Как Том Сойер и Бекки заблудились в пещере, или Из чего образуются сталактиты и сталагмиты (из книги М. Твена «Приключения Тома Сойера»)

Вернемся теперь к Тому и Бекки и посмотрим, что делали они на пикнике. Сперва они бродили по мрачным боковым коридорам, осматривая вместе со всеми уже знакомые им чудеса пещеры, носившие несколько вычурные названия, как например: «Гостиная», «Собор», «Дворец Аладдина» и прочее. Потом все стали играть в прятки, и Том и Бекки усердно принимали участие в этой веселой игре, но в конце концов она немного наскучила им; они пошли вдвоем по извилистой галерее, высоко держа свечи и разбирая путаницу чисел, имен, адресов и изречений, которыми были расписаны скалистые стены (копотью свечей). Продолжая идти вперед и болтая, они не заметили, как очутились в такой части пещеры, где на стенах уже не было надписей. Они вывели копотью свои имена под нависшим камнем и пошли дальше. Вскоре они набрели на небольшой ручеек, который, переливаясь через выступ скалы и принося с собой известковый осадок, в течение многих столетий образовал из блестящего прочного камня кудрявую, кружевную Ниагару. Худенький Том легко протиснулся сквозь узкую расселину за водопадом и озарил ее свечой, чтобы доставить удовольствие Бекки. Тут он заметил, что водопад прикрывает собою крутые ступеньки, нечто вроде естественной лестницы, заключенной в узкую щель между двумя каменными стенами. Им в тот же миг овладела честолюбивая жажда открытий. Бекки откликнулась на его призыв, и они, оставив копотью знак на камне, чтобы не сбиться с пути, отправились делать открытия. Они долго шли по извилистому коридору, забираясь все глубже и глубже в тайники подземелья, сделали еще одну пометку и свернули в сторону в поисках новых чудес, о которых можно было бы рассказать там, наверху. В одном месте они нашли просторную пещеру, где с потолка спускалось множество блестящих сталактитов длиной и толщиной с человеческую ногу. Они обошли эту пещеру кругом, любуясь и восхищаясь ее красотой. В пещеру вело много коридоров; они пошли по одному из них и вскоре увидели чудесный родник, дно которого было выложено сверкающими, как иней, кристаллами. Родник протекал в самом центре какой-то высокой пещеры; ее стены подпирались рядами фантастических колонн, создавшихся благодаря слиянию больших сталактитов со сталагмитами в результате многовекового падения капель воды. Под сводами этой пещеры огромными гирляндами висели летучие мыши, по нескольку тысяч в каждой. Свет вспугнул их, они ринулись вниз – сотни и сотни летучих мышей – и с резким писком стали бешено кидаться на свечи. Том знал их повадки и хорошо понимал, какой опасностью грозят эти твари. Он схватил Бекки за руку и вбежал вместе с нею в первый попавшийся коридор. И хорошо сделал, так как одна из летучих мышей потушила крылом свечу Бекки – в ту самую минуту, как Бекки выходила из пещеры. Летучие мыши долго гнались за детьми, но беглецы поминутно сворачивали в новые и новые коридоры, попадавшиеся на пути, и таким образом наконец-то избавились от этих зловредных тварей. Вскоре Том увидел подземное озеро, туманные очертания которого исчезали вдали во мраке. Тому захотелось пойти исследовать его берега, но он решил, что лучше будет сначала присесть отдохнуть. Тут в первый раз мертвая тишина подземелья наложила на душу детей свою влажную, липкую руку.

– Ой, – сказала Бекки, – я и не заметила… Ведь, кажется, уже очень давно не слышно ничьих голосов?

– Еще бы, Бекки! Подумай сама – мы глубоко под ними; я даже не знаю, куда мы зашли, – к северу, к югу или к востоку. Здесь мы и не можем их слышать.

Бекки встревожилась:

– А давно мы уже тут, внизу, Том? Лучше бы нам вернуться.

– Да, пожалуй, это будет лучше всего. Пожалуй…

– А ты можешь найти дорогу, Том? Здесь такие кривые ходы, у меня: все в голове перепуталось.

– По-моему, я мог бы найти, не будь этих летучих мышей. Задуют они наши свечи, – ну, что мы тогда станем делать! Давай поищем другую дорогу, чтобы не проходить мимо них.

– Хорошо, но только бы нам не заблудиться. Это был бы такой ужас!

И девочка вздрогнула при одной мысли о грозной опасности.

Они свернули в какой-то коридор и долго шли молча, вглядываясь в каждый переход, не покажется ли он знакомым; но нет, это были неизвестные места. Каждый раз, когда Том исследовал новый ход, Бекки наблюдала за выражением его лица, надеясь уловить какой-нибудь утешительный признак, и каждый раз Том беззаботно твердил ей:

– Это еще не тот, но ты не беспокойся, пожалуйста, в свое время найдем и его.

Однако с каждой новой неудачей он все больше падал духом и вскоре начал сворачивать направо и налево наобум, как попало, в отчаянной надежде найти наконец ту дорогу, которая была им нужна. Он по-прежнему говорил: «Все отлично», но на сердце у него была такая свинцовая тяжесть, что голос его утратил былую беспечность, как будто он говорил не «все отлично», а «все пропало». Бекки в смертельном страхе прижималась к нему, всеми силами стараясь удержать слезы, но они текли и текли. Наконец она сказала:

– Том, ничего, что летучие мыши, – вернемся той же самой дорогой. А так мы все больше и больше запутываемся.

Том остановился.

– Прислушайся! – сказал он.

Глубокая тишина. Такая глубокая, что они слышали свое дыхание. Том крикнул. Голос его долго отдавался под пустыми сводами и замер вдали слабым звуком, похожим на чей-то насмешливый хохот.

– Ой, Том, не надо, это так страшно! – сказала Бекки.

– Страшно-то страшно, но все же лучше кричать, Бекки: быть может, они услышат нас.

И он крикнул еще раз.

В этом «быть может» было еще больше леденящего ужаса, чем в том дьявольском хохоте: тут слышалось признание, что уже не осталось надежды. Дети стояли тихо и вслушивались, но никто не откликнулся. Том повернул назад и ускорил шаги. Но какая-то нерешительность во всех его движениях и взглядах выдала Бекки другую страшную истину: он не мог найти дорогу и назад, к той пещере, где были летучие мыши.

– О, Том, почему ты не делал пометок?

– Бекки, я такой идиот! Мне и в голову не приходило, что нам придется возвращаться тем путем. Я не могу найти дорогу. У меня все спуталось…

– Том, Том, мы пропали! Пропали! Нам никогда, никогда не выбраться из этого ужасного места! О, зачем мы ушли от других!

Она упала на землю и так бурно зарыдала, что Том пришел в отчаяние: ему казалось, что она сейчас умрет или сойдет с ума. Он сел рядом с ней и обнял ее. Она спрятала лицо у него на груди и прижалась к нему, изливая весь свой ужас, все свои запоздалые сожаления, а далекое эхо превращало ее рыдания в язвительный хохот. Том умолял ее собраться с духом, не терять надежды, но она говорила, что это ей не под силу. Тогда он стал упрекать и бранить себя за то, что принес ей такое несчастье, и это подействовало лучше всего. Она сказала, что попытается взять себя в руки, встанет и пойдет за ним, куда бы он ни повел ее, только пусть он не говорит таких слов, потому что она и сама виновата ничуть не меньше его.

И они пошли наудачу, бесцельно… просто затем, чтобы идти, не сидеть на месте, – ведь больше они ничего не могли сделать. Вскоре надежда как будто опять воскресла в их сердцах – не потому, что для этого была какая-нибудь причина, а потому, что таково уж свойство надежды: она возрождается снова и снова, пока человек еще молод и не привык терпеть неудачи.

<…>

Невдалеке медленно вырастал из земли сталагмит, образованный в течение веков крохотными каплями воды, которые падали с висевшего над ним сталактита. Узник отломал верхушку сталагмита и положил на него камень, в котором выдолбил ямку для собирания драгоценных капель, падавших на нее каждые три минуты с мрачной регулярностью маятника. В двадцать четыре часа набиралась таким образом десертная ложка. Эта капля падала, когда пирамиды были еще новыми зданиями; когда разрушали Трою; когда было положено основание Риму; когда распинали Христа; когда Вильгельм Завоеватель создавал Британскую империю; когда Колумб отправлялся в море; когда была еще животрепещущей новостью Лексингтонская битва. Капля падает и теперь, и будет падать, когда все события, о которых я сейчас говорил, потонут в мгле преданий и будут поглощены черной ночью забвения. Неужели все в мире имеет свою цель и свой смысл? Неужели эта капля терпеливо падала в течение пяти тысяч лет только для того, чтобы в свое время утолить жажду этой человеческой букашки? И есть ли у нее иная важная цель, которую ей предстоит осуществить в течение следующих десяти тысячелетий? Все это праздные вопросы. Много, много лет прошло с того времени, как злополучный метис выдолбил ямку в камне, но и до сих пор всякий турист, пришедший полюбоваться чудесами пещеры Мак-Дугала, дольше всего пялит глаза на этот печальный камень и на эти неторопливо падающие капли воды.

* * *

Что такое копоть?

Копоть образуется при неполном сгорании углеводородов (природного газа, парафина свечи, керосина в керосиновой лампе) и представляет собой тонкодисперсный графит (самая устойчивая аллотропная модификация химического элемента углерода). Копоть, осевшая толстым слоем в печной трубе, называется сажей. Возможно, вам приходилось сталкиваться с пигментом «сажа газовая» в гуашевых или масляных красках. Это сажа, которая получена в результате неполного сгорания природного газа. Трубочисты, очищавшие в былые времена печные трубы от сажи, собирали ее в мешок и продавали изготовителям красок.

По виду пламени можно понять, образуется ли копоть. Если пламя бесцветное, значит, копоти нет. Бесцветным пламенем горит водород: он уж никак не может образовать копоть (отчего и считается экологически безопасным топливом). Голубое пламя кухонных конфорок означает, что при неполном сгорании природного газа образуется угарный газ, но он тут же сгорает голубым пламенем. Если же пламя желтое, значит, при горении образуются мельчайшие частицы сажи. Раскаленные частицы сажи светятся желтым светом, благодаря чему и можно использовать свечи и керосиновые лампы для освещения. Водородная горелка света не даст.

Далее частицы сажи либо сгорают, либо, отдав энергию в виде света и не успев сгореть, остывают, попадают в воздух в виде копоти и осаждаются на поверхности дымохода, если топливо горит в печи. В верхнюю часть коптящего пламени свечи можно внести стеклышко и получить оптическое устройство, позволяющее наблюдать затмение солнца. Сажа, оседающая в дымоходах, мешает нормальной тяге продуктов сгорания и может загореться, вызвав разрушение печной трубы или пожар.

Почему мы считаем, что пещера карстовая?

Карстовые пещеры – одна из разновидностей пещер, имеющая свой особый механизм образования. Это пещеры, в образовании которых главную роль играют химические процессы. Карстовые пещеры обычно встречаются в горных массивах, сложенных известняковыми и доломитовыми породами, которые могут быть образованы известняком, арагонитом, мрамором, мелом (все это в своей основе карбонат кальция СаСО₃), доломитом (СаСО₃ ? MgCO₃) и другими природными карбонатами. Такие горные массивы называют карстовыми. Карст – это химические процессы, происходящие под воздействием на горную породу воды. Наиболее распространен известняковый карст. Длиннейшая в мире карстовая Мамонтова пещера с суммарной протяженностью ходов в 500 км находится в США, как и пещера Мак-Дугала.

Механизм карстообразования в известняках заключается в следующем.

Дождевая вода, содержащая растворенный углекислый газ, собирается в трещинах известняка и проникает внутрь массива, растворяя по пути карбонаты кальция и магния:

СаСО₃ + СО₂ + Н₂О = Са(НСО₃)₂

Суть процесса такова: вода с растворенным в ней углекислым газом – не что иное, как угольная кислота. Она реагирует с нерастворимым карбонатом, превращая его в растворимую кислую соль – гидрокарбонат кальция (или магния). В трещинах в известняке, куда стекала вода, постепенно образуется углубление, превращающееся затем в карстовую воронку. Насыщенная углекислым газом вода с поверхности уходит вглубь известняка, вымывая в его толще карстовую пещеру. Углекислым газом вода может насыщаться и проходя сквозь почву, и в недрах земли в областях недавней вулканической деятельности. Реагируя с карбонатами, вода теряет углекислый газ, но насыщается растворимыми гидрокарбонатами. Вода, содержащая ионы кальция или магния, становится жесткой. Если такую воду прокипятить, произойдет обратный процесс – разложение гидрокарбонатов кальция и магния (они нестойки к нагреванию и вообще могут существовать только в водном растворе):

Са(НСО₃)₂ = СаСО₃ + СО₂ + Н₂О

Нерастворимые карбонаты кальция и магния выпадут в осадок и осядут на стенке чайника в виде накипи. Как видим, образование накипи – это химический процесс, как и образование карстовых пещер.

О том, что пещера Мак-Дугала карстовая, в тексте говорится недвусмысленно. В нем сказано, что вода в подземном ручье приносит известковый осадок. Мы, правда, понимаем теперь, что вода приносит вовсе не осадок, а растворенный углекислый газ, который участвует в образовании растворимых солей, переходящих в воду. Но дальше говорится о «кудрявой, кружевной Ниагаре» «из блестящего прочного камня». Это описание известняковых натеков в русле ручья. И они тоже характерны для карстовых пещер. А еще сталактиты и сталагмиты.

Как образуются натеки, сталактиты и сталагмиты?

Собственно, реакция, в результате которой в пещерах вырастают сталактиты и сталагмиты, а на стенах образуются красивые натеки, нам уже известна. Это та же реакция, что происходит при образовании накипи в чайнике:

Только здесь нерастворимые карбонаты не образуют накипь, а откладываются на стенах в виде натеков или образуют каменную сосульку сталактит (от греческого ??????????? – «натекший по капле»). Термины «сталактит» и «сталагмит» (от греческого ???????? – «капля») впервые употребил в своей работе, опубликованной в 1655 г., датский натуралист Оле Ворм. И мы теперь знаем, что образование сталактитов и сталагмитов – тоже химия!

Но почему эта реакция происходит в пещере, ведь никто не кипятит воду в подземных источниках. Что ж, если бы воду в пещере кипятили, осадок выпал бы через десяток минут. А при обычных условиях процесс этот идет очень медленно, но все же идет. Причиной служат незначительные изменения внешних условий. Образование сталактитов и сталагмитов происходит на протяжении столетий. Каждая капля воды дает не видимое глазу количество карбоната, но за века вырастает плотная каменная сосулька. Через тысячелетие сталактит и сталагмит, если им ничто (и никто) не помешает, соединятся в каменную колонну – сталагнат.

Посетители каменных пещер часто хотят унести с собой сталактит на память о красоте подземного мира. Им следовало бы вспомнить, что на образование такого сувенира ушли столетия, и следующий на его месте появится тоже спустя столетия. А вынесенный из пещеры на дневной свет обломок сталактита совсем не так величественно выглядит, как в пещере. Прямо скажем, выглядит как кусок грязного камня. Так стоит ли губить подземную красоту?