускоряващо действу-ващи са обявените от производителя числени стойности за якостта на опън п за двата вида въжета. Това важи и за всички други алпийски и спелеовъжета, които се намират на световния пазар. Два тона са прилична издръжливост за скромните 80 кг на един спелеолог заедно с екипировката му, но въпреки това нека видим доколко може да се доверим на така наречената 2.1.2. ОБЯВЕНА ЯКОСТ НА ОПЪН Стойностите иа обявената якост на опън, гарантирани от производителите, са твърде внушителни, като се започне от 1700 кгс за 9-мм. спелеовъже «Иитералп-Спелунка» и се стигне до 3500 кгс за американското «Блу уотър» с ǿ 11 мм. Това на пръв поглед създава впечатление едва ли не за излишна преосигуреност на произвежданите въжета. Експерименталните условия, при които се определя обявената якост на опън, обаче съществено се различават от условията, при които въжетата се използуват в пропастите. Затова от всички числени стойности, определящи техниче-ската характеристика на всяко динамично или статично въже, няма по-опасно успокояващи данни от тези за якостта му на опън. А това е така, защото: — те се отнасят за границата на натоварване, при която въжето се къса, без предварително да е подложено на действието на намаляващи здравината му фактори (наличието на възли, действието на влагата, замърсяването с глина и пр.); —тези данни са валидни само за ново въже, и то за момента, в който напуска заводския конвейер. Веднага след това под влияние на редица фактори якостта на опън прогресивно намалява и скоро значително се отдалечава от първоначалната си стойност. Да се запомни: — обявената якост на опън не е показател, от който мо-же да се съди за сигурността на въжето; — тя се отнася само за неговото първоначално със-тояние и за изпитания, при които е било сухо, чисто и без възли. За да добием по-реална представа за рисковете, на които бихме се изложили, ако безпрекословно разчитаме на обявената якост, ще проследим по-подробно какво става с нея след като въжето е в ръцете ни и се готвим да се спуснем по отвесите на поредната пропаст. 2.1.3. ПРЕГЪВАНЕ ВЪВ ВЪЗЛИТЕ Още с изваждането на въжето от транспортния сак задъл-жително се извършва един жест — връзването на възел. Дали ще бъде възел за направата на клуп или за да се свър-же въжето с друго, няма значение. Нито едно въже не може да се използува, ако не сме направили някакъв възел. Обаче веднага след връзването на възела якостта на опън на въже-то намалява наполовина. Например при обявена якост на опън 2350 кгс след връзването на първия клуп с възел осморка тя намалява иа 1290 кгс. Или ако коефициентът на сигурност* на въжето в началото е 23, веднага след завър-зването на възела намалява иа 13. Защо става така? Обикновено силите, които действуват при натоварване на едно въже без възли, се разпределят равномерно по цялото му напречно сечение, т, е. всички нишки, от които е съста-вено, се опъват едновременно (фиг. 1 а). Ако въжето се прегъне, както това става във витките на всеки възел, сили-те при натоварване се разпределят неравномерно (фиг. 1 б). Част от нишките, които се намират от външната страна иа дъгите, се опъват значително. Поради това възможностите им за удължаване при натоварване на въжето са по-малки от тези на останалите. •ктс — килограм-сила: единица за сила вкл. сила на тежестта или тегло, която при нормални земни условия е числено равна на единицата за маса «килограм» (кг). Поради това все още в практиката много често масата (в кг) п теглото (и кгс) на едно тяло се отъждествяват * Отношението между якостта на опън н номиналното натоварване. В случая 100 кг, колкото приблизително с теглото на един сиелеолог с личната му екипировка и носения багаж.
6
а
б
в
Фиг. 1 Прегъване във възлите
В зоните на прегъване възникват и напречни усилия, които се сумират с надлъжните и допълнително натоварват ниш-ките на въжето (фиг. 1 в). В следствие на комбини-раното въздействие на силите иа опън и на срязване въжето е по-слабо там, където е прегънато, отколкото в правите участъци. Колкото по-силно е прегъването, толкова повече намалява неговата издръжливост. Поведението на възлите при бавно нарастващо нато-варване до скъсване многократно е проучвано. Въз основа на многобройни изпитания са публикувани редица таблици, които показват с колко процента се намалява якостта иа опън на дадено въже при употребата на един или друг възел. Известна представа за това може да се получи от таблица 3, съставена по данни за изпитания на статично въже.
Таблица З Възли за привързване на въжето към закрепвания Класиране
1 2 3 4 5 6
Намаляване якостта на опън въжето в %
Вид на възела
Девятка Осморка Двоен булин Единичен булин Пеперуда Водачески
30% 45% 47% 48% 49% 50%
Възли за свързване на въжета и примки 1 2 3
Двоен тъкачески Насрещна осморка Насрещен водачески
44% 53% 59%
7
Поведението на възлите при динамично натоварване е по-различно. Затова от гледна точка на сигурността подобни данни трябва да се приемат само информативно. Да се запомни: — различните видове възли намаляват от 30 до 60 % якостта на опън на въжето; — колкото по-малък е радиусът на прегъване и по-силно притискането, толкова повече намалява якостта на опън; — наличието на възли не променя динамичните качества на въжето.
2.1.4. ВЛИЯНИЕ НА ВОДАТА И ВЛАЖНОСТТА Поглъщането на вода от полиамидните влакна, от какви-то са и въжетата, с които се работи у нас, общо взето, е зна-чително. Количеството й зависи от съотношението на гру-пите СН2 към групите CONH в молекулите на съответното влакно. Затова при въжета, които не са произведени от една и съща фирма или не са от една и съща серия, се наблюда-ват известни различия, но в случая те не са от съществено значение. Въпреки че не във всяка пропаст има течащи води, влажността на въздуха е висока и често достига 100%. Направените експерименти показват, че действието на влажността върху якостта на опън е почти същото, както и ако въжето се намира в отвес, изцяло обливан от вода. А когато е мокро, то загубва още няколко процента от своята якост. Таблица 4 показва това, като изпитанията са правени с нови статични въжета. Таблица 4 Вид на възела
Водачески Осморка Девятка
Състояние
сухо сухо сухо
мокро мокро мокро
Издържливост в % спрямо обявената якост на опън
50% 43% 55% 52% 74% 67%
Да се запомни: — когато едно въже се намира но отвесите на дадена пропаст, то винаги трябва да се счита за мокро.
2.1.5. СТАРЕЕНЕ И ИЗНОСВАНЕ ПРИ УПОТРЕБА Под влияние на фотохимични н термични процеси, както и поради окислителното въздействие на въздуха, органичните материали, каквито са н полимерите, са подло-жени на непрекъснато прогресиращи необратими промени, които се означават като стареене. Главните виновници за стареенето на полимерите са отломки от молекулите сво-бодни радикали и атоми. Те се зараждат в самите полимери под действието на топлината, слънчевата светлина и кислорода във въздуха. Притежавайки агресивен характер, сво-бодните радикали и атоми разкъсват полимерните молеку-ли, отломките на които също се включват в разрушителния процес. 8
Свободните радикали са главните, но не н единствените виновници за стареенето на полимерите. Различни йонни и молекулярни реакции също спомагат за процеса на разрушаване. Резултатът в крайна сметка е, че структурата на по-лимера и химическият му състав след време се променят, а заедно с това се влошават неговите механически и други свойства. Процесите на стареене протичат независимо от това, дали въжето се употребява или не. Това води до пос-тоянно и непрекъснато намаляване на якостта на опън на всички въжета от синтетичен материал. Вследствие на стареенето намалява и способността на въжето да поема енергия, а това вече пряко се отразява на неговата сигурност. При изпитания, направени от комиси-ята за проучване на материалите и съоръженията при френ-ската федерация по спелеология, е установено, че през първите няколко месеца стареенето се проявява много по-интензивно, отколкото по-късно. Поради усилена деполимеризации на синтетичния материал способността на въжето да поема енергия през този период значително намалява и то при нормални условия на употреба. След това процесът се стабилизира, като се проявява и по-нататък с непрекъснато, но вече много по-постепенно отслабване. Отрицателният ефект от стареенето не е възможно да бъде определен с общоважащи за всяко въже числени стойности, тъй като зависи и от редица други фактори — климатичните условия, съпътствуващи съхраняването и употребата на всяко въже поотделно през целия период на неговото използуване, начина и интензивността на употребата му и пр. Затова достатъчно е да се помии, че най-големият неприятел на полимерите е светлината, и че въжетата в никакъв случай не бива да се оставят без нужда на светло и особено на слънце. Едновременно със стареенето въжето започва да се износва и физически в резултат на неизбежните механични въздействия, на които е подложено при използуването му. Особено голямо влияние за намаляване якостта на опън оказва абразивното действие вследствие на триене. За прегледност условно ще разделим фактора триене на: интензивно триене на натоварено от тежестта на спелеолога въже в скални ръбове и издатини при изкачване; частично триене при временен допир в скалата на възел или на отделен участък от въжето в процеса на спускане или изкач-ване или при изтеглянето му от отвсса; триене през съоръженията за спускане; триене между някакъв замърси-тел (глина, песъчинки и пр.) и нишките на защитната обвивка или сърцевината на въжето. Резултатите от интензивното триене на натоварено въже в скални ръбове, издатини и пр., особено при изкачване, може да се предвидят без затруднения: само за броени минути то може не само многократно да намали неговата якост на опън, но и напълно да я ликвидира. В резултат на това следва падане поради скъсване на въжето. Нито едно въже не е в състояние да издържи триене от подобен характер. Като правило то трябва да се избягва с всички възможни начини п средства и затова не се включва към причините, намаляващи якостта на въжето. Абразивното действие на останалите фактори, които водят до триене, обаче е неизбежно. То се проявява по-сла-бо или по-интензивно в зависимост от това, дали въжето е чисто или кално, сухо или мокро, както и от вида на съоръженията, които се използуват за спускане. Особено неблагоприятно въздействие, което спомага за интензивно износване на въжето, оказват съоръженията за спускане н замърсяването с глина, кал и др. Дори лекото замърсяване с глина след непродължителен срок намалява якостта на опън с около 10 %. Глината в пещерите и пропастите често съдържа голямо количество калцнтнн микрокристали. Те са с остри ръбове или са като иглички и плътно се забиват в нишките на въжето. При движението им една спрямо друга и особено когато по въжето преминава десандьор или друго съоръжение за спускане, микрокристалите постоянно повреждат и срязват нишки от защитната обвивка или сърцевината на въжето. Освен това независимо ст вида на съоръжението за спускане спирачното действие за контрсл на скоростта или за спиране се осъществява не само чрез триене, но и чрез прегъване и деформиране на въжето, ксето се пречупва под по-голям или по-малък ъгъл около самото съоръжение или помощния карабинер. Силните притискания и усуквания също допринасят за 9
повреждане на въжето. Въпреки че самохватите циклично притискат въжето при изкачване, а зъбците на палците им разкъсват отделни нишки от защитната обвивка, съоръженията за изкачване относително най-малко изменят неговото състояние. Действието на факторите, които предизвикват стареене и износване па въжето, все още не е проучено изцяло и комплексно. Отрицателното им въздействие за намаляване на якостта на опън е безспорно, но все още не се познава с положителност тяхната абсолютна или относителна стойност. Независимо от това практиката и някои изпитания са установили, че още при първия признак за явно износване всяко въже трябва веднага да се бракува без оглед колко пъти или време е било използувано до момента. При нормална по интензивност и внимателна употреба всяко въже следва да се изхвърли най-много след четиригодишно използуване. Да се запомни: — стареенето е процес, които но записи от това, дали въжето се употребява или все сщс сте и иеразиечатаио в магазин или на склад; — ако са изминали пет години от датата на производството на дадено въже, макар н ново, изобщо но бива да се използува за проникване о пропасти; — екипирането на отвесите трябва да се извършва така, че въжето да не се трие в скалите. Това е алфата и омегата на техниката на единичното въже; — всички видове рогатки без изключение са съвършено непригодни съоръжения за техниката на единичното въже; — след четиригодишна употреба всяко въже трябва да се бракува независимо че външно може да изглежда добре запазено 2.1.6. ПРАКТИЧЕСКА ЯКОСТ НА ОПЪН От изложеното дотук е видно, че якостта на опън, на която реално може да се разчита при работа в пропастите, значително се отличава от якостта, обявена от производителя. Това налага да въведем определението практическа якост на опън, което ще използуваме и по-нататък и което означава: обявената якост минус сумата от отрицателното въздействие на непредотвратимите фактори, които намаляват здравината на всяко въже. Въз основа на редица лабораторни опити н практически изследвания много автори са проучвали конкретното влияние на всеки от най-важните фактори, които са причина за несъответствието между обявената и действителната якост. За целта са използувани както нови, така и употребявани с различен срок въжета. Въпреки някои различия между отделните резултати, дължащи се на различия в методиките, преобладаващо е становището, че оценката за практическата якост на опън на вече влязло в употреба въже рядко превишава една четвърт от обявената. Ако искаме конкретно да се определи състоянието на едно въже на даден етап от неговата експлоатация, образец от въжето трябва да се изпита на стенд. По понятни причи-ни такова изпитание не е възможно да се осъществи в нито един пещерен клуб. Затова в непосредствената работа, за да имаме реална представа за практическата якост, на която действително ще може да се разчита до края на четириго-дишния период на използуване на дадено въже при усло-вията на работа в пропастите, трябва да умножим стойност-та на обявената якост но 0,27 [5]. Например внесените у нас прсез 1981 и 1982 г. спелеовъжета «Еделрид-Суперстатик» имат якост на опън 2500 кгс, обявена от производителя. Оценката за тяхната практическа якост към края на срока им на годност ще бъде 675 кгс. Много ли е това или малко? Не е много, но е достатъчно за условията, при които въже-тата се използуват в техниката на единичното въже. При нормално придвижване на спелеолога в процеса на спус-кане и изкачване натоварванията, които възникват от тегло-то и действията му, са сравнително ограничени. Затова както теорията, така и практиката, свързани с техниката на единичното въже, са единодушни, че 10
независимо от значително, по-ниската стойност на практическата якост в сравнение с обявената въжето е в състояние със сигурност да ги понесе. При инцидент, ако спелеологът и отвесите са правилно екипирани, възникващите динамични натоварвания също не достигат много високи стойности. Въжето и останалите елементи на осигурителната верига са в състояние да ги понесат, но при условие, че до момента въжето е било съвестно съхранявано и разумно използувано, и че спелео-логът винаги се съобразява с границата на неговата сигурност. 2.2. СИГУРНОСТ 2.2.1. ДИНАМИЧНИ НАТОВАРВАНИЯ* Въпреки мерките, които се вземат, никога не е изключена вероятността от инцидент, като: — моментно загубване на контрола над десандьора и повторното му възстановяване; — преплъзване и на двата самохвата по време на изкачване и повторното им зацепване; — случайно закачване на въжето на някаква издатина при изкачването на някой от спелеолозите и внезапното му откачане по време на излизането на следващия; — неудачен старт за спускане в началото на отвес при основното закрепване или неумело излизане оттам с дру-сане върху въжето; — разрушаване опората на основно или междинно закрепване и пр. Последствията от подобни инциденти са не само частичното пропадане или падане на спелеолога, които трябва да бъдат задържани от въжето, но и възникване на динамични натоварвания, които са значително по-големи от тези при нормални условия на спускане или изкачване. Искаме да напомним, че в пропаст въжето никога не се използува отделно и независимо от останалите съоръжения, с които са екипирани отвесите и самият спелеолог, а като съставна част с т. нар. осигурителна верига, Тя е сборът от всички елементи и съоръжения, които в даден момент са свързани посредством въжето: скала — клин «спит»*, болт, планка или примка, клема и пр. — карабинер — въже — десандьор или самохват, осигурителен ремък — карабинер—седалка—тяло на спелеолога. Както при спускане или изкачване, така и при падането предава силите на възникналите съответно статични или динамични натоварвания към всяко едно oт звената, включени в дадения момент във веригата. Да се запомни: — всяка верига като цяло е толкоиа здрава, колкото е издръжливостта на най-слабото й звено. Осигурителната верига не прави изключение от това правило; — от всички елементи на осигурителната верига най-променяща се характеристика и специфично поведение при динамично натоварване имат въжетата; — въжето се подлага на най-голями натоварвания при разрушаване на опората или на някой от елементите на междинно закрепване и в случаите, когато още при екипирането на даден отвес е направена груба грешка, която създава предпоставки при евентуално падане факторът му да бъде с по-висока стойност от допустимата за конкретните условия
* Динамични са тези натоварвания, които много бързо изменят големината и посоката си по отношение на времето. При проникване в пропастите посоката на надлъжното натоварване на въжетата не се променя, тъй като се съпротивляват само на опън. За сведение трябва да се има пред вид, че това не е така за клиновете. * Самопробиващи ролплъгови клинове, конструирани от фирмата Société Prospcction ct d’ Inventions Techniques — SPIT.
11
2.2.2 ЕНЕРГИЯ НА ПАДАНЕ Ако закачим някакво тяло с определено тегло на края на въже, последното ще бъде подложено едновременно по цялата си дължина, включително и в точката, в която е фиксирано, на действието па сила, чиято големина ще бъде равна на теглото на закаченото тяло. Ако обаче повдигнем тялото на известна височина и го пуснем, силата, която ще упражни върху въжето, след като го изпъне, ще е значител-но по-голяма. Под действието на гравитацията всяко падащо тяло се ускорява. Това означава, че скоростта му нараства с увеличаване на височината, от която пада. В зависимост от масата и скоростта във всеки момент от полета си то притежава определена енергия, която се означава като енергия на падането (Е). Тази енергия е толкова по-голяма, колкото по-голяма е масата н скоростта на падащото тяло. Следователно енергията на падането зависи от теглото (G) на тялото и от височината (Н), от която пада, или E=G.H (табл. 5). При задържане иа едно падане от въжето скорост-та на тялото се свежда до нула. При това енергията на падането трябва да се трансформира в деформация предимно на въжето, а част от нея н на останалите елементи на осигурителната верига, включително тялото на спелео-лога. Таблица 5 Височина нападане (м)
Скорост на падане (км/ч)
Време на падане
Енергия на падане пти тегло на тялото 80 кгс (кгс.м)*
1 2 5 10 20
16 22 36 50 71
0.45 0.64 1.01 1.42 2.02
80 160 400 800 1600
* кгс.м — съкратено означение на килограм-силд по метър — един ица. за енергия н за работа.
2.2.3. ВЪРХОВО ДИНАМИЧНО НАТОВАРВАНЕ В края на свободното падане енергията на тялото е равна на G.H. За да спре падането, въжето трябва да извърши определена деформацнонна работа (А), която да е равна на енергията на падането (Е), или А=Е. Това може да се илюстрира с графика, която показва какво е удължението на въжето при определена сила (фиг. 2). Тъй като работата е произведение на сила по изминат път (в случая h — пътят от удължението на въжето), площта между кривата и абсцисата е равна на извършената работа от въжето при задържане на дадено падане. Силата, която предизвиква деформация па въжето, действува и върху тялото нa падащия, като при това нараства непрекъснато, докато работата А на въжето стане равна на енергията нападането Е. Максималната стойност, до която тя достига при задържане на падането, наричаме върхово динамично натоварване (ВДН). Или с други думи, под това понятие трябва да се разбира максималната сила на динамичния Фиг. 2. Удължение н работа на въжето при различна сила на натоварване 12
удар. която осигурителната верига и човешкото тяло понасят в момента, в който падането е спряно от въжето и последното е престанало да се удължава. Стойността на върховото динамично натоварване зависи от фактора на падане и от динамичните качества на въжето. При еднаква енергия на падане тя ще бъде по-ниска за въже, което има по-голяма еластичност, и много по-висока за въже, което слабо се удължава (фиг. 3). Следователно върховото динамично натоварване не е пряк резултат от енергията но падането, а резултат от способността на въжето повече или no-малко да се удължава. Затова е неправилно да се мисли, че на определено падане винаги съответствува точно определено върхово динамично натоварване, както е неправилно да се определя сигурността на едно въже само върху основата на данните за неговата якост на опън. При еднако падане различните въжета развиват различно върхово динамично натоварване. Дори да има много голяма якост на опън, въже, което се удължава малко, при задържане на падане развива голямо върхово динамично натоварване и обратно. Да се запомни: - конкретната стойност на върховото динамично натоварване варира в твърде широки граници. Тя не зависи от абсолютната височина на падането, а се определя изключително от динамичните качества на въжето и от фактора на падане. Фиг. 3 Зависимост на ВДН от динамичните качества на въжето
ВДН1
Δ L1 Удължение(%)
Δ L1 Удължение(%)
2.2.4 ФАКТОР НА ПАДАНЕ Факторът на падане (f) се определя от отношението между височината на падането и дължината на въжето, което го задържа, или f=H/L. От него зависи степента на едно падане, а оттам нато-варването на осигурителната верига при задържането му от въжето. Да предположим, че сме издигнали едно тяло (Р) па 2 м над точката на окачване на въжето (А) (фиг. 4 а). Лко го пуснем, височината (Н) на свободното падане преди да бъде задържано от въжето ще бъде общо 4 м, т. е. два пъти дължината на въжето (L). В случая факторът на падане ще бъде равен на 2 F=
H височинанападане = дължинанавъжето L
=
4м =2 2м
С езика на цифрите за въжето това означава, че при фактор 2 на всеки метър от него ще действува енергия, равна на енергията на свободното падане на едно тяло от 2 м височина: 4 м височина на на падане x 80 кг с тегло-320 кгс.м енергии на падане, разпределена на 2 м въже = 160 кгс.м* енергия на един метър от въжето. 13
Фиг. 4. Фактор па падане:а— при H=2L, f=2; б — при H = L f=l а б Или с други думи, факторът определя т. нар. относителна в и с о ч и н а на падане, т. е. колко метра свободен полет се падат на всеки метър от дължината на въжето, която участвува при задържането на дадено падане. Енергията на падане действува с еднаква големина върху всеки сантиметър от въжето, като предизвиква еднакво елементарно удължение. Затова и общото удължение на въжето в сантиметри е пропорционално на дължината му. Следователно способността на въжето да поема енергия ще бъде толкова по-голяма, колкото е пo-голяма неговата дължина. Ето защо степента на натоварване на въжето при поемане на динамичен удар не зависи от абсолютната, а от относителната височина, т. е. от фактора на падане. За да подкрепим този извод, нека издигнем тялото Р не на 2 м, а на 20 м над точката на окачване. В случая ще ни бъде необходимо въже с дължина 20 м, а височината Н на свободното падане ще стане 40 м. И при тези условия факторът на падане няма да се промени f=
40 20
=2. Няма Да се промени
и енергията, която ще действува на всеки метър от 20-те метра въже (40 м височина на падане х 80 кгс тегло = 3200 кгс.м енергия на падане, разпределена на 20 м въже = 160 кгс.м енергия на всеки метър от въжето). Следователно степента на натоварване на въжето е същата, както и при падането от 4 м височина, тъй като факторът на падане е един и същ. Действително при втория случай общата енергия на падане е 10 пъти по-голяма, но за сметка на това по силата на казаното no-горе е на разположение 10 пъти по-дълго въже, което има и 10 пъти по-голяма способност да поема енергия. Поради това обстоятелство работата ( А ) , която се пада на един метър от въжето при един и същ фактор на падане, независимо от абсолютната височина е еднаква. Затова и върховото динамично натоварване на дадено въже ще бъде едно и също както п р и падане от два, така п при падане от десет или повече метра, ако факторът им е еднакъв, т. е. върховото динамично натоварване също не зависи от абсолютната височина па падане, а от неговшг фактор. При равни други условия — маса на тялото, динамични качества на въжето и п p., колкото факторът на падане е по-малък, толкова no-малка ще бъде и стойността на върховото динамично натоварване и обратно. При втория пример във фигурата 2 2
(4 б) височината на свободното падане е равна на дължината на въжето, или f= =1. Натоварването на въжето и на осигурителната верига в случая ще бъде значително по-малко, тъй като върху всеки метър от него ще действува енергия, равна на енергията на свободното падане на едно тяло само от 1 м височина (2 м височина на падане Х 80 кгс тегло=160 кгс.м енергия на падане, разпределена на 2 м въже x 80 кгс.м* енергия nа всеки метър от въжето).Максималният фактор е 2. Това е най-тежката степен на падане при височина, двойна на дължината на въжето. Вероятността за падане с такъв фактор никога не е изключена при свободно катерене, ако първият от свръзката политне в момент, когато въжето между двамата не е осигурено с междинни клинове. При прониквания в пропасти възможните падания при правилно екипирани отвеси са от много по-ниска степен. Факторът им обикновено достига наймного 0,3—0,5. Именно това позволява в практиката на спелеологията да се използуват малко 14
«по-твърди», или т. нар. статични въжета. 2.2.5. ВРЕМЕ ЗА ЗАДЪРЖАНЕ НА ПАДАНЕТО. ИМПУЛС НА СИЛАТА За абсолютно твърдо тяло, което пада върху абсолютно твърда повърхност, т. е. при абсолютно отсъствие на еластични елементи, времетраенето на удара ще клони към нула, а неговата сила - към безкрайност. Поради наличието на еластични елементи в осигурителната верига н па първо място въжето за трансформирането на възникналата при падането енергия е необходимо някакво време, а силата на удара зависи преди всичко от динамичните качества на въжето. Произведението от приложеиата сила и времетраенето на удара Fудар x t удар се нарича импулс на си л а т а. Докато върховото динамично натоварваме при еднакъв фактор на падане независимо от абсолютната височина е постоянно, импулсът на силата зависи от абсолютната височина (Н) и нараства с увеличаващата се скорост на падащото тяло. Например, ако за Н1 необходимото време за задържане на падането е t 1 , а за Н 2 – време t 2 и h 1 =1м и t 1 =0.2 с времето t 2 9 h2 =R= 1 h1
=9
t2 =√9 t1
h2 hi
=R, то
t2 =√R, t1
или при
за задържане на едно падане от височина h 2 =9м ще бъде
или t2=0.2 x 3=0.6
или
три
пъти по-продължителио. Следователно
попродъжителен ще бъде н импулсът па силата (фиг. 5). Неговото времетраене не е от значение за въжето, тъй като установихме, че работата, която се пада на всеки метър от него (2.2.4.) при един и същ фактор, е еднаква и не зависи от абсолютната височина па падането. За спелеолога обаче това не е така, защото върху него натоварването би действувало по-продължително. При малко произведение от приложената сила н времетраене на удара, т. е. при кратък импулс на силата, човешкото тяло по-леко понася голямо натоварване. Същото натоварване, но при по-продължителен импулс на силата, т. е. при по-голямо произведение от приложената сила и времетраенето на удара, може да доведе до много по тежки последствия. Фиг. 5 Продължителност на импулса на силата. 1- импулс при падане от 1м с фактор 1; 2 – импулса при падане от 9м с фактор 1 Да се запомни: — при падане от по-голяма височина силата на натоварване действува по-продължително върху тялото, задържано от въжето. При равни други условия това е по-опасно. 2.2.6. ФАКТОРИ, ОБЛЕКЧАВАЩИ НАТОВАРВАНЕТО ПРИ ПОЕМАНЕ НА ДИНАМИЧЕН УДАР Дотук разгледахме въпросите, свързани с натоварването на въже при поемане на динамичен удар от гледна точка на т. нар. свободно падане. При проникване в пропасти условия за такива падания се създават сравнително no-рядко. Те обикновено са съпроводени с повече или по-малко удари или с триене на тялото на спелеолога в стените на отвеса. Това до известна степен намалява скоростта на падането, следователно н неговата енергия. На второ място, въжето не е единственият елемент от осигурителната верига, които е в 15
състояние да поема енергия. Докато участието на клиновете, карабинерите и другите метални съоръжения в този процес може да се пренебрегне, не е така за възлите, които се затягат, за осигурителния ремък, който се удължава, за седалката, чиято лента не е статична, за мускулната маса на спелеолога, която също има известна еластичност. Тези фактори, взети заедно, макар и незначително, увеличават общата деформация па осигурителната верига и спомагат за намаляване силата на натоварването. По време на експерименти е установено, че при свободно падане, ако например твърдо тяло с маса 80 кг развива върхово динамично натоварване 720 кгс, при падането на човек при същите условия то достига само до 550 кгс. Или, че мускулната маса и седалката могат да поемат до 25 % от енергията при динамичен удар. Ефектът от изброените фактори се проявява само при падания от малка височина. При поголяма височина се разчита изключително на ефекта от удължението на въжето. Да се запомни: — при поемане на динамичен удар най-силно от всички елементи на осигурителната верига се деформира въжето. Следователно то поглъща най-голямата част от енергията при падане; — възлите, осигурителният ремък, мускулната маса и пр. намаляват силата на натоварване, ио само при падания от малка височина. 2.2.7. СИГУРНОСТ НА СТАТИЧНИТЕ ВЪЖЕТА Вече стана дума, че за да добием представа за практическата якост на опън, трябва да ни е известна стойността на силата, при която дадено въже с възли п когато е мокро, замърсено и пр. и се къса. Но и това не е достатъчно за определяне на неговата сигурност, ако е статично. От гледна точка на безопасността фактът, че то би издържало, без да се скъса, три или триста пъти на определено натоварване при падане няма никакво значение, ако в същото време върховото му динамично натоварване достига стойности, които превишават възможностите за издръжливост на някое от звената на осигурителната верига или на спелеолога. От друга страна и една относително висока на пръв поглед якост на опън няма да му попречи да се скъса, ако динамичните му качества се окажат толкова нищожни, че при падане повишат върховото динамично натоварване до стойност, по-висока от границата на практическата му якост па опън. Ето защо сигурността на едно статично въже не зависи от практическата якост на опън като отделно взета величина, а се определя: 1. От разликата между стойността на силата, необходима, за да достигне въжето с възли, прегъвания, глина, влага и пр. до границата си на скъсване п стойността на максималната сила на динамичния удар при задържане на падането; или с други думи, от разликата между практическата якост на опън и върховото динамично натоварване (фиг. 6). А това означава, че при инцидент стойността на върховото динамично натоварване винаги трябва да е по-ниска от практическата якост на опън. Ако се допусне обратното, въжето ще се скъса.
16
2. От условието, че върховото динамично натоварване при инцидент никога не трябва да превити издръжливостта на което н да било от останалите звена па осигурителната верига, включително тялото на спелеолога. Тези условия зависят преди всичко от възможностите па въжето да се удължава и от величината на фактора на падане. Възможностите за удължение па всяко въже са определени. Те трябва да се познават, но не могат да бьдат променени. Посочени са в техническата му характери-стика и са поголеми или по-малки в зависимост от типа на въжето, както и от степента на износване. Спелеологът обаче може да влияе върху величината на фактора на падане, а чрез нея и върху стойността на върховото динамично натоварване (2.2.4.). Затова при екипиране на отвесите, съобразявайки се със сравнително ограничените възможности за удължение на статичните въжета, той предварително трябва да вмества величината на фактора, който би се получил при евентуално падане, в такива граници, които да съответствуват на техните динамични качества (вж. 4,3., 4.4. и 4.9.). Това е необходимо, за да може при инциФиг.6 Сигурност на въжето дент стойността на върховото динамично натоварване винаги 1-практическа якост на опън; 2-ВДН при поемане на удара; да остава под границата на практическата якост на опън на а-енергия на падане, погълната от въжето, т. е. да се гарантира неговата сигурност. въжето; б-енергия, необходима за скъсване на въжето, с възли, мокро, замърсено и пр.; в-зона, в която се простира сигурността на вужето. Колкото стойността на ВДН2 се доближава до стойността на практическата якост на опън(1) толковаповече тази зона се стеснява, като намалява сигурността на въжето , и обратно.
Да се запомни: — чиста илюзия е да се разчита на сигурността на едно статично въже само за това, че изходните данни за практическата му якост на опън са два, три или повече пъти по-високи от максималното усилие, което се очаква, ако нямаме никаква представа за неговите динамични качества.
2.3. КОНСТРУКЦИЯ
Фиг.7
Конструкцията на съвременните въжета е от кабелен тип. Въведена е през 1953 г. от фирмата «Еделрид». Това са въжета с носеща сърцевина и оплетена около нея защитна обвивка (фиг. 7). Сърцевината се състои от няколко десетки хиляди синтетични нишки. Те са разпределени в два, три или повече прави, оплетени или усукани снопа в зависимост от конкретната конструкция и търсените експлоатационни качества. Например сърцевината на динамично въже тип «Класик», производство на «Еделрид», се състои от 50 400 нишки с дебелина по 0,025 мм, а защитната му обвивка — от 27 000 нишки. Обвивката предпазва сърцевината от механични повреди и от прякото действие на ултравиолетовите лъчи. Придава на въжето необходимата гъвкавост и удобство за хващаме. Тя участвува п при поемане па 17
различните натоварвания. НеГшият дял е около 40 % от якостта на опън на въжето. Защитната обвивка иа алпийските въжета обикновено е оцветена. Цветовете са найразлични, но ярки, което конструкция създава удобства при работа едновременно с две и повече въжета. Защитната обвивка на повечето произвеждани спелеовъжета е бяла. 2.4. ДЕБЕЛИНА Диаметърът на динамичните и статичните въжета, произвеждани от повечето специализирани фирми, най-често е от 9 до 11 мм. Конкретният диаметър на даден тип въже се разчита и оразмерява още при конструирането му в зависимост от търсените динамични и експлоатационни качества. Затова се приема, че дебелината на всяко въже е достатъчна за натоварванията и целите, за които производителят е предвидил да бъде използувано. Да се запомни: — в практическата работа дебелината на въжето има отношение само към удобството за хващане, общото му тегло, неговата гъвкавост и пр. Тя не е показател за сигурността на едно въже. 2.5. ТЕГЛО Теглото на всяко въже зависи от дебелината му. То се посочва от производителя в грамове на метър, като се измерва при стандартни условия - влажност на въздуха 65 % и температура 20 °С. Обикновено теглото е от 52 до 77 г на метър в зависимост от дебелината и конструкцията. Въже, което не е тип «Драйлонг-лайф», «Евърдрай» или «Супердрай» (импрегнирано), при измокряне в пропастите поема значително количество вода, която може временно да увеличи теглото му до 40 % от първоначалното. 2.6 УДЪЛЖЕНИЕ Освен голяма якост при ниско обемно тегло синтетичните влакна имат още едно ценно качество — възможността да се удължават при натоварване, на което в същност се дължат амортизационните свойства на въжетата. Без да навлизаме в подробности, в общи линии може да разграничим два вида удължение: еластично, при което след отстраняване на въздействуващата сила въжето отново възвръща първоначалната си дължина, п пластично, при което н след отстраняване на въздействуващата сила настъпилото удължение на въжето се запазва. При по-слаби натоварвания въжето поглъща енергия най-вече за сметка на еластичните си деформации, докато по-силните имат за резултат появата на невъзвратими деформации. Удължението се изразява в проценти спрямо първоначалната дължина на въжето. 2.6.1. УДЪЛЖЕНИЕ ПРИ НОРМАЛНА УПОТРЕБА Това е временно и относително слабо удължение на въжето под въздействието на силите на натоварване от теглото и действията на спелеолога при спускане и изкачване по отвесите. Силите, които пораждат тези натоварвания, са сравнително ограничени и причиняват предимно еластични деформации. Въжето може многократно да ги понесе п след преустановяване на действието им бързо да възстанови първоначалната си дължина. В резултат на това обаче издръжливостта па въжето прогресивно намалява; това става постепенно и в ограничена степен. То запазва възможностите си и за осъществяване на осигурителната си функция обикновено до края на допустимия срок за неговата употреба. Разбира се, на нея може да се разчита само в граници, които отговарят на вида на въжето, на неговите динамични качества и време на употреба, 18
както и ако отвесите правилно се екипират и ако до момента въжето не е преждевременно износено. 2.6.2. УДЪЛЖЕНИЕ ПРИ ПОЕМАНЕ НД ДИНАМИЧЕН УДАР Това е извънредно краткотрайно, но значително удължение на въжето под въздействието на силата па натоварване, която се поражда при поемане на динамичен удар. В зависимост от фактора на падане н вида па въжето степента му е твърде различна. Например при падане с фактор 2 удължението на едно динамично въже при поемане на удара може да достигне повече от 25 % от неговата дължина. Силните динамични натоварвания пораждат no-големи или пo-малки пластични деформа-ции, които са невъзвратими. Това означава, че повече или по-малко намалява по-иататъшната способност на въжето да поема енергия, т. е. намалява неговата сигурност. Трябва да се има пред вид, че при всеки нов удар върховото динамично натоварване нараства и след задържането на няколко силни динамични удара достига стойност, която въжето вече не може да издържи (фиг. 8).
Фиг. 8 Да се запомни: — всяко динамично въже, което по време на свободно катерене се е наложило да задържи падане с висок фактор, повече не трябва да се използува за осигуряване; — при работа със статични въжета още след първия случай на друсане вследствие разрушаване на междинно закрепване или друга подобна ситуация въжето, понесло динамичния удар, независимо от невисокия фактор на падане веднага трябва да се изхвърли от употреба. 2.7. СКЪСЯВАНЕ СЛЕД ИЗВЕСТНА УПОТРЕБА Придвижването на самохватите по въжетата при изкачване, както и протриването им в скалите по време на изваждане от отвесите са едни от причините за промяна в дължинагга на въжетата. Скалните грапавини и ръбове, както и зъбците на палците на самохватите изтеглят стотици нишки от първоначално гладката и компактна повърхност на защитната обвивка на кабелните въжета. Част от първоначално обтегнатите нишки на новата обвивка постепенно се 19
деформират, като образуват миниатюрни дъги или се прекъсват. Това е познатият «мъх», който се появява по-повърхността на всяко въже. Вследствие на това след известна употреба въжетата стават малко «по-твърди» и се скъсяват с окола З до 5 %. Освен това всички кабелни въжета, които не са фабрично импрегнирани, се свиват повече или по-малко след първоначалното им измокряне. Например, статичните въжета, производство на фирмата «Мамут», след първото измокряне, при това без още да са употребявани, се скъсяват с около 4,5 %. След няколко прониквания с последователно мокрене по отвесите или пране могат да се скъсят допълнително до 11,5 %. Едва след това процесът се стабилизира. Почти толкова се скъсяват и въжетата тип «Суперстатик» с о 10 мм„ производство на «Еделрид». 3. ВИДОВЕ ВЪЖЕТА Основен белег за определяне вида на дадено въже са динамичните му качества, които най-много зависят от възможностите му повече или по-малко да се удължава при натоварване. Още при конструирането на въжетата в зависимост от търсените експлоатационни качества, възможностите им за удължение както в процеса на нормална употреба, така и при поемане на динамичен удар предварително се вместват в диапазони с различни граници. Според степента на удължението им при натоварване, а оттам и с оглед на целите, за които се произвеждат, те се разделят на два основни вида: дина м и ч н и или алпийски въжета и с т а т и ч н и или спелеовъжета. 3.1. ДИНАМИЧНИ ВЪЖЕТА Произвеждат се предимно за нуждите на алпинизма. Степента на удължението им при нормална употреба обикновено е от 4,5 до 6,5 %. Основните им качества са съобразени с норми, определени от Международния съюз на алпийските организации (UIAA). Те регламентират производството на два типа алпийски въжета: основни (в много страни се наричат единични) и т. нар. двойни или полувъжета. Основно се нарича този тип динамично въже, което по своята конструкция е предназна-чено да се използува единично за осигуряване при свободно катерене и което има необходими-те качества да задържи със сигурност падане с най-високия фактор 2. Дебелината на основните въжета най-често е от 10,5 до 11,5 мм. Д в о й н о или п о л у в ъ ж е се нарича динамично въже, което задължително трябва да е сдвоено при осигуряване, т. е. осигуряването да се извършва с две такива въжета едновременно. То няма необходимите качества да понесе със сигурност натоварването при падане с фактор 2, ако бъде употребено единично. Полувъжетата са с дебелина 9 н 10 мм. Изпитанията за оценка на основните качества на динамичните въжета се извършват чрез теста «Додеро». За целта се използуват образци от произведените въжета с дължина 2,80 м. На специален стенд се осъществяват последователни падания па тежест от височина 5 м с фактор 1,78 (фиг. 9). Основните въжета се изпитват с тежест 80 кг, а полувъжетата — с 55 кг. Всеки образец се привързва към съответните елементи на стенда с възли булин, Фиг.9 Схема на теста на “Додеро а при падането на тежестта въжето се прегъва на 150° през отклоняващ карабинер с ǿ10 мм. С това се цели да се имитират условия, възможно най-близки до едно действително падане при 20
свободно катерене. Най-важни от изискванията на UIAA за качествата на динамичните въжета са: — върховото динамично натоварване при задържане на първото падане на тежестта да не надминава 1200 кгс за основните и 800 кгс за полувъжегата; — всяко въже да задържи, без да се скъса, най-малко пет последователни падания на съответната за типа му тежест с фактор 1,78; — удължението при нормална употреба да не надминава 8 % на основните и 10 % на полувъжетата при статично натоварване с тегло 80 кг. Границата, която върховото динамично натоварване не бива да превиши дори и при падане с най-високия фактор, е взаимствувана от практическия опит на парашутизма. Той е доказал, че и при най-благоприятни обстоятелства, наличието на сбруя др. човек може да издържи само краткотрайно натоварване, и то до 15 пъти по-голямо от собственото му тегло. Като се приема, че 80 кг е средното тегло на човек, следва, че той може да издържи натоварване най-миого до 1200 кгс (80x15). Максималната граница, определена за стойността на върховото динамично натоварване на полувъжетата (800 кгс), на пръв поглед изглежда по-благоприятна от приетата за норма на основните (1200 кгс). В действителност това не е така, тъй като тя се достига при задържане на значително по-малка падаща тежест от тази, с която се извършват изпитанията на основните въжета. Напомняме за това, тъй като стойността на върховото динамично натоварване обикновено се обявява в паспорта с техническата характеристика на алпийските въжета, но не и условията за изпитанията им. Ако тази подробност не се знае или не й се обърне нужното внимание, а в паспорта на дадено въже, което предстои да бъде използувано, фигурира число равно или по-малко от 800 за стойността на върховото му динамично натоварване, може да се изпадне в заблуждение при оценката ла неговите динамични качества. Да се запомни: — при свободно катерене за осигуряване се използуват само динамични въжета; — когато при свободно катерене осигуряването се извършва с полувъжета, задължително и двете се включват в два отделни карабинера, но на един и същ клин. Ако се включат в един карабинер, при динамичен удар има опасност едното да притисне и да среже другото, а ако клиновете са поотделно за всяко от въжетата, едното може да се натовари повече и да не издържи на удара; — при свободно катерене с две основни въжета за всяко от тях се забиват отделни клинове. Ако се включат в карабинера на един н същ клин, при динамичеи удар върховото динамично натоварване многократно нараства. 3.2. СТАТИЧНИ ВЪЖЕТА През втората половина на 60-те години в практиката на спелеологията навлязоха две нови съоръжения — дссандьорът и самохватите. Тяхното бързо и масово разпространение само за няколко години изцяло промени начина за проникване в пропастите. Стълбите постепенно бяха изоставени. На базата на самохватите се появиха нови техники като «спускане и изкачване по въже със самоосигуровка» и др. Но след като въжетата станаха основно средство не само за спускане, но и за изкачване по отвесите, голямата им еластичност, така необходима в процеса на осигуряване, веднага се превърна в техен основен недостатък. Необходимостта да се «помпа» на място, докато се оберат най-малко 5—6 м от елонгацията, преди спелеологът да се отдели от дъното при изкачване на всеки по-голям отвее, и особено непрекъснатото подскачане при всяко преместване на самохватите по въжето, не са от най-приятните усещания. От друга страна, при допир в скалата, когато са натоварени, въжетата са подложени толкова по-бързо на протриване, колкото са по-еластични. Всичко това доведе до конструирането на въжета с пониска степен на удължение, които получиха названието с т а т и ч н и. Те се произвеждат предимно за целите на спелеологпята. Степента на удължението им при нормална употреба и натоварване от 100 кг най-често е от 1,5 до 2,5 %. Дебелината им е от 8 до 11,5 мм. 21
Поради по-ниската степен на удължение способността им да поемат енергия е по-малка, а върховото динамично натоварване — значително. То надхвърля 1000 кгс при падане на тежест от 80 кг само с фактор 1, докато динамичните въжета рядко превишават тази стойност дори при падане с най-високия фактор — 2. Техниката на единичното въже се появи и разви на базата на вече съществуващите статични въжета. И затова на всеки спелеолог трябва да е ясно, че цялото й развитие е съобразявано с качествата и характеристиката на статичните въжета, а не конструкцията на въжетата с нейната специфика. Затова от статичните въжета не може да се очакват качества, които по начало нямат. Производството на статичните въжета все още не се регламентира от предварително определени норми на Международния спелеоложки съюз (LJIS), както това е за динамичните от страна на UIAA. Засега всичко, което се отнася до тяхната техническа характеристика, зависи от добрата воля на конструкторите на фирмите-производителки. Развитието на техниката на единичното въже беше съпроводено от стотици експерименти, извършени както от отделни спелеолози, така и от клубове и национални федерации по спелеология. Установяваните недостатъци на статичните въжета от гледна точка на техниката на единичното въже веднага се компенсираха от съответни правила за тяхната употреба н за начина, по който отвеепте трябва да се екипират. Както подсказва названието им, статичните въжета имат ограничена еластичност и затова по принцип не са предназначени да поемат силни динамични натоварвания. Максималната степен на падане, която едно статично въже може да задържи, е падане с фактор1. Това означава, че всеки спелеолог, когато е привързан към такова въже, трябва категорично да си забрани да попада в ситуации, при които е възможно да се озове над точката, в коятo въжето е фиксирано. Това правило лесно се помни и при добро желание още по-лесно може да се спазва. Съвършено недопустимо е статични въжета да се използуват за осигуряване при свободно катерене на комини, стени на галерии, камини и при други подобни действия. За такива случаи се използуват само динамични въжета. Тези правила не търпят никакво изключение — с тях трябва да се съобразява всеки спелеолог, ако иска да надживее въжето, с което работи! 3.2.1. СТАТИКО-ДИНАМИЧНИ ВЪЖЕТА Водени от стремежа да доближат качествата на статичните въжета до спецификата на техниката на единичното въже, преди няколко години конструкторите на някои фирми разработиха една тяхна разновидност — т. нар. статико-динамични въжета. Първото такова въже е на «ТСА» (Франция). Произведено е през 1978 г. Последваха го «Династат» на френската фирма «Беал» и английското «Викинг» със сърцевина от кевлар. Статико-динамичните въжета също са кабелни, но се състоят от три конструктивни елемента: от две различни по своите динамични качества носещи сърцевини п защитна обвивка. Най-добри показатели от статико-динамичните въжета засега имат тип «Династат» на «Беал» (табл. 6). Таблица 6 Статнко-динамично въже тип «Династат» с ǿ 10,5 мм Якост на опън ...............................................
2020 кгс
Удължение при скъсване ................. ............
41 %
Върхово динамично натоварване (при f = 1)
800 кгс
Брои на задържаните тестови падания ......
10 х
Удължение при нормална употреба с натоварване 80 кг.............................................
3,2 %
Тегло на метър ..............................................
70 г
22
Централната сърцевина на «Династат» е от полиестерни нишки. Тя предварително се опъва до определени граници, за да се намалят възможностите й за удължаване при натоварване. Втората сърцевина, оплетена около централната, е от полиамидни нишки, които имат по-голяма ела-стичност от полиестерните. Нишките на третия конструктивен елемент — защитната обвивка — също са от полиамид. Идеята, заложена в тази конструкция, е следната: при нормална употреба, т. е. при спускане и изкачваие, натоварванията се поемат изцяло от по-слабо еластичната полиестерна сърцевина и поведението на въжето до натоварване от 650 кгс е статично. При натоварване над 650 кгс тази сърцевина се къса, като поглъща част от енергията на падането. Останалата част от нея се поема от влизащата в действие значително по-еластична полиамидна сърцевина. Общият резултат от това е по-голямата сигурност на въжето поради по-ниската стойност на върховото динамично натоварване. Не е излишно да повторим, че се касае само за разновидност на статичните въжета и затова също като тях и те не са предназначени да задържат падане с фактор, по-голям от 1. Тази нова конструкция все още не е изцяло «избистрена», но все пак е крачка напред към повишаване па сигурността на статичните въжета. Дали по-нататъшното й подобряване ще бъде най-верният път към тази цел или спелеолозите ще трябва да се лишат от някои удобства на суперстатичните въжета за сметка на увеличаването на процента ла тяхната удължаемост в интерес на по-голямата сигурност, бъдещето ще покаже. В близко време предстои утвърждаването на норми и за спелеовъжетата. Независимо какви точно ще са бъдещите условия и норми, които UIS ще приеме за производството на статичните въжета, те с нищо няма да променят принципните постановки, залегнали в основата иа техниката на единичното въже. Една от най-важните е, че всеки спелеолог с длъжен сам да се съобразява какво въже държи в ръцете си, как трябва да го използува и опазва, както и реално да преценява не само неговите възможности, но и своите собствени. Да се запомни: — статичните въжета се използуват като фиксирани въжета, т. е. за екипиране на отвеси и за направа на парапети; — при екипиране на отвеси със статични въжета и при други действия с тях да не се допускат положения, които при инцидент биха предизвикали падане с фактор, по-голям от 0,5; — колкото едно въже е по-статично, толкова по-нисък е допустимият фактор на падане; — в отвеси, които задължително изискват екипиране с междинни прехвърляния, да се избягва използуването на въжета с удължение по-малко от 2 % при нормална употреба; — статично въже може да се използува за осигуряване на партньор, но само при условие, че това се осъществява отгоре. 3.3. ПОМОЩНИ ВЪЖЕТА И ШНУРОВЕ Предназначени са изключително за спомагателни функции. Помощните въжета са с дебелина 7 и 8 мм. В зависимост от марката и годината на производство имат различна якост на опън, обикновено над 900 кгс. Например помощните въжета производство на «Еделрид» имат якост на опън съответно 1200 кгс за 0.7 мм и 1550 кгс за 0.8 мм (1983 г.). Използуват се за направа на примки, на импровизирани седалки й гръдни обвръзки, както и за други помощни цели. Шнуровете са с дебелина от 3 до 6 мм и с якост на опън съответно от 230 до 730 кгс (1983 г.), Използуват се предимно за направа на алпийски стълбички, за окачване на транспортния сак за седалката при носенето му по отвесите и за други неотговорни натоварвания. Шнуровете с дебелина 5 и 6 мм са най-подходящи за направа на самозатягащи се възли.
23
4. ИЗПОЛЗУВАНЕ НА СТАТИЧНИТЕ ВЪЖЕТА В ТЕХНИКАТА НА ЕДИНИЧНОТО ВЪЖЕ 4.1. ФУНКЦИЯ НА ВЪЖЕТО В ОТВЕСА Функцията, която едно въже изпълнява по време на проникване в пропаст, се определя изключително от техниката, възприета за неговото осъществяване. Техниките «спускане и изкачване по въже с горна осигуровка» или «спускане и изкачване по въже със самоосигуровка» изискват употребата на две въжета. И при двете техники едното се използува само като средство за придвижване по отвеса, а другото за осигуряване, т. е. по време на проникването всяко въже изпълнява определена, самостоятелна и различна функция, която при нормални условия на работа не се променя или заменя с друга до неговото завършване. От друга страна, докато продължава процесът на спускане или изкачване, на натоварвания се подлага само въжето, което служи за придвижване. Ако проникването протича нормално, осигуряващото спелеолога въже през цялото време остава практически ненатовареио. Дори и при възникване на инцидент то също не се подлага на действието на големи сили, тъй като начинът на екипиране на отвесите не създава предпоставки за динамични натоварвания* . Всичко това облекчава изпълнението на неговата осигурителна функция. При техниката на единичното въже нещата значително се различават. От една страна, единственото въже в отвеса поема и двете функции на въжетата от класическите техники, като във всеки момент от проникването едновременно е средство и за придвижване, и за оснгуряване. Второ въже «за всеки случай» няма; от друга — начинът на екипиране на отвесите по принцип съдържа потенциална възможност за динамични натоварвания на въжето и на осигурителната верига при инцидент. .
* Това е възможно единствено при техниките с горна осигуровка, и то само в случай, че възникването на инцидент съвпадне по време точно с момента, в който поради грешка осигуряващият е оставил «корем» на въжето, с което осигурява.
Тези особености на техниката на единичното въже. съчетани с използуването на статични въжета при нейното практикуване, правят осигурителната функция на единственото в отвеса въже особено важна и същевременно почти изцяло зависима от спелеолога — от неговите знания, умения, съобрязнтелност и правилни действия. Защото дали то ще може да я изпълни или не зависи преди всичко от това, дали той ще успее предварително да създаде необходимите условия за целта още при екипирането на всеки отделен отвес. А това означава, че трябва по възможно най-добрия начин, съобразно всяка конкретна обстановка, да позиционира и оборудва всички основни и допълнителни закрепвания, както п закрепванията за всяко междинно прехвърляне, съобразно вида н състоянието на въжетата, с конто в момента работи. Да се запомни: — екипирането на всеки отвее трябва да се извършва единствено с оглед предварително да бъдат създадени всички необходими предпоставки за безпрепятствено осъществя-ване на осигурителната функция на въжето, ако това се наложи, а не само от съображения за по-бързо или по-леко придвижване по него.
24
4.2. ЗАКРЕПВАНИЯ
Фиг.10
Съвкупността от всички елементи, с които се оборудва една опора за фиксиране на въжето (самата опора, примка или планка, болт, кара-бинер и пр.), се нарича закрепване. Опорите биват: — е с т е с т в е н и: скална халка или издатък, синтрово образувание, скален блок, ствол на дърво и др.; — и з к у с т в е н и: ролплъгов или скален клин, клема, ексцентрик и др. За направата на закрепване обикновено се използува една, в по-редки случаи две опори, както при закрепване под формата на У. Функцията, която дадено закрепване изпълнява, го определя като: основно, допълнително, междинно или отклоняващо (фиг. 10).
Използуването на самопробиващи ролплъгови клинове тип «синт» дава възможност за създаване на неограничен брой изкуствени опори и за позициониране на закрепваиията на което и да било място в галерията или отвеса—достатъчно е скалата да бъде с ненарушена структура, а избраното място най-подходящо за правилно екипиране на отвеса. Да се запомни: —изискванията за максимална сигурност при използване на техниката за единичното въже налагат всяко основно закрепване да бъде дублирано с допълнително. Отклоняващите закрепвания не се дублират. За междинните това рядко се налага; —взаимното разположение на дублираните закрепвания и начинът на фиксиране на въжето към тях трябва до максимум да ограничяват възникването на силни динамични натоварвания, ако някое от закрепванията се разруши; —позиционирането на основните и междинните закрепвания трябва да се извършва така, че въжето да не трие никъде в скалата. 4.3. ГРАНИЦАТА Н 0 Както се вижда от фиг. 11, силата на натоварване на въжето не може да достигне съответния за даден фактор на падане максимум, докато дължината на въжето, а съответно и височината на падането Н, е по-малка от известна, макар и мини-мална граница. Това е т. нар. г р а н и ц а Н 0 (хаш нулево), от която нататък върховото динамично натоварване достига пълната за съответния фактор на падане стойност. 25
Ако се осъществят поредни падания на дадена тежест с фактор 1, задържани от няколко Фиг. 12 Зависимост на ВДН от дължината на въжето, между дублирани закрепвания при един и същ фактор на падане отделни парчета въже, като всяко следващо е с по-голяма дължина и върхо– вото динамично натоварване на всяко от тях се измерва, ще се получи крива, която първоначално стремително тръгва нагоре, после изкачването й се забавя, докато достигне границата Н 0
(фиг. 12). След нея тя се превръща в права линия, успоредна па абсцисата. Върховото динамично натоварване става постоянно, т. е. такова, каквото би трябвало да бъде, след като факторът на падане е един и същ. Този полезен за техниката на единичното въже ефект, намаляващ стойността на върховото динамично натоварване на въже с дължина, по-малка от границата Н 0 , се дължи на обстоятелството, че в клупа то работи двойно, а във възела допълнително участвува и дължината, включена в него. Това облекчава въжето при поемане на енергията на падане. Този ефект има практическо значение както за къси парчета въже, какъвто е случаят с осигурителния ремък, така и при евентуално динамично натоварване на началната част на въже, която свързва основно с допълнително закрепване. Обаче ако при дублирането на закрепванията частта от въжето, която ги свързва, се окаже по-дълга от границата Н 0 , той не може повече да бъде полезен за намаляване силата на върховото динамично натоварване на дадено допълнително закрепване, ако основното се разруши. И обратно. Колкото дължината на въжето между тях е помалка от Н 0 , толкова този ефект ще бъде по-голям. Границата Н 0 зависи основно от фактора на падане и от вида на въжето, но се влияе и от конкретното му състояние — сухо, мокро, повече или no-малко износено и пр. За целите на практическата работа при екиппраие на отвесите се приема, че за динамичните въжета тя е от порядъка на 1,5 м, а за статичните — ие повече от 1 м дължина на въжето при фактор на падане 1. Да се запомни: — спазването на границата Н 0 съобразно вида на използуваното в момента въже'е от значение за гарантиране на сигурността, на дублираните закрепвания.
26
4.4. ОПТИМАЛНО РАЗСТОЯНИЕ МЕЖДУ ДУБЛИРАНИТЕ ЗАКРЕПВАНИЯ И ФИКСИРАНЕ НА ВЪЖЕТО Различаваме хоризонтално и вертикално дублиране на закрепваннята. Хоризонтално обикновено се дублират основните закрепвания на парапети за траверсиране и на парапети, които осигуряват подхода до началото на отвесите. Основните закрепвания при началото на отвесите се дублират вертикално. Желателно е хоризонталното им дублиране да се избягва и да се прилага само когато дублирането по вертикалата е невъзможно. При хоризонтално дубли– ране, когато се подбират места– та за основното и допълнителното закрепване, разстоянието между тях във въже трябва да се разчита така, че по възможност да бъде значително по-малко от границата Н 0 за вида на въжето, с което се екипира. Ако при ди– намично натоварване се наруши целостта на закрепването в т. А (фиг. 13 а), смекчаването на уда– ра в т. В ще бъде в зависимост от дължината на въжето, което ги свързва. Въпреки че за поголямото смекчаване на удара е по-добре то да има малка дъл-жина, от друга страна тя не бива да бъде и по-малка от 50 см с оглед сигурно-стта на забитите клинове. Напрежението в скалата, преди-звикано от набитите и ролплъ-говите клинове разширя-ващи ги конуси, може да доведе до спук-ването й, ако разстояние-то между два съседни клина е но-малко от 50 см. Въжето се фиксира между основните и допълнителните закрепвания, без да се оставя никакъв «корем». Да се запомни: —позиционирането на закрепванията на оптимални разстояния едно от друго при дублирането им, както и фиксирането на въжето без «корем» между тях, гарантират ниска степен на на товарване при нарушаване на целостта на което и да било от тях. 4.5. ЗА ДА HE СЕ СРЕЖЕ КЛОНЪТ, НА КОИТО СЕДИМ 4.5.1. ФИКСИРАНЕ НА ВЪЖЕТО СЪОБРАЗНО РАЗПОЛОЖЕНИЕТО НА ЗАКРЕПВАНИЯТА За безопасността па проникването не е достатъчно дублираните закрепвания да бъдат само на оптимални разстояния едно от друго. Особено важно е и как ще бъде фиксирано въжето съобразно взаимното им разположение.
27
Понякога в началото на отвес, за да се изнесе системата веднага встрани от стената му, се налага основното закрепване да се позиционира над допълнителното. Ако при спускане десандьорьт се включи към въжето под нивото на допълнителното закрепване (ако се включи над него, това ще бъде равносилно на опит за самоубийство — фиг. 146) и основното се разруши, факторът на падане няма да превиши единица (фиг. 14 а). Обаче в случая ие само ще натоварим въжето до крайния предел иа неговите възможности при инцидент, но натоварването изцяло ще се поеме от допълнителното закрепване, а това е недопустимо. Защото, ако и то се разруши, повече нищо не може да спре падането. При такива случаи под нивото на допълнителното закрепване се прави възел, чийто удължен клуп се фиксира към основното (фиг. 14 в). Ако то се разруши, натоварването както за въжето, така н за допълнителното закрепване ще бъде минимално. В случаите на хоризонтално дублиране при подбиране на местата за закрепваннята винаги трябва мислено да се проследява и пътят, който въжето би изминало, докато се натовари допълнителното закрепване, ако основното се разруши. Ако при отместването му би се получил пандюл с риск за силен удар на спелеолога в стената на отвеса или въжето би се ударило, или ще опре в остри ръбове, козирки и пр. (фиг. 15), предварително трябва да се намери друго решение.
28
4.5.2. АМОРТИЗИРАЩИ ВЪЗЛИ Когато се разруши основно закрепване, допълнителното остава единственият страж на сигурността. Освен това то не само запазва целостта на осигурителната верига, но за известно време поема и функцията на основното, без от своя страна да е осигурено. За да се гарантира неговата издръжливост, силата на динамичното натоварване, която би изпитало при разрушаване на основното, трябва да бъде колкото е възможно по-малка. Затова, когато взаимното разположение на закрепванията е такова, че при разрушаване на основното закрепване динамичното натоварване на допълнителното е неизбежно, използуват се т. нар. амортизиращи възли. Те спадат към специфичните елементи на техниката на единичното пъже. Предназначението им е да поемат част от енергията на падането при инцидент, с което значително се облекчава натоварването както на статичните въжета, така и на допълнителните закрепвания (табл. 7). Като амортизиращи се използуват възлите пеперуда или во-дачески. Връзват се близо до допълнителните закрепвания, а при силно отместени по вертикала междинни закрепвания, организирани с пандюл, — в зоната на «корема», малко по-високо от най-ниската му част по посока на междинното закрепване. Оставя се клуп с дължина двадесетина сантиметра, като възелът не се затяга предварително (фиг. 16). Възлите осморка и девятка не се използуват за тази цел, тъй като нямат амортизиращ ефект — при удар веднага се затягат и въжето във възела не може да преплъзне (табл. 8). Таблица 7* Въже Ново ǿ 9мм Използвано 3,5г ǿ 10мм
Амортизиращ възел без водачески без пеперуда
ВДН в кгс при; 2-и удар 3-и удар скъсване 250 640 скъсване
1-и удар 870 370 710 600
720
29
скъсване
4-и удар скъсване
Таблица 8* Възел на статично въже с ǿ 11мм Девятка Осморка Пеперуда Водачески
Начало на приплъзване на въжето във възела (кгс) Не приплъзва Не приплъзва 750 840
Скъсване (кгс) 1360 970 -
Фиг. 16 Амортизиращ възел и схема на закрепванията, при които се използва
* по Ж. Марбак и Ж. Л. Рожур
30
4.5.3. ПРОТЕКТОРИ, ПРЕСТИЛКИ, ОТКЛОНИТЕЛИ :
Най-често при входовете на пропастите и пo-рядко в началото на някой от междинните отвесн поради специфичния характер на подхода към тях системата не винаги може веднага да се изнесе в свободен отвес, без въжето да опре в ръба на стената. При такива случаи в зависимост от конкретните условия протриването му се избягва посредством поставянето на протектор или отклонител.
Фиг.18 Отклонител а-общ вид; б-начин за използване Протекторите се изработват с дължина от 400 до 600 мм и ширина 120 мм от двойно промазан плат РVС. По дължината им се зашива лепящ цип тип «Велкро», а в единия край се поставя шнур не по-дебел от 3 мм за привързване към въжето (фиг. 17). Когато се наложи да се използува протектор, веднага след достигане на първото удобно място трябва да се направи междинно закрепване върху естествена или изкуствена опора. Отклонителите се изработват от обло желязо с 0,6—7 мм и се заваряват за болтове с ǿ 8 мм и дължина до 80 мм. Фиксират се само за клинове «снит» чрез затягане на гайката (фиг.18 а).Те са особено подходящи предотвратяване на триенето в места, в които въжето само докосва скалата в малък участък по протежение на отвеса, както и ако въжето опира в издатина, намираща се на отстояние по-малко от 6—7 м под основно или междинно закрепване (фиг.18б). В такива случаи с поставянето на отклонител се избягва необходимостта от ново междинно закрепване, което при подобни обстоятелства не е най-удачното решение за правилното екипиране на отвеса (вж. 4.9.). Престилките се използуват предимно за предпазване на въжето, когато при планката на дадено закрепване възелът опира в скалата. Изработват се също от плат PVC с дължина 300 мм и ширина 120 мм. В горния им край се поставя капса с ǿ 16 мм за закачване към карабинера на 31
закрепването (фиг. 19) или със замба се пробива дупка с 0,8 мм. Тогава престилката се притиска с планката.
4.5.4. СВЪРЗВАНЕ НА ДВЕ ВЪЖЕТА КЪМ ЗАКРЕПВАНЕ По принцип всеки отвес се екипира с цяло въже, но това не винаги е възможно. Ако въжето се окаже по-късо и отвесът е в камбана, второто въже се свързва директно с първото с двоен тъкачески възел или насрещна осморка. Оставя се клуп за самоосигуряване по време на преминаването му (фиг. 20 а). За да се избегне преминаването на такъв възел, обикновено второто въже се фиксира към карабинера на последното междинно закрепване, до което достига първото въже. Обаче включването на клуповете на двете въжета поотделно в карабинера е недопустимо. Ако закрепването се разруши, карабинерът се подлага на динамичен удар и ключалката му може да се отвори. Свързването на клуповете един в друг предотвратява тази опасност (фиг. 20 в). Неизползуваният край на първото въже се навива и с няколко намотки се пристяга (фиг. 20 б).
а
б
Фиг. 20. Свързване на две въжета: а — камбана; б, в — към междинно закрепване
32
в
4.6. НАТОВАРВАНИЯ НА ХОРИЗОНТАЛНО ОПЪНАТО ВЪЖЕ ЗА ТРОЛЕЙ Видът на едно добре опънато въже за тролей обикновено създава чувството за по-голяма сигурност при преминаване по него
Фиг. 21. Схема за силите при натоварване на хоризонтално опънато въже отколкото ако е провиснало. За съжаление това чувство е измамно, защото колкото въжето е по-опънато, толкова по-лесна може да се скъса при натоварване. Ако ъгълът на провисване на въжето например е само 10°, натоварването в точките А и В (фиг. 21) нараства три пъти, което вече крие сериозна опасност. Защо става така? Да проследим какъв ще бъде резултатът при статично натоварване на хоризонтално опънато въже със сила Р=80 кгс, колкото обикновено е теглото на един спелеолог с екипировката. P l Най- простата формула за пресмятане на усилието в т. А (или в т. В) е F А = . , като приема2 h ме, че силата Р действува в средата на въжето между точките А и В. Ако l=12 м и h =2 м (при 80 12 тези условия ъгълът на провисване е сравнително близък до 10°), то F A = . =40.6=240 кгс. 2 2 Също толкова ще бъде и усилието в т. В.Или все едно, че теглото на спелеолога изведнъж се е увеличило три пъти. По този начин «насилствено» принуждаваме въжето да, понесе натоварване от 240 вместо от 80 кг. При екипиране винаги трябва да се има пред вид, че когато едно въже е опънато хоризонтално, колкото е по-малък ъгълът на провисването му, стойността на силата, която ще действува в точките А и В, ако бъде натоварено, се увеличава и обратно. Стойността й ще бъде равна на Р, ако ъгълът на провисване е 30°. При по-малък ъгъл въжето винаги се пренатоварва в местата на закрепванията. Това се отнася и за натоварванията, на които се подлагат въжето и закрепванията на хоризонтални парапети. Да се запомни: — при организиране на тролей достатъчно е въжето между закрепванията да бъде опънато само със силата на ръцете. 4.7. НАТОВАРВАНИЯ НА ЗАКРЕПВАНИЯ, НАПРАВЕНИ ПОД ФОРМАТА НА “У” По отношение на натоварванията, на които се подлагат закрепванията, направени под формата на “У”, и на въжето, фиксирано към тях, принципно важат същите постановки както и за въже, опънато хоризонтално за тролей. Обаче в процеса на екипиране правилното организи-ране на закрепването трудно може да бъде преценявано по ъгъла на провисване на неговите рамена. В по-вечето случаи опорите се позиционират в различни хоризонтални равнини, рамената сключват с тях различни ъгли и много често са с различна дължина. Всичко това прави закрепването повече или по-малко асиметрично, а преценката за натоварването на всяка от опорите и въжето — по-трудна. Затова, без да навлизаме в подробности, в практическата работа трябва да се ръководим само от големината на ъгъла, който сключват помежду си двете му рамена. Той не бива да е поголям от 120° независимо от това, дали е симетрично или асиметрично. При такъв ъгъл и си33
метрично закрепване натоварването на рамената и опорите е равномерно и е равно на Р (фиг. 22 а). С увеличаване на ъгъла над 120° натоварването им много бързо нараства (фиг.22б). Фиг.22. Натоварване на закрепване “У” при различни ъгли между рамената Асиметричните закрепвания винаги се натоварват неравномерно. Рамото, фиксирано повисоко, обикновено е по-дълго н повече се натоварва. Ако се наложи едното от рамената на асиметрично закрепване (пак при ъгъл 120°) да бъде разположено хоризонтално, пренатоварването на другото достига до 20 % от силата Р. Добре е при подобни случаи по-високо разположеното рамо да се направи с клупа на възела (фиг. 23), т. е. да стане двойно, особено ако използуваното въже е с 0 9 мм. Закрепвания под формата на “У” се организират само на сравнително близко разположени една срещу друга стени. При разрушаване на която и да е от опорите факторът на падане е много нисък, но съществува риск за удар на спелеолога в срещуположната стена поеади пендюла, който е неизбежен. Неговата амплитуда е пропоционална на дължината на съответното рамо на закрепването. Фиг.23 Намаляване на натоварването чрез сдвояване на въжето,фиксирано към по-висока опора на закрепването. При направата на такива закрепвания трябва да се държи сметка и за ъгъла, под който планките ще се натоварят. Профилните планки са устойчиви на натоварване само до ъгъл от 45° (фиг. 24 а). Ако се натоварят под по-голям ъгъл, може да се огънат, да се счупят или да скъсат болта, с който са фиксирани. Затова ъгълът между рамената на закрепването не трябва да превишава 90°, ако плетките са фиксирани на отвесни стени (фиг. 27). За да се намали усилието, което се упражнява върху тях, трябва умело да се използува профилът на скалата (фиг. 26) или да се използуват тавани и планки, които може да бъдат натоварвани радиално във всички посоки (фиг. 24 б). При направата на закрепвания “У” се използуват възлите осморка, девятка, двоен булин или пеперуда. Най-голяма издръжливост имат симетричните .закрепвания, направени с три възела осморка (фиг. 27). Да се запомни: — за да се разчита на максимална сигурност, ъгълът между двете рамена на закрепванията “У” трябва да бъде по-малък от 90°.
34
Фиг.24 а-профилна планка; б- таванна планка
Фиг.25 Закрепване “У” между вертикални стени
35
Фиг 26 Закрепване “У” между стени с раздвижен профил
4.8. НАТОВАРВАНИЯ ПРИ СПУСКАНЕ И ИЗКАЧВАНЕ В процеса на проникване от действията, които се извършват по време на спускане или изкачване, въжето винаги изпитва значително по-големи натоварвания, отколкото е собственото тегло на спелеолога. При спускане с десандьор на тласъци, при рязко спиране или отпускане върху него, когато е фиксиран, докато се откачва осигурителният ремък от закрепването, стойността на натоварването може да достигне до 200 кгс. Трябва да се има пред вид, че едно и също действие предизвиква толкова по-голямо натоварване, колкото въжето е по-статично и разстоянието между десандьора и закрепването, на което е фиксирано, е по-малко (табл. 9). Това изисква да се проявява повече внимание при сваляне на тежък багаж и най-вече, ако се наложи спускане с пострадал, тъй като натоварванията нарастват двойно. Таблица 9* Разстояние до възела на закрепването (м) 0.5 1 2 4
Измерено натоварване при спускане Въже с удължение 3,5%, ǿ11мм Въже с удължение 1,5%, ǿ11мм плавно с тласъци плавно с тласъци 101 145 94 178 100 145 96 179 105 145 94 183 100 145 94 142
При нормално изкачване по метода «Дед» натоварванията на въжето обикновено варират между 90 и 130 кгс. Обаче при резки движения и в близост до закрепванията може да надхвърлят 270 кгс. Таблица 10* Разстояние до възела на закрепването (м) 0,5 1 2 4
Измерено натоварване при изкачване (кгс) въже с удължение 3.5 %, ǿ 11мм въже с удължение 1,5 %, ǿ 11мм плавно рязко плавно рязко 110 196 130 239 102 189 122 208 98 176 119 211 90 159 111 195
С приближаване до всяко основно или междинно закрепване те прогресивно се увеличават, като достигат своя максимум с достигането до точката, в която въжето е фиксирано (табл.10). Статичните въжета ги прехвърлят и върху елементите на закрепванията. Затова в близост до тях изкачването трябва да става плавно, без резки движения. Необходимо е гръдният самохват винаги да е добре опънат от презраменната лента. В противен случай при всяка крачка отпускането върху него става на тласъци, които също увеличават натоварването на въжето. Всяко по-силно динамично натоварване, докато самохватите са на въжето, може да доведе до много сериозни последствия. От всички звена, които в даден момент участвуват в осигури– телната верига, най-опасното са самохватите. И то не толкова поради това, че от всички оста– нали съоръжения имат по начало най-малка издръжливост (за повечето конструкции тя не надминава 500 кгс), а защото локално намаляват издръжливостта на въжето в мястото, при– тиснато от палеца им. При тегло на изкачващия се 80 кг при всяка крачка то изпитва напречно усилие от 350 кгс в челюстта на всеки едни от самохватите. В резултат на това при динамичен удар с фактор на падане 1 те направо могат да срежат въжето в точката, притисната от палеца им. Падане с такъв фактор е възможно например при излизане от отвеса, когато спелеологът вече е стъпил на скалата и без да е свалил самохватите си, изкачвайки се по * По А. Демезон
36
скалата, се озове на нивото на основното закрепване. Подхлъзването от такова положение може да бъде фатално.При друсане със самохвати обикновено натоварването се поема от гръдния самохват. Ако въжето се среже, водещият самохват чрез осигурителния прусек на педала ще задържи падането, но при условие, че не преплъзне. Единственият засега самохват, който преплъзва при динамичен удар, е шунт. Затова той не бива да се използува за водещ. При инцидент със скъсване на въжето в челюстта на гръдния, ако водещият е шунт, преплъзваики, може да се изниже от няколкосантиметровия край, които остава под него след скъсване на въжето. Да се запомни: — спускането по въжето да не се ишьршва на тласъци и да не се спира рязко, особено и близост до закрепванията; — при откачване на осигурителния ремък от карабинерите на закрспванията отпускането върху фиксирания десандьор да става плавно; — никога да не се допуска да се виси на въжето само с един самохват, ако през това време осигурителният ремък не е закачен за парапет или закрепване; — да се избягват положения, при които тежестта на тялото продължително трябва да се поема само от водещия самохват, независимо че гръдният също е включен към въжето. 4.9. ЗА ФАКТОРА НА ПАДАНЕ ПРИ РАЗРУШАВАНЕ НА МЕЖДИННО ЗАКРЕПВАНЕ Като изключим вероятността от опасни за въжето падания, дължащи се на груби грешки или невнимателни действия, които по принцип не бива изобщо да се допускат, динамични натоварвания са възможни при нарушаване на целостта на някое междинно закрепване (фиг. 28). При тези случаи факторът на падане се определя от: — големината на «корема» (D) на междинното закрепване (В), .който в същност е и причината тези инциденти винаги да са съпроводени с падания, които въжето трябва да спре; — дължината (С) на въжето между нарушеното закрепване (В) и намиращото се над него междинно или основно закрепване (А); — дължината (R) на въжето между В н Р - мястото на спе.леолога по време на инцидента (вж. фиг. 30). Фиг.28 Фактор на падане при разрушаване на междинно закрепване Вероятната степен на падане винаги може предварително да се прецени, и то със задово– лителна точност. Затова още при екипиране на отвеса междинните закрепвания трябва да се разполагат на такива отстоя–ния, които гарантират свеж–дането на фактора на падане до минимум. За предварител–ната оценка на неговата стойност при определяне на мястото за дадено междинно закрепване от значение за сигурността на въжето са само дължината С над закрепването и големината на «корема» Д който се оставя за преминаване на междинното
37
H 2D = L C + 2D Следователно факторът на падане ще бъде по-нисък, ако въжето над закрепването с подълго, а «коремът» — пo-къc, и обратно. И двете величини подлежат на точна преценка от страна на спелеолога в процеса на екипиране, което позволява всяко междинно закрепване да се организира така, че при разрушаването му факторът на падане да не превишава 0,2. Това е необходимо, за да се гарантира максимална сигурност при инцидент по време на изкачване със самохвати и особено по време на прихващане или сваляне на пострадал.Докато междинното закрепване В е здраво, R е непрекъсната променяща се величина (фиг. 30). Тя или се увеличава, или се намалява в зависимост от това, дали в момента спелеологът се спуска или качва.
прехвърляне (фнг. 29), тъй като в случая f=
Фиг. 29. Зависимост на фактора на падане от дължината на въжето С над междинното закрепване и големината на «корема» D Ако разстоянието между В и Я е по-голямо, факторът на падане при разрушаване на закрепването ще бъде още по-нисък, тъй като в случая H 2D = f= L + R C + 2D + R Обаче при разрушаване на закрепването В значението за R може да се окаже 10, 20 или повече метра, но също така и 0, ако спелеологът се намира непосредствено до него. Затова на аморти– зиращата възможност на въжето под закрепването никога не бива да се разчита при предварителната оценка на фактора на падане и избора на място за междинно закрепване. Фиг. 30. Фактор на падане при разрушаване на междинно закрепване Да се запомни: — да не се допуска разстоянието до дадено междинно закрепване от намиращото се над него (основно,или междинно) да е по-малко от 5—6 м. Ако конкретната обстановка налага това, междннното
закрепване трябва да се дублира или да се направи с две опори; — да не се оставя по-голям «корем» от 0,5 м, ако над междиното закрепване въжето е покъсо от 10 м; — да не се правят излишно дълги «кореми» (фиг. 31). Излишен е всеки сантиметър от въжето и без наличието на който съоръженията за спускане и изкачване може да се свалят и поставят без затруднения при преминаване на междинните прехвърляния.
38
Фиг 31. Теоретични криви на ВДН при еднакви значения за С и F, но раз лична големина на «корема» D
4.10. ОПАСНОСТТА ЗА ВЪЖЕТО ОТ ТОПЛИНАТА НА ДЕСАНДЬОРА Синтетичните материали имат относително ниски точки на топене. Например перлонът (немският еквивалент на найлона) се топи при 250 °С. Опасността за нишките на перлоновите въжета при бързо спускане с десандьор идва от това, че лесно се размекват и при температури много по-ниски от тяхната точка на топене, а това ги поврежда. Якостта на опън на синтетич– ните материали с обратно пропорционална на температурата. Например перлоновите нишки бързо започват да губят якостните си качества при температура над 80˚С, а един десандьор тип «Дреслер» се нагрява до такава температура само след 50 м спускане по сухо въже на спелеолог с тегло 70 кг при скорост на спускането 62 см/с. При скорост 64 см/с след 60 м спускане температурата му може да достигне до 130˚С. За да се предотвратят последствията от отрицателното действие на високите температури върху нишките на въжето, спускането по отвеси трябва да се извършва с разумна скорост, съобразно състоянието му (сухо, мокро) и дълбочината на отвеса. След достигане до междинно прехвърляне или до дъното на отвеса десандьорът трябва веднага да се освобождава от въжето. При спускане по сухи отвеси с дълбочина над 70—80 м без междинни прехвърляния спелеоло– гът трябва да носи добре измокрена гъба от дунапрен или пластмасово шише с вода за охла– ждане на десандьора по време на спускането. Да се запомни: —за да не се допусне нагряването на десандьора да достигне опасна за нишките на въже–то температура, скоростта на спускане не бива да превишава 25 см/с (15 м в минута).
5. ВЪЗЛИ И УПОТРЕБАТА ИМ В ТЕХНИКАТА НА ЕДИНИЧНОТО ВЪЖЕ В техниката на единичното въже намират приложение само възли, които отговарят на следните изисквания: — да имат голяма якост на опън; — да бъдат устойчиви, т. е. при натоварване да не се саморазвързват или преместват спрямо дължината на въжето; — да съответствуват максимално на целите, за които се използуват ; — лесно и бързо да се развързват независимо от диаметъра и състоянието на въжето — твърдо, меко, кално, мокро и пр.; — безпогрешното им връзване да се усвоява лесно и недвусмислено.
39
5.1. ВЪЗЛИ ЗА ПРИВЪРЗВАНЕ НА ВЪЖЕТО КЪМ ОТВАРЯЩИ СЕ СЪОРЪЖЕНИЯ и ОТВОРЕНИ ОПОРИ (КАРАБИНЕРИ, СКАЛНИ ИЗДАТЪЦИ И ДР.) Осморка. Той с най-често употребяваният възел за привързване към закрепваннята на въжета с ǿ 10 и 11 мм. Якостта му на опън е до 55 %*. За предпочитане е краят, който ще се натоварва, да минава от горната страна на възела (фиг. 32 а). По този начин якостта му нараства с около 10 %. Преди да бъде затегнат, витките трябва да се подредят успоредно една на друга, а не да се застъпват кръстосано. Неправилното им подреждане намалява издръжливостта на възела.
а
б
Фиг.32 а-възел осморка; б- възел девятка
Девятка (фиг. 32 б). Въведен е отскоро в практиката. Това е възелът с най-кратка история, но с тенденция за псе по-широко приложение в техниката на единичното въже. Най-ценното му качество е, че от всички използувани досега възли има най-голяма якост — до 70—74 %. Това спомага за увеличаване на практическата якост на опън на въжето. Използуването му е особено целесъобразно за въжета с ǿ 9 мм, чиято якост по начало е с пониски стойности от тази на въжетата с ǿ 10 и 11 мм. Единичен и двоен булин (фиг. 33). Якостта и на двата възела е почти еднаква —до 52—53 %. Фиг. 33 а- единичен булин; б- двоен булин ----------------* Якостта на възлите се определя спрямо обявената якост на опън за съответното въже. При изпитания на възли за привързване и в двата края на образците се прави по един клуп с възела, който ще се изпитва. Ако изпитваният възел е за свързване на въжета, той се връзва между клуловете на две парчета въже, направени с възли, по-издръжливи от изпитвания.
40
След завързването на единичния булин със свободния край задължително се прави контролен възел. Пеперуда (фиг. 34). Особено подходящ възел за привързване на въжето към основни и междинни закрепвания в отвеси, които не се дезекипират след всяко проникване, и въжето се оставя за по-дълъг период. При екипирането на такива отвеси в клуповете се поставят кауши за предпазване на въжето от постоянното му сплескване на едно и също място около малкия радиус на карабинерите и от протриване на обвивката. Възелът пеперуда дава възможност за най-лесно и точно регулиране и затягане на клуповете, които се правят много къси, за да не изпаднат каушите. Якостта му е до 51 %. Подходящ е за привързване на въжето към междинните закрепвания на хоризонтални парапети, както и за направа на закрепвания под формата на У. Фиг. 34 Пеперуда
5.2. ВЪЗЛИ ЗА ПРИВЪРЗВАНЕ НА ВЪЖЕТО КЪМ НЕОТВАРЯЩИ СЕ СЪОРЪЖЕНИЯ И ЗАТВОРЕНИ ОПОРИ (ТАВАННИ ПЛАНКИ, СКАЛНИ ХАЛКИ, СТВОЛОВЕ НА ДЪРВЕТА И ДР.) Осморка. Връзва се чрез промушване на въжето паралелно на предварително направена осморка на единичното въже на известно разстояние от края му (фиг. 35 а). При промушването се следи витките да са успоредни една на друга.
в
Фиг. 35. а – възел осморка, б – единичен булин със сдвоено въже; в- двоен булин
41
Единичен и двоен булин. Единичният булин (фиг. 33 а) най-често се използува за привързване на въжето към скални халки, дървета и др. в началото на пропаст или отвес. При липса на повече клинове, въжени или стоманени примки може да се използува и за направа на междинно закрепване към скална халка чрез сдвояване на въжето (фиг. 35 б). Поради опасност от протриване това е оправдано само в случай, че е наложително да се окаже помощ или други неоложни действия. С двоен булин въжето може да се фиксира към таванни планки, когато не се използува карабинер (фиг. 35 в). 5.3. ВЪЗЛИ ЗА СВЪРЗВАНЕ НА ВЪЖЕТА И ПРИМКИ Двоен тъкачески (фиг. 36 а). Използува се за свързване на въжета както с еднаква, така и с различна дебелина и за свързване на въжени примки. Има най-голяма якост — до 56 % — от всички възли, които се използуват за свързване на въжета. Насрещна осморка (фиг. 36 б). Използува се за свързване на въжета само с еднаква дебелина и за въжени примки. Якостта на насрещната осморка е до 47 %. Насрещен воданески. Лентов възел (фиг. 36 в, г). Използува се за свързване на примки от въже с ǿ 9 и над 9 мм и на примки от ленти. Примки от ленти се свързват само с този възел, затова носи н названието лентов 5.4. ВЪЗЛИ СЪС СПЕЦИАЛНО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ Самозатягащи се възли. Използуват се обикновено при аварийни ситуации, ако някой от самохватите се повреди, загуби или не може да зацепва на кално въже. Якостта им е близка до обявената якост на опън на въжето, от което са направени, тъй като подобно на примка въжето работи двойно (вж. и 6. 1.). Това позволява с достатъчна сигурност да се използуват шнурове с ǿ 5 и 6 мм. Фиг 37 а – “Прусик”; б-кръстосан; в – арб; г – “Бахман”
От познатите повече от 18 вида самозатягащи се възли подходящи за използуване в техниката на единичното въже са само четири: класическият самозатягащ се възел «Прусик», кръстосаният самозатягащ се възел, неговата разновид42
ност с карабинер арб и възелът с карабинер «Бахман» (фиг. 37). При необходимост намотките на всеки от тях може да се увеличат. Амортизиращи възли. Връзват се на въжето, съединяващо основните с допълнителните закрепвания при дублирането им, и се използуват в случаите, при които, ако основното закрепване се разруши, динамичното натоварване на допълнителното е неизбежно. Употребата им е особено необходима при работа с въжета с ǿ 9 мм, както и с по-дебели, но с явни външни признаци за износване. Амортизиращи възли са пеперуда (фиг. 34) н водачески (фнг. 38).
Фиг.38 Водачески възел
Възли за импровизирани установки при транспорт на багаж и спасителни работи — спирачен възел (фиг. 39). Чрез триенето, което става във витките му, се регулира движението на натоварено въже при спускане. Използува се при спускане по отвеси на пострадал или на тежък багаж.
Фиг. 39. Спирачен възел
— възел реми (фиг. 40). Чрез поставяне на втори карабинер във витките на спирачния възел той се превръща в автоблокиращ възел реми. При липса на достатъчно самохвати може да ги замести при направата на блокираща ролка за извличане на багаж или на пострадал. С махането на втория карабинер възелът отново се превръща в спирачен.
Фиг. 40. Възел реми
43
— възел «Маринер» (фиг. 41). Използува се за направа на отклоняващо закрепване с примка и ролка при извличане на пострадал или на тежък багаж. Възелът «Маринер» дава възможност при нужда примката да бъде развързана и свалена, докато въжето, което тя отклонява, е натоварено.
Фиг. 41. Възел “Маринер” 5.5. ПОМОЩНИ ВЪЗЛИ Стреме (фиг. 42 а). Има ограничено приложение в техниката на единичното въже. Използува се при направа на педал за свързването му с карабинера на водещия самохват (фиг. 47), както и ако се наложи да се направи допълнително междинно закрепване на вече екипиран отвес, за което въжето не достига по дължина за "корем" с възел девятка или осморка. Котвена примка (фиг. 42 б). Използува се за привързване на клуп, направен с осморка или девятка, към таваннн планки и на примки към отклоняващи закрепвания, когато не се налага поставянето на карабинер.
Фиг. 42. Помощни възли: а — стреме; 6 — котвена примка
Да се запомни: — при направата на клупове в края на въжето, както и при свързването на две въжета или въжени примки независимо от вида на използувания възел дължината на оставащите от въжето свободни краища не трябва да бъде по-малка от 5 см; — единичният булин независимо дали е направен с единично или сдвоено въже задължително се осигурява с допълнителен контролен възел; — за направа на самозатягащи се възли се използуват по-тънки въжета от това, около което се правят.
44
6. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ, НАПРАВЕНИ ОТ ВЪЖЕ 6.1. ВЪЖЕНИ ПРИМКИ Използуват се за направа на закрепвания върху естествени опори, като отклонителн на въжето в отвес, при спасителни, спомагателни и др. работи. Примките се свързват с двоен тъкачески възел или насрещна осморка за въжета с дебелина 7 и 8 мм и с насрещен водачески възел за въжета с дебелина над 9 мм. Въпреки наличието на възел практическата якост на опън на едно въже, свързано като примка, почти не се променя и остава в граници, близки по стойност до обявената от производителя. Например помощно въже с дебелина 7 мм, което има обявена якост на опън 1170 кгс, свързано като примка, се къса при 1150 кгс. Ако примката се сдвои (фиг, 43 — 4), практическата якост нараства на 2850 кгс. Това е така, защото в примка въжето работи съответно двойно или четворно. Това обаче е в сила само при условие, че рамената й са успоредни едно на друго (фиг. 43 — 1). С разтварянето им издръжливостта на примката намалява. При ъгъл 30° усилието във всяко от рамената нараства с 3 %, а при 60° — вече с 15 % (фиг. 43 — 2, 3). Затова при използуването на примки трябва да се спазва същото условие, както и при закрепванията под формата на У, т. е, да не се допуска големината на ъгъла между рамената и да бъде над 90°. Това се постига лесно чрез примки с различни дължини. Ако естествената опора, която трябва да се оборудва с примка, е по-масивна, ъгълът между рамената й може да се намали, като се постави примка с по-голяма дължина (фиг. 43 — 5). Освен това една по-дълга примка винаги има по-големи амортизационни възможности, което не е без значение за сигурността на закрепването. Начините за правилното използуване на примките са показани на фиг. 43 — 1, 4, 5, 7, 10 и 11,
Фиг. 43. Въжени примки: 1 – единична, 4 – сдвоена, 6,8,9,12 – неправилно използуване 1,2,3,4,5,7,10 – правилно използуване 11 – съединяване на примки
45
6.2. ОСИГУРИТЕЛЕН РЕМЪК Осигурителният ремък е едно от най-важните и специфично за техниката на единичното въже приспособление за само-осигуряване на спелеолога при преминаване на парапети и на
Фиг. 44. Осигурителен ремък междинни прехвърляния, на възли по въжето при спускане и изкачване, при екипиране, за прихващане и сваляне на пострадал и др. (фиг. 44). За направата му се използува само динамично въже с дебелина не no-малка от 9 мм. Използуването на въже с ǿ под 9 мм, както и на различни видове синтетични ленти или ста– тично въже, е недопустимо. Изследванията на комисията за проучване на материалите и съоръженията при френската федерация по спелеология (Курби [1]) недвусмислено потвърждават това (табл. 11). Таблица 11 Сухо въже
Материал, от който е направен рвмъкът ǿ 6мм шнур, кабелна конструкция ǿ7мм помощно въже, кабелна конструкция ǿ8мм помощно въже, кабелна конструкция ǿ9мм динамично ǿ10мм динамично тръбна лента 18мм ширина тръбна лента 28мм ширина
Мокро въже
Брой на задържаните падания
ВДН при първо и второ падане
Брой на задържаните падания
ВДН при първо и второ падане
f=1
f=2
f=1
f=1
f=1
0
0
-
-
-
1
0
-
0
ǿ2
ǿ1
1-540 кгс 2-720 кгс
ǿ1
10
-
1-460 кгс
4
10
3
1-530 кгс 2-720 кгс
1-448 кгс 2-750 кгс
0
0
-
0
-
2
0
1-860 кгс 2-1140 кгс
1
1-930 кгс 2-скъсване
1-590 кгс 2-скъсване
В двата края на динамично въже с ǿ 9 или 11 мм и дължина около 1,50 м се прави по един къс клуп. Клуповете се връзват с възел девятка за въже с ǿ 9 мм и осморка за въже с ǿ 11 мм.. В единия от тях се поставя дуралуминиев карабинер, който трябва да е асиметричен и без муфа, за по-лесно манипулиране при преминаване на междинни прехвърляния. С другия клуп осигурителният ремък се включва директно в триъгълния карабинер «Майон рапид» на седалката. След здравото затягане на възлите дължината му, включително поставеният асиметричен карабинер, не бива да надвишава 50 см. В противен случай спелеологът винаги ще има проблеми при закрепванията (фиг. 45 а) и особено при преминаване на междинните прехвърляния, ако
46
се движи по система, екипирана от спелеолог с нормално дълъг ремък. «Коремите» на прехвърлянията винаги ще му бъдат къси и няма да може да освобождава десандьора си. За да го стори, при всяко прехвърляне ще трябва да си помага с педала и водещия самохват. Осигурителният ремък може да се направи и двоен. За целта се използува по-дълго въже — около 2,70 м при ǿ 11 мм. След като в двата му края се направят необходимите клупове, въжето се сдвоява с възел осморка (или девятка за ǿ 9 мм), при което се получава трети клуп (фиг. 45 б). При сдвояването се следи единият край да бъде с дължина 50 см, а другият — не подълъг от 75 см, включително карабинерите. Осигурителният ремък се включва u триъгълния карабинер «Майон рапид» на седалката с клупа на сдвоения край. По-късият край на ремъка служи за самоосигуряване на спелеолога към закрепванията, а по-дългият — при преминаване на; парапети в комбинация с по-късия, при прехвърляне от парапет към въжето в отвеса или обратно и други маневри. . Парчето въже, от което ще се прави осигурителен ремък, предварително се оставя едно денонощие потопено във вода, за да не се скъсява след това при намокряне. До края на срока на използуване на ремъка възлите му не се развързват, дори когато се пере.
Фиг. 45. Осигурителен ремък: а — неправилно регулиран; б — двоен a
б
Осигурителният ремък е толкова по-сигурен, колкото въжето, от което е направен, има поголяма стойност за Н 0 . От фиг. 46 се вижда, че ВДН 2 винаги ще бъде помалко от ВДН 1 , ако Н 0 2 е по-голямо от Н0 1. При друсане върху нов ремък, направен от динамично въже с ǿ 11 мм дори с фактор 2, падащият няма да почувствува особено силен удар. Върховото динамично натоварване остава в невисоки граници, тъй като дължината на ремъка по принцип е помалка от стойността за Н 0 . Независимо от това обстоятелство по-силни и особено излишни натоварвания върху ремъка трябва да се избягват. Както друсанията, така и поредни невнимателни отпускания върху него неблагоприятно въздействуват върху нищожното по дължина въже, от което е направен. В процеса на употребата му то постепенно изчерпва част от еластичните си възможности. След десетина по-тромави отпускания върху него върховото му динамично натоварване може значително да се увеличи. Затова и при нормална статична употреба на осигурителния ремък винаги трябва да се работи внимателно, за да не се подлага на излишни натоварвания. Да се запомни: — осигурителният ремък се прави само от ново динамично въже с ǿ най-малко 9 мм и всяка година трябва да се сменя с нов, независимо че външният му вид може все още да е отличен; — ако осигурителният ремък е от въже с ǿ 9 мм, в никакъв случай не бива да се допуска друсане върху него с фактор, по-висок от 1. 47
6.3. ПЕДАЛ Стремето, посредством което се осъществява изкачването по отвесите, и прусекът за самоосигуряване на спелеолога чрез водещия самохват обикновено се правят от едно парче въже. Полученото приспособление носи названието педал (фиг. 47). За направата му се изпол– зува динамично въже с ǿ 9 мм и дължина около 3 м. В единия край с едини– чен булин или с водачески възел се прави широк клул за стъпване с два крака, а в другия — много къс клуп с възел осморка. Чрез възел стреме, на– правен върху карабинера на водещия самохват, се фиксират необходимите дължини съответно за осигурителния прусек и стремето за изкачване. Дължината на стремето се подбира така, че когато и двата крака са в клупа му и са изпънати, челюстта на водещия самохват да застава на не по– вече от 2—3 см над челюстта на гръдния. Дължината на осигурителния прусек се подбира при проба за смяна на посоката от изкачване към спус– кане по въже. След като десандьорът се постави на въжето и се блокира и спелеологът, откачвайки гръдния самохват се опита да пренесе тежестта си върху него, не бива да се окаже увиснал на осигурителния прусек. Дължи– ната му трябва да е достатъчна за леко откачване и прибиране на водещия самохват от въжето, но не бива и да е излишно по-голяма от необходимото. Педалът може да се направи от две отделни парчета въже, и в този случай осигурителният прусек се прави от динамично въже с ǿ 9 мм, докато за стремето може да се употреби помощно статично въже с диаметър 7 или 8 мм. Да се запомни: —осигурителният прусек на педала се включва или директно в триъгълния карабинер «Майон рапид» на седалката, или къмосигурителния колан на кръста посредством овален карабинер «Майон рапид» с ǿ 7 мм. За предпочитане е обикновен карабинер независимо от наличието на муфа да не се използува за тази цел Фиг. 47. Педал 7. ГРИЖИ ЗА ВЪЖЕТАТА От всички съоръжения за проникване в пропастите и пропаст-ните пещери най-много и постоянни грижи изискват въжетата. Небрежност по отношение на стопанисването им не бива да се допуска, защото твърде скъпо се заплаща. 7.1. МАРКИРАНЕ. БИОГРАФИЯ НА ВЪЖЕТО Трудно се помни кое въже кога е доставено, а още по-малко в кои пропасти и от колко души е използувано от началото на неговата употреба. Затова първото нещо, което е необходи– мо да се направи след получаването на всяко въже, е да му се постави маркиращ знак. Това е особено важно при съществуващата клубна собственост на въжетата. За времето, докато са годни за употреба, те попадат в различни ръце не само поради общността на инвентара за чле– новете на клуба, но и поради тяхното текучество.
48
Таблица 12 № no ред
Дата на проявата
Име на пропастта
Брой на участниците в проникването
1
14.11.82
Иванова вода, С. Добростан
5
2
04.12.82 05.12.82
Яворец Панчови грамади, с. Зверино
5 4
3
23.01.83
Кървавата локва, м. Зелен, Котел
1
Забележка
С въжето е екипиран последния отвес, в който е слязъл само един от участниците
и т.н.
За да бъде трайно, маркирането се извършва иай-добре със запресовани алуминиеви пръстени в двата края на въжето. С набиващи се цифри върху тях се отбелязват годината на производството, поредният номер на въжето и неговата дължина. Добре е данните за дължината да се нанесат, след като въжето престане да се скъсява. За всички въжета в клуба трябва да се води тетрадка, в която освен сведенията за вида, типа, датата на получаване на въжетата и пр. се вписват обектите, в които са били използувани, и броят на участниците в проникванията (табл. 12). Единствено по тези данни след време може да се направи реална оценка за интензивността на ползуване на дадено въже, т. е. да се просле– ди неговата биография. 7.2. ПОДДЪРЖАНЕ Ако не се поддържат винаги чисти, въжетата се износват значително no-бързо и бързо из– носват съоръженията за спускане и изкачване. Затова след всяко проникване трябва да се пе– рат. Температурата на водата да не е по-висока от 30 °С. При по-голямо замърсяване може да се използува сапун или перилен препарат за синтетични материи, но без съдържание на ензими. Най-добре е да не се употребяват препарати, а въжетата да се намокрят и прекарат между две притиснати една към друга четки и после да се изплакнат. Процедурата се повтаря, докато во– дата остане бистра. Изцеждат се, като се прекарат през фиксиран карабинер или десандьор. По време на сушене да не са в близост до отоплителни уреди, нито да се оставят на слънце. Найдобре е да съхнат в проветряващо се тъмно помещение. Преди да бъде навито, всяко въже трябва най-внимателно да се преглежда, като се следи: — да няма скъсани, протрити или стопени места по защитната обвивка; — гъвкавостта да е еднаква при огъване в противоположни посоки по цялата дължина на въжето; — при опипване да не се усещат явно удебелени или утънени места спрямо нормалния диаметър на въжето. По същия начин се преглежда и всяко въже, преди да бъде употребено, ако е било ползу– вано и прибирано от друг. При дефект, ако повреденият участък е по-дълъг, въжето се бракува. Ако дефектът е лока– лен, то се срязва, като повреденото място се изхвърля. Двете отделни части от въжето може отново да се използуват за екипиране на по-къси отвеси. Връзването на възел за локализиране на повредено място се допуска само като временна мярка, ако дефектът е забелязан в момент на употреба на въжето по отвесите. След изтеглянето му трябва да се среже. Когато не се използу– ват, въжетата се държат навити и се съхраняват на тъмно в проветриво сухо помещение. Нави– ват се както е посочено на фиг. 48. Ако са по-дълги, навиването се започва от средата навън, като се образуват два пакета. Намотките, коiто се правят около навитото вече въже, трябва да са 49
стегнати. Иначе въжетата се развиват и объркват по време на транспорт. а
б
Фиг. 48. Навиване на въжета: а — единичен пакет; б — двоен пакет
Съхраняването и транспортирането им става отделно от метални предмети и съоръжения, както и от материали за зареждане на осветителните тела. Поставянето или носенето на акуму– латори или батерии в сак заедно с въже е абсолютно забранено. При транспортиране до и в обектите, както и по време на екипиране и дезекипиране на пропастите за предпазване на въжетата от нараняване се използуват специални транспортни сакове от двойно промазан плат PVC. Тъй като у нас такива сакове нито се произвеждат, нито се внасят, налага се да се изработват по системата "Направи си сам". Скрояването и ушиването им не е сложно. Подобен плат се произвежда от завод «П. Караминчев» в Русе за чергила на товарни автомобили и покриване на леки павилиони. За носещи колани се използува синтетич– на лента с ширина 50 мм, производство на завод «Н. Киров» в Казанлък, за предпазни колани за леки автомобили. Фиг. 49 дава представа за скрояването и общия вид на такъв транспортен сак. В него се побират 120 м въжета с ǿ 10 мм.
Фиг. 49. Транспортен сак: а — скрояване на цилиндъра (по дългите прекъснати линии платът се подгъва); б — капак; в — дъно (зашива се към цилиндъра по прекъснатата линия); г — общ вид Да се запомни: — въжетата да не се оставят на открито по балкони, рафтове в складови помещения, килери и пр., а да се прибират в сандък, шкаф или в помещение без достъп на светлина; — да се сушат само на сянка, а най-добре — през нощта или в тъмно помещение; — да се пазят педантично от съприкосновение с киселини, основи и др. химикали, което означава: да не се държат в непосредствена близост или заедно с батерии или акумулатори, както и да не се поставят в багажник на автомобил, освен ако са в транспортен сак от PVC.
50
7.3. ПЕРИОДИЧНА ПРОВЕРКА Добре е статичните въжета да се подлагат на проверка за установяване на тяхната годност за по-нататъшна употреба, както следва: — въжета с ǿ 9 мм — след втората година; — въжета с ǿ 10 и повече мм — след третата година; — без оглед на срока или датата на последния тест за всяко въже, което предизвиква някакво съмнение. За целта на удобна скала в района на клуба трябва да се забият близо един над друг два клина «спит» и да се занесе подходяща тежест от 80 кг. От въжето, което ще се изпитва, се отрязва парче с дължина около 3 м и се поставя в съд с вода, докато се намокри добре. В двата му края се връзва по един възел осморка или девятка за въже с ǿ 9 мм, така че да се получи образец с дължина около 1,5 м от клуп до клуп. Посредством карабинери «АеСМЮ» 3400, «Щубай» 5000 или триъгълни карабинери «Майон рапид» с ǿ 10 мм готовият образец се фиксира към планката на по-ниския клин и към тежестта. Карабинерът при тежестта се свързва посредством сдвоена примка от тънък шнур с карабинера на въже, което се прекарва през ролка, фиксирана на втория клин. С негова помощ и посред– ством полиспаст или мускулната сила на няколко души тежестта се издига, докато карабинерите в клуповете на образеца се изравнят по височина (фиг. 50). Въжето се фиксира и примката се срязва. Падането при тези условия е с фактор 1. Всеки образец от дадено въже се изпитва с две последователни падания на тежестта: — ако изпитваният образец задържи н двете последователни падания, въжето е годно за no-нататьшно използуване; — ако той задържи първото падане, но се скъса при второто, което често се случва, от въ– жето се отрязва второ парче и също се изпитва два пъти. Ако и вторият образец задържи пър– вото и се скъса отново при второто падане на тежестта, въжето се счита за годно. Но ако вторият образец се скъса още при първото падане, на такова въже повече не може да се разчита; — ако изпитващият образец се скъса още при първото падане на тежестта, второ парче от въжето не се реже. Такова въже е негодно и веднага се бракува. С този тест може да се провери годността и на съмнителни упо-требявани динамични въжета, но при условие, че ще бъдат използувани само за екипиране на отвеси, а не за осигу– ряване. Независимо от това, че всяко въже след такива проверки става малко по-късо, то никога не бива да се жали. Фиг. 50. Установка за проверка на годността на статични въжета Да се запомни: — винаги е за предпочитане да имаш няколко no-къси въжета, но no-дълъг живот, отколкото сбратното!
51
8. ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЕ Опитът на хиляди спелеолози от цял свят в продължение на години е доказал, че статич– ните въжета притежават необходимите качества, за да могат със сигурност да понесат натовар– ванията при използуването им в техниката на единичното въже. Но това се отнася само за нор– малния им срок на употреба и при условие, че през цялото време са били правилно експлоати– рани и стопанисвани. Спазването на тези изисквания зависи единствено от спелеолога, който работи с тях. Освен това, въпреки че при поемане на динамичен удар степента на сигурност на различ– ните типове въжета е различна, тя не зависи от самото въже. Дали в дадения момент ще се окаже достатъчна или не, зависи пак от спелеолога. Както видяхме, сигурността на едно статично въже се определя от разликата между практическата му якост на опън н върховото динамично натоварване. А спелеологът винаги може да влияе върху стойността на върховото ди– намично натоварване чрез фактора на падане. Или с други думи, ключът за решаване на зада– чите за сигурността на въжето е в неговите ръце. С този ключ всеки спелеолог трябва грамотно да борави и никога да не забравя, че както всеки метод за проникване в пропастите, така и тех– никата на единичното въже освен предимства има и недостатъци. При скъсване на въже споменатият вече закон на Нютон веднага ще го изпрати по най-бързия начин към дъното на отвеса. Ако въжето се скъса по време на спускане на последния или изкачването на първия от екипа пътят към повърхността се отрязва. Помощ може да се очаква сама отвън, но без да съществува възможност за нейното повикване. Вероятността от скъсване на въже е само потенциално съществуваща опасност. А дали ще се прояви като действителна или не, по принцип не зависи от въжето като съоръжение, а от спелеолога, който си служи с него. Следователно безопасността на проникването изцяло се решава от този, който го извършва. А тя може да бъде гарантирана само при условие, че съоръженията и най-вече въжетата са в отлично състояние, което винаги предварително трябва да се проверява преди всяко проникване, и че отвесите са правилно екипирани съобразно въжетата, с които се работи. Ето защо ще завършим с онова, с което започнахме: че техниката на единичното въже освен основни познания за нейните принципи, елементи и изисквания, качествена екипировка и много добра спортно-техническа подготовка налага отлично познаване и педантично пазене на въжетата, на които в същност при всяко проникване поверяваме живота си!
52
БИБЛИОГРАФИЯ 1. С о u r b i s, R.. A. D e m a i s о n, G. М а г b а с h, J. L, R о с о u г .. Etude du Materiel. Spelunca, Paris, 1979, No 2, pp. 61—64. 2. D о b г i 1 1 a, J. C.G. М a r b a c h, Techniques de la Speleologie Al-pine. Paris, 1973. 3. Hartwell, J. Ropes, Knots and Splices. Manual of Caving Techniques. London, 1969, pp. 35—54. 4. К i р р, М. Uber die Gebrauchsfestigkeit von Seilen. Referat beim 7. Inter-nationalen Kongress in Sheffield, England, 1977. 5. К i р p, M. On the Practical Strength of Kernmantel Ropes. Caving Inter-national Magazine, Edmonton (Canada), 1979, No 5, pp. 37—40. 6. М a r b a c h, G. J. L. R о с о u r 1. Techniques de la Speleologie Alpine. Choranche (France), 1980. 7. М е г е d i t, М. La Speleologie verticale. Grenoble, 1979. 8. Montgomery, N.. Protecting Ropes from Abrasion in Single Rope Techniques. Helictite, 1976. 9. Montgomery, N.. Single Rope Techniques. Sydney, 1977. 10. N а n е t t i, P.. Un po'di Tecnica: dellecorde е di altre cose. Speleologia, Milano, 1980, No 3, pp. 25—30. 11. О г s о 1 a, J. Un nouveau type de corde la stato-dynamique. Spelunca, • Paris, 1980, No 1, pp. 33—34. 12. Р 1 a n i n a, T.. Climbing ropes Wearing out with Rope Brakes. Naze jame, 19 (1977), Ljubljana, 1978, pp. 15—22. 13. Р 1 a n i n a, T.. The Influence of Cave Loam on the Ropes Wearing out. Naze jame, 19 (1977.) Ljubljana, 1978, pp. 23—27. 14. R о u i 11 е r, Ph.. Beobachtungen an Mammut-Spelaaoseilen. Reftektor Basel, 1980, No 2, pp. 31—32. 15. S е i 1 k u n d e. Broschure des Edelrid-Werkes, Isny (BRD). 16. V a n i n, A.. La sicurezza nell'uso delle corde statiche. Bolletino CNSA-SS, Trieste, 1979, No 8, pp. 27— 33. 17. V a n i n, A.. Le Longes ed i sistemi autobloccanti per discesa su Corda. Speleologia, Milano, 1980, No 3, pp. 15—17. 18. W e g e n des Bergseiles. Broschure des Beal-Werkes, Frankreich. 19. Wissenswertes uber Bergseile. Broschure des Mammut-Werkes, Schweiz.
53
С Ъ Д Ъ Р Ж А Н И Е Предговор 3 За техниката на единично въже 4 Характеристика на въжетата 5 Якост на опъна 5 Визитната картичка на едно въже 5 Обявена якост на опъна 6 Прегъване във възлите 6 Влияние на водата и влажнността 8 2.1.5. Стареене и износване при употреба 8 2.1.6. Практическа якост на опън 10 2.2. Сигурност 11 2.2.1. Динамични натоварвания 11 2.2.2. Енергия на падане 12 2.2.3. Върховно динамично натоварване 12 2.2.4. Фактор на падане 13 2.2.5. Време за задържане на падането. Импулс на силата 15 2.2.6. Фактори, облекчаващи натоварването при поемане на динамичен удар 15 2.2.7. Сигурност на статичните въжета 16 2.3. Конструкция 17 2.4. Дебелина 18 2.5. Тегло 18 2.6. Удължение 18 2.6.1. Удължение при нормална употреба 18 2.6.2. Удължение при поемане на динамичен удар 19 2.7. Скъсяване след известна употреба 19 3. Видове въжета 20 3.1. Динамични въжета 20 3.2. Статични въжета 21 3.2.1. Статико-динамични въжета 22 3.3. Помощни въжета и шнурове 23 4. Използуване на статичните въжета в техниката на единичното въже 24 4.1. Функция на въжето в отвеса 24 4.2. Закрепвания 25 25 4.3. Границата H 0 4.4. Оптимално разстояние между дублираните закрепвания и фиксиране на въжето 27 4.5. За да не се среже клонът, на който седим 27 4.5.1. Фиксиране на въжето съобразно разположението на закрепванията 27 4.5.2. Амортизиращи възли 29 4.5.3. Проектори, престилки, отклонители 31 32 4.5.4. Свързване на две въжета към закрепване 4.6. Натоварвания на хоризинтално опънато въже за тролей 33 4.7. Натоварвания на закрепвания, направени под формата на “У” 33 4.8. Натоварвания при спускане и изкачване 36 4.9. За фактора на падане при разрушаване на междинно закрепване 37 4.10. Опасността за въжето от топлината на десандьора 39 5. Възли и употребата им в техниката на единичното въже 39 1. 2. 2.1. 2.1.1. 2.1.2. 2.1.3. 2.1.4.
5.1. Възли за привързване на въжето към отварящи се съоръжения и отворени опори 40 5.2. Възли за привързване на въжето към неотварящи се съоръжения и затворени опори 41 5.3. Възли за свързване на въжета и примки 42 5.4. Възли със специално предназначение 42 5.5. Помощни възли 44 6. Приспособления, направени от въже 45 6.1. Въжени примки 45 6.2. Осигурителен ремък 46 6.3. Педал 48 7. Грижи за въжетата 48 7.1. Маркиране. Биография на въжето.. 48 7.2. Поддържане 49 7.3. Периодична проверка 51 8. Вместо заключение 52 Библиография 53
54