В. Н. Татищев пришел к заключению, что они являются провальными ямами и образуются над пещерами, причем провалы и пещеры возникают не везде, а лишь «на плоских высоких горах», которые под водопроницаемыми отложениями «имеют известной (известковый. —
А. Ч.) или гипсовый камень». Проникающая в толщу известнякового или гипсового массива вода «выносит с собою лехкие частицы». Исследование В. Н. Татищевым химического состава карстовых вод указывает на то, что под выносом «лехких» частиц он понимал процесс растворения, а не только механического разрушения породы. Таким образом, происхождение поверхностных и подземных карстовых форм, приуроченных к легкорастворимым горным породам, В. Н. Татищев связал с деятельностью природных вод, что было «открытием исключительной важности, так как не только во времена, когда жил Татищев, но и много позже некоторые ученые объясняли образование подземных пустот следствием «подземного огня», ходами «подземного зверя мамонта», «всемирным потопом» или действием рук человека
(Архипова Н. П. В. Н. Татищев — первый исследователь природы Урала. — «Землеведение», т. 7. 1967, с. 278).
Результаты своих исследований В. II. Татищев обобщил в работе «О мамонтовых костях» (1730), краткое же сообщение об этом им было сделано в «Письме о мамонте», опубликованном в 1725 г. на латинском языке в Швеции. Сформулированные В. Н. Татищевым положения имеют исключительно важное научное значение и дают основание считать его основоположником отечественного карстоведения.
Карстовые явления в окрестностях Кунгура и в других районах Предуралья в 20-е годы XVIII в. были охарактеризованы также В. И. Генниным, занимавшим в то время (1724–1734) должность начальника уральских и сибирских горных заводов. В. И. Гсннин собрал интересные сведения о пещерах, провальных ямах и исчезающих речках. Он, в частности, обнаружил, что в «… Кунгурском уезде имеются великие и малые чистые ямы или провалины, подобием обреченного конуса, вверху широки, а внизу уски, под которыми слышно шум, якобы течение рек под землею». Описывая Кунгурскую пещеру, В. И. Геннин отметил «… великия палаты, высотою до свода сажен на 10 и до 30, такожде и шириною… во оной пещере завсегда волглой и студенной воздух, и от оного воздуха весьма рождается пней… многие… проходы льдом заплыли, а в иных местах изо льду великие пирамиды сочинялись» (Геннин В. Описание уральских и сибирских заводов. М., 1937, с. 571–572).
К этому же периоду относится публикация книги Ф. И. Страленберга (1730), в которой описывалась Кунгурская пещера и приводился ее план. Однако уже современники отнеслись к этому сообщению критически, поскольку было известно, что Страленберг в Кунгурской пещере не был и описал ее с чужих слов, приложив план, составленный С. У. Ремезовым в 1703 г.
В конце 1733 г. И. Г. Гмелин, Г. Ф. Миллер и некоторые другие участники Великой Северной экспедиции (1733–1744), направляясь в Сибирь, посетили Кунгурскую ледяную пещеру, в которой они «…довольно часто блудили, по временам ползали на четвереньках…». И. Г. Гмелин описал Кунгурскую пещеру в отдельной небольшой (8 рукописных страниц латинского текста) работе, приложив к ней план ближней части пещеры и рисунок ее внешнего вида. На русском языке эта работа, копия которой была найдена в архиве Г. Ф. Миллера, впервые была опубликована в приложении к статье А. Н. Иванова (1958). И. Г. Гмелин отметил обилие ледяных образований в Кунгурской пещере, привел данные о температуре воздуха и указал, что гора, в которой находится пещера, состоит из гипса. Им подробно описан способ съемки плана пещеры: «Отклонения пещеры я отмечал по магнитной стрелке. Художник же изобразил карандашом внутреннее устройство отдельных мест. Расстояния я отмерял шагами, которые потом перевел в сажени».
Таким образом, уже в первой половине XVIII в. были охарактеризованы карстовые явления некоторых районов Русской равнины и дано правильное объяснение генезиса карстовых форм.
Исследования во второй половине XVIII в. Важную роль в изучении карста Русской равнины, в развитии представлений о сущности карстового процесса и формировании натечных образований сыграли замечательные работы М. В. Ломоносова: «О слоях земных» и «Слово о рождении металлов от сотрясения земли». Говоря о карстовом процессе, М. В. Ломоносов писал: «…дождевая вода, когда горы проницает, тончайшие земляные частицы, из которых камни сседаются, в себе разводит, и от тех силу получает другие тела претворять в камень, оставя в их скважинах оные частицы, которые прежде из каменной горы взяла с собою. Доказывают сие многие пещеры… Между тем дождевая вода сквозь внутренности горы процеживается, и распущенные в ней минералы несет с собою, и в оные расселины выжиманием или капаньем вступает; каменную материю в них оставляет таким количеством, что в несколько времени наполняет все оные полости» (Ломоносов М. В. О слоях земных и другие работы по геологии. М.—Л., 1949, с. 180–181). Великий ученый с предельной ясностью подчеркнул взаимосвязь между процессом разрушения карстующихся пород преимущественно за счет выщелачивания их природными водами и процессом формирования натечных и других осадочных образований.
Некоторые сведения о карстовых формах юго-восточной части Русской равнины приводятся в работе П. И. Рычкова (1762) «Топография Оренбургской губернии».
Большое внимание изучению карстовых явлений, особенно в восточной части Русской равнины, уделяли участники академических экспедиций второй половины XVIII столетия Н. П. Рычков (1770), И. И. Лепехин (1771, 1772), П. С. Паллас (1773, 1786, 1788) и И. П. Фальк (1824), которые связывали происхождение карстовых форм с деятельностью природных вод, циркулирующих в толще легкорастворимых горных пород.
Н. П. Рычков описал карстовые явления на Бугульминско-Белебеевской возвышенности. Он посетил ледяную пещеру на правом берегу р. Ик (приток р. Камы) и составил ее план. Близ пещеры Н. П. Рычков отметил широкое распространение поверхностных карстовых форм: «Во круг оныя пещеры находится множество круглых и… глубоких ям… Все сии великия ямы состоят из слоев гипсового камня и во глубине оных видимо несколько узких отверстий, который ни что иное, как знаки их всеобщего между собою соединения» (Рычков, 1770, с. 98–99). Говоря о происхождении пещер, он подчеркнул, «что творительницею оных есть никто иный, как вода, которой течение сокрыто в недрах сея земли» (с. 98).
И. И. Лепехин исследовал карст Поволжья и восточной окраины Русской равнины. В бассейне р. Пьяны он обратил внимание на периодически исчезающее карстовое озеро Возьянское, а на Самарской Луке, возле с. Печерского, отметил пещеры, которые «были невелики и неправильны». В бассейне р. Белой И. И. Лепехин описал Курманаевскую пещеру, пещеры в горах Муйнак-Таш и Байслан-Таш, подземную речку Астындан-Жилга и другие карстовые образования. Он посетил также Кунгурскую ледяную пещеру и подробно ее охарактеризовал, подчеркнув, что «она водному элементу начало свое долженствует». На поверхности Ледяной горы, в недрах которой находится пещера, И. И. Лепехин обнаружил «великие в гору проваляны наподобие обороченного конуса глубиною сажен на десять».
В своих работах И. И. Лепехип не только описал различные карстовые районы России, но и в принципе правильно осветил важнейшие проблемы карстоведения, при этом во многих вопросах, как указал Н. А. Гвоздецкий, он более чем на столетие опередил западноевропейских исследователей.
П. С. Паллас изучал карст Ковровского плато, Приволжской возвышенности, Самарской Луки, Уфимского плато, у
