Спелео

Внимание, пропасть!

Удивительная формула

Восемьдесят часов учебной программы близки к завершению. Сегодня последний день практических занятий: топографическая съемка почти стометровой шахты Пастушьей. Она состоит из серии колодцев, разделенных горизонтальными галереями и залами. В первом из них могут одновременно работать три-четыре учебные группы. Вчерашнему туристу, знающему только удивительно неудобный компас Адрианова, трудно понять, почему цифры на лимбе горного компаса, основного «оружия» спелеолога при топографической и геологической съемках, идут не по часовой стрелке, а против нее. Геологи Виля Ляшенко и Женя Штенгелов, начальники будущих рабочих групп, в десятый раз повторяют:

– При работе с компасом Адрианова надо проделать три Операции: совместить северный конец стрелки с нулем лимба, при помощи подвижного визира взять азимут на интересующий объект (при этом стрелка должна остаться на нуле!) и сделать отсчет. При работе с горным компасом вы визируете на объект длинной стороной компаса, не обращая внимания на то, против какого деления стояла стрелка. Так как обрез компаса параллелен линии север – юг на лимбе, при развороте компаса к северному концу стрелки подходит нужное деление лимба. Итого две операции. Ясно?

– Ясно, – хором отвечают слушатели, но через пять минут снова слышатся недоуменные возгласы:

– А как измерить залегание горных пород? А какой стороной компаса визировать? – И на листе фанеры, спущенном в шахту, появляются схемы, рисунки, расчеты...

Несколько быстрее осваивается простейший угломерный прибор – эклиметр. Единственное сомнение – достаточна ли точность измерений при съемке этими приборами? Руководитель ялтинских спелеологов, топограф по специальности, Юрий Зеленин знакомит сомневающихся с основными положениями теории ошибок применительно к «пещерным условиям». При аккуратном пользовании приборами обеспечивается точность плюс-минус пять процентов, вполне достаточная для этого этапа работ.

Так замеряют горным компасом направление простирания и углы наклона пластов горных пород и тектонических трещин (а, б, в, г - последовательность операций)

Многие считают, что понятие «научные исследования» неприменимо к такой технической работе, как топографическая съемка. Конечно, это неверно. Прежде всего спелеолог снимает планы и разрезы полостей, где до него никто никогда не был. Значит, с формальной точки зрения это такое же открытие, как топосъемка ледяного купола Антарктиды. Дело лишь в масштабе «белых пятен» на географической карте. А фактически все дальнейшие научные выкладки и рассуждения повисают в воздухе, если не будут привязаны к топографической основе. Планы пещер, увязанные с основными элементами поверхности: речными долинами, оврагами, балками, карстовыми воронками и шахтами, оживают не только в руках специалистов, но и опытного любителя. По ним можно проследить направление движения подземных вод, установить вероятную связь подземных и поверхностных карстовых форм, разгадать загадки, связанные с исчезновением и появлением рек, даже развенчать тайны «святых» источников.

Весной 1962 года шахтный отряд работал в Приднестровском карстовом районе Тернопольской области. В поисках забытой всеми пещеры, в которой, как говорили, двадцать лет назад, во время немецкой оккупации, прятались местные жители, мы осматривали широкое водораздельное плато с крупными и глубокими карстовыми воронками. В одну из них, превращенную в скотомогильник, стекал довольно большой ручей. Топографическая съемка и опыты с окрашиванием его воды флюоресцеином показали, что через 800 метров он выходит в главном источнике села Стрелковцы, под большим каменным крестом... Пришлось прервать работы, писать докладные, требовать немедленной санитарной очистки этой воронки. Неминуемая эпидемия была предотвращена.

Топографический план пещеры или шахты, снабженный достаточным количеством вертикальных разрезов, – это основной документ для определения «паспортных» данных карстовой полости: ее длины, глубины, площади, объема и нескольких специальных коэффициентов. Все эти сведения необходимы не только для сравнения между собой различных полостей, но также для микроклиматических и гидрохимических расчетов. Но как определить площадь галереи, имеющей клинообразное или овальное сечение? Или как рассчитать объем вот этого самого первого зала шахты Пастушьей, в котором мы сейчас находимся? Он имеет наклонный пол, почти горизонтальный потолок, выгнутые, как у бочки, стенки. Призма не призма, цилиндр не цилиндр...

Чего только мы не пробовали! Какие только коэффициенты не вводили! Решение нашлось неожиданно – в книге Я. И. Перельмана «Занимательная геометрия». Оказалось, что универсальная формула Симпсона пригодна для расчета площади большинства плоских фигур – параллелограмма, трапеции, треугольника, а также для расчета объема призмы, полной и усеченной пирамиды с любым по форме основанием, цилиндра, полного и усеченного конуса и даже шара. Но с определенным приближением любую, даже самую сложную полость можно представить в виде совокупности этих геометрических фигур, объем которых можно определить по формуле Симпсона. Для этого надо знать только их высоту h и площади нижнего, среднего и верхнего сечений S1 S2 и S3. Чего-чего, а уж различных сечений мы имели в каждой полости сколько угодно! Вот эта удивительная формула:

V=h(S1+4S2+S3)/6

Надо ли добавлять, что мы детально проверили ее, рассчитав объемы нескольких пещер и шахт, по которым имелись данные теодолитной съемки? Точность расчета оказалась соизмеримой с точностью нашей съемки – пять-шесть процентов. Проблема была решена. За работой время бежит незаметно. Одна за другой заканчивают свои зачетные задания учебные группы. Можно подниматься на поверхность. С некоторым беспокойством приглядываемся к новичкам после шести часов пребывания в шахте они устали и замерзли. Да и подъем проходит у всех на виду, что сковывает движения.

Вот как описывала позже этот 25-метровый подъем Лена Алексеева:

«Помня, как мне легко достался спуск, я храбро надеваю рюкзак с образцами, обхватываю лестницу руками, делаю первые шаги. Лестница, не прилегающая к стене, начинает медленно, но неотвратимо вращаться сперва вправо, потом – влево... Рюкзак оттягивает назад, отрывает от ступенек, ступеньки кажутся страшно далекими одна от другой, подтягиваешься из последних сил... Нога, рука, нога, рука... Движешься уже автоматически, в голове остается одна мысль: лезть, лезть, только бы не сорваться, не повиснуть на страховке. Ведь внизу ждут замерзшие товарищи. Там, где лестница касается стены, цепляюсь за уступ ручкой от биологического сачка, торчащей из рюкзака. Пытаюсь оттолкнуться от стены и развернуться, но силы рук не хватает, а ногой опереться не на что. Треск – из разорванного кармана рюкзака вылетает фонарик и летит вниз, на камни... Хорошо, что на время моего подъема все отошли в глубину зала... Наконец с грехом пополам разворачиваюсь и ползу дальше. Последние ступеньки. Делаю последний шаг, меня бережно подхватывают чьи-то руки, отводят в сторону от входа, отстегивают страховку. Здесь жара, духота, но встать и сбросить с себя все снаряжение уже нет сил – ноги не двигаются, и руки не поднимаются... Вот когда начинаешь понимать, как необходима спелеологу круглогодичная тренировка!»

На следующий день приступаем к подготовке рабочих выходов. Начинаем комплектовать примерно равные по силам отряды. Во главе их сотрудники экспедиции и самые опытные спелеологи Симферополя, Москвы, Севастополя, Красноярска.

Каждой группе выделен на местности район работ: три-четыре квадратных километра, которые надо «прочесать». Это значит: осмотреть все воронки, заглянуть под каждый карровый гребешок, нанести все обнаруженные полости на карту, спуститься в них, сделать топографическую съемку и составить полное описание по специально разработанным вопросникам («всего» девяносто девять пунктов...). Это учебно-спортивная работа и, конечно, значительный вклад в изучение карста этой части Ай-Петринского массива. Ведь до начала Всесоюзного слета здесь было известно всего пять шахт и три пещеры. А теперь самые интересные из обнаруженных полостей немедленно перейдут в руки геологов, зоологов и археологов Карстовой экспедиции. Поляна сбора напоминает военный лагерь перед боем. В штабе слета «перекрестный огонь» вопросов и заданий.

– Николай Мороз! Приготовь список спецснаряжения по группам! (Оборудования, в особенности лестниц, капроновых веревок и карабинов, не хватает. Приходится «обобществлять» снаряжение и распределять его в зависимости от ожидаемой сложности объектов.)

– Юра Лобанов! Проверь научное снаряжение!

– Володя! А нам дадут бочки для воды?

– Олег Насонов! Приготовь список продуктов и письма. Через два часа уходит машина!

– Виктор! Не хватает картографических материалов на восьмую группу!

– Вадим Бирштейн! Расскажи о порядке сбора спелеофауны и выдай формалин для консервации находок!

– Вит! А мы не успели перевязать лестницу...

– Коля! Почему нам мало сгущенки выделили?

– Виктор Николаевич! Вам телефонограмма из института. Требуют план экспедиционных работ на следующий год. Говорят, срочно...

– Ох, скорее бы в пещеры!

Но вот организационная горячка позади. Рабочие отряды выведены на свои места, сориентированы планшеты, указаны точки стояния, «сбиты» на местности районы работ. В опустевшем лагере остаются только две группы: Москва-III и Краснодар. Они «обрабатывают» участок около лагеря и выполняют функции спасательного отряда.