Пещера - это естественная протяженная подземная полость по размерам достаточная для входа человека. Некоторые люди предлагают, чтобы термин 'пещера' относился только к полостям, которые не имеют выходов на дневную поверхность; однако, в популярном использовании, термин включает в себя небольшие пространства подобно морским пещерам, каменным приютам и гротам. Спелеология – это наука, которая занимается исследованием и изучением всех типов пещер.
Пещеры формируются под действием геологических процессов. Они включают в себя сочетания химических процессов, эрозии, тектонических сил, микроорганизмов, давления и влияния атмосферы. Большинство пещер формируется в известняке вследствие растворения.
Пещеры могут образоваться везде, где есть растворимая горная порода, и наиболее преобладают в известняке, но могут также формироваться и в другой породе, включая мел, доломит, мрамор, гранит, соль, песчаник, закостеневший коралл и гипс.
Самые протяженные и самые обильные пещеры располагаются в известняке. Известняк растворяется под действием дождевой воды и грунтовой воды при участии свободной углекислоты H2CO3 или других минеральных и органических кислот. В процессе растворения образуется характерная форма рельефа, известная как карст и характеризующаяся воронками, потоками и подземным дренажем. Известняковые пещеры часто украшены образованиями из карбоната кальция, образовавшимися из-за медленного остывания пород. К ним относят: сталактиты, сталагмиты, геликлиты, драпировки и колонны. Эти вторичные россыпи в пещерах называют натечными образованиями.
К одной из самых украшенных пещер в мире относится Пещера Лечугия (Нью-Мексико, США). Лечугия и соседние Пещеры Карлсбэд сейчас являются примерами другого типа пещер. Они были сформированы при участии газа H2S (водородный сульфид), поднимающегося снизу, где резервуары масла выделяют сернистые копоти. Этот газ смешивается с подземной водой и образуется H2SO4 (серная кислота). Кислота тогда растворяет известняк снизу скорее, чем сверху, кислотной водой, пропитывающейся с поверхности.
Некоторые пещеры образуются в то же время, как и окружающая горная порода. Эти пещеры иногда называют «первичными» пещерами. Лавовые трубки возникают при извержениях вулканов и сосредоточены чаще всего в «первичных» пещерах. Поток лавы, остывая, покрывается твёрдой коркой, образуя лавовую трубку, внутри которой по-прежнему течёт расплавленная порода. После того как извержение уже, фактически, закончилось, лава вытекает из трубки с нижнего конца, а внутри трубки остаётся полость. Примеры таких пещер могут быть найдены на Тенерифе, Большом Острове (Гавайи), и во многих других местах. Пещера Кадзумура недалеко Хило является невероятно длинной и глубокой лавовой пещерой; ее длина составляет 65.6 километра (40.8 миль).
Морские пещеры найдены вдоль побережий по всему миру. Особый вопрос - это прибрежные пещеры, которые формируются образуются на берегу моря в ослабленных зонах под действием прибоя. Где-нибудь, в других местах, как например Бухта Пханг Нга в Таиланде пещеры затоплены морем и сейчас подлежат прибрежной эрозии. Пещеры моря имеют размеры в общем от 5 метров (16 футов) до 50 метров (160 футов) в длину, а иногда они могут превышать 300 метров (980 футов).
Ледниковые пещеры.Пещеры, образуемые в теле ледников талой водой. Такие пещеры встречаются на многих ледниках. Талые ледниковые воды поглощаются телом ледника по крупным трещинам или на пересечении трещин, образуя хода иногда проходимые для человека. Характерные длины составляют первые сотни метров, глубины — до ста метров и более. Особый тип ледниковых пещер — пещеры, образуемые в леднике в месте выхода подземных термальных вод. Поскольку вода горячая, она способна проделывать объёмные галереи, однако такие пещеры залегают не в самом леднике, а под ним, поскольку лёд проплавляется снизу. Термальные ледиковые пещеры встречаются в Исландии, Гренландии и достигают значительных размеров.
Вулканические пещеры. Эти пещеры возникают при извержениях вулканов. Поток лавы, остывая, покрывается твёрдой коркой, образуя лавовую трубку, внутри которой по-прежнему течёт расплавленная порода. После того как извержение уже, фактически, закончилось, лава вытекает из трубки с нижнего конца, а внутри трубки остаётся полость. Понятно, что лавовые пещеры залегают на самой поверхности, и часто кровля обваливается. Однако, как оказалось, лавовые пещеры могут достигать очень больших размеров, вплоть до 65.6 км длины и 1100 м глубины (пещера Кадзумура, Гавайские острова).
Тектонические пещеры. Такие пещеры могут возникать в любых породах в результате образования тектонических разломов. Как правило, такие пещеры встречаются в бортах глубоко врезанных в плоскогорье речных долин, когда огромные массивы породы откалываются от бортов, образуя трещины отседания (шерлопы). Трещины отседания обычно клином сходятся с глубиной. Чаще всего они заваливаются рыхлыми отложениями с поверхности массива, однако иногда образуют довольно глубокие вертикальные пещеры, до 100 м глубиной. Шерлопы широко распространены в Восточной Сибири. Изучены они сравнительно слабо, и, вероятно, встречаются весьма часто.