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행성 지구(Planet Earth)

이곳은 지구 최후의
미개척지입니다

위험을 즐기는 사람만이
감히 다가갈 수 있는 세계죠

4편 : 동굴(Caves)

현재 우리 발 밑에는

어마어마한 규모의
수직갱도와 동굴이 있습니다

멕시코의 스왈로우 동굴(Cave of Swallows)은
깊이가 400미터에 달하며

엠파이어 스테이트 빌딩이
들어갈 정도입니다

이 동굴은 세계에서 가장 큰
수직 갱도입니다

하지만 인류가 이 깊이까지 탐사한 것은

달탐사보다 겨우
2년전이었을 뿐입니다

오늘날 동굴은 최후의
미개척지로 남아 있습니다

하지만, 이 어둡고 축축한 곳을
처음으로 방문한 존재가

인류인 경우는 거의 없습니다

이곳에는 이미 거의 알려진 바 없는
기묘한 동물들이 살고 있습니다

지금 보시는 은하수 불빛은
수천마리의 생명체가 만든 것입니다

동굴에 사는 동물은 모두
칠흑같은 어둠에 적응해야 하지만

뉴질랜드에는 이 어둠을
무기로 삼은 녀석도 있습니다

수백개의 실이 내려진 곁으로

새로운 실리콘 실이
천장으로부터 내려옵니다

이 실은 무척 아름답지만
목적은 사악합니다

이 녀석은 동굴 개똥벌레 유충입니다
(동굴 개똥벌레 유충: cave glow worm)

실크실로 낚시를 하여
먹이감을 잡아 먹습니다

입주변 분비선에서 실크를 만들고

그 실에 점액을 묻혀둡니다

한마리의 유충은
이런 실을 수십개씩 만듭니다

일단 실들이 장착이 되면

유충은 점액질의 해먹에 매달려서

낚시꾼처럼 끈기있게 기다립니다

하지만 모든 것을 운에만
맡기는 것은 아닙니다

꼬리에 있는 특수한 조직에서
화학반응을 일으켜

유령같은 파란 불빛을
내 보내는 것입니다

말 그대로 후광인 셈이지만

먹이감을 유혹하기 위한 미끼입니다

곤충들은 이 불빛의 유혹을
이겨내지 못하여

끈적한 실에 잡혀버리게 됩니다

일단 걸리면
절대 탈출할 수 없습니다

이제 유충이 할 일은
천천히 실을 감아들여서

산채로 먹어치우는 일뿐입니다

이 개똥벌레 유충은
다른 동굴 곤충을 잡아먹음으로써

동굴에 정착해서 사는 생물의
가장 큰 문제를 해결했습니다

바로 먹이를 안정적으로
찾아내는 일 말입니다

이 모든 지하세계의 존재를
가능하게 해준 암석은 석회암입니다

지구상 대부분의 동굴은
석회암반에서 존재하는데

석회암은 지구 표면의
거의 10%를 차지하고 있습니다

석회암은 바다 조개나 산호에서
생성된 광물로 구성되어 있습니다

즉, 미국에 있는 이 바위 절벽은

지금은 해발 수백미터에 존재하지만
사실은 물속에서 만들어진 것입니다

베트남의 하롱베이에 있는
석회암 기둥으로부터

이러한 관계를 유추할 수 있습니다

원래는 이 지역 전체는 거대한
한 덩어리의 석회암이었습니다

산호초 바닥이었던 것이죠

보루네오에서는 비로 인해 석회암이
날카로운 첨탑형태로 조각되었습니다

하지만 빗물의 용해능력은

땅 속에서 더욱 극적인 형태로
영향을 미치고 있습니다

석회암 지대를 흐르는 강물은
사라져 버린 것처럼 보일 때가 많습니다

물이 딱딱한 석회석 암반을 만나면
흐름의 방향이 바뀝니다

물이 일단 지하로 들어오면

더욱 강해진 침식 능력이
새로이 생겨나게 됩니다

물이 지표를 흐르게 되면

토양으로부터 이산화탄소를
흡수하여 약산성을 띄게 됩니다

이후 수백만년에 걸쳐서
산성액이 석회암을 녹임으로써

때로는 수 킬로미터에 이르는
미로같은 굴이 탄생하는 것입니다

이곳은 지구상에서 가장 큰
지하로 흐르는 강으로서

점보 제트기가
통과할 수 있을 정도입니다

보루네오의 디어 굴입니다
(디어 굴 : Deer Cave)

디어 굴은 엄청나게 크기 때문에

동물이 큰 무리를 지어
모여살 수 있습니다

이곳엔 3 백만이라는 어마어마한
주름입술박쥐(wrinkle-lipped bat)가 살고 있습니다

박쥐들은 벽과 천정에
보금자리를 틀고 있습니다

외부로부터 잘 보호되어 있고
포식자들로부터도 안전하죠

박쥐는 위쪽에 머물면서
아주 중요한 것을 만들어 냅니다

높이가 백미터에 이르는 이 둔덕은
박쥐 배설물로만 만들어진 것입니다

구아노(guano)라고 하죠

구아노 표면에는 바퀴벌레들이
두터운 양탄자처럼 덮여있습니다

수십만마리는 될 듯 하군요

동굴은 햇빛의 혜택을 직접 받지 못하는
지구상에 몇 안되는 서식처입니다

식물이 없기 때문에, 이곳의 먹이 사슬은
박쥐의 배설물에 의해 유지되고 있습니다

바퀴벌레들은 구아노를 비롯해
떨어지는 것은 무엇이든 먹습니다

동굴벽에서 지내는 다른 바퀴벌레도
박쥐 배설물을 섭취합니다

이 바퀴벌레는 다시거대동굴지네
(giant cave centipedes)의 먹이가 되죠

20 cm가 넘는 지네도 있습니다

기이하게도 이곳에는 영양분을 찾아
배설물을 뒤적거리는 게도 삽니다

이 동물들은 모두 한평생을
굴안에서만 살아 갑니다

이들은 외부에서 유입된
소화되고 남은 먹이찌꺼기에

전적으로 의지해 살아가는 것이죠

매일 저녁, 두 시간만에

3 백만 마리의 박쥐들은
안전한 굴을 빠져나와

바깥 세상의 숲으로
곤충을 사냥하러 나갑니다

물론 돌아오지 못하는 놈들도 있죠

박쥐가 동굴을 떠날 때는
도넛츠 모양의 행렬을 형성합니다

박쥐들의 선회비행에 루퍼스 독수리
(rufus-bellied eagle)는 당황한 듯 하지만

박쥐는 더욱 전문적인 사냥꾼의
공격에서 살아 남아야 합니다

페레그린 매(Peregrine falcon)와 박쥐 매(bat hawk)는
새들의 세계에선 제트기나 마찬가집니다

해가 지면 사냥 시간도 끝나므로

박쥐매는 잡은 것을
그 자리에서 급히 삼키고는

곧장 다시 사냥하러 날아갑니다

무리에서 이탈한 박쥐는

명확한 목표물이 되어
화를 자초하게 됩니다

하지만 이러한 공격도
박쥐 숫자엔 별 영향이 없습니다

아침이 되면 대다수의 박쥐는
안전하게 동굴로 돌아오지요

박쥐만 보루네오 동굴을
들락거리는 것은 아닙니다

낮에 일을 나가는 녀석도 있습니다

이 녀석들은 낮사냥을 마치고 돌아와
칠흑같은 암흑 속에서

큰 소리를 이용하여
길을 찾아 갑니다

이 녀석들은 동굴 제비입니다
(동굴 제비 : cave swiftlet)

이들도 박쥐와 마찬가지로
음파탐지를 이용해 길을 찾습니다

우리는 빛이 있어야
상황을 파악할 수 있지만

제비는 칠흑같은 어둠 속에서도
불과 몇센티미터씩 떨어진 둥지를

아주 정확히 찾아갑니다

우리는 아직 이 놀라운 기술을
완전히 이해하지 못합니다

이 새는 다른 이유로도
매우 독특합니다

작은 컵처럼 생긴 이들의 둥지는
침에 든 섬유로만 만들어진 것입니다

둥지 하나를 만들려고 해도
30일이 넘게 걸립니다

이 둥지들은 매우 귀한 보물로
제비에게만 귀한 것은 아닙니다

사람들은 500년이 넘게
이 제비집을 채집해 왔습니다

이는 매우 위험한 작업입니다

보통은 안전장비도 거의 없이
덩굴로 만든 사다리만 사용하여

바닥에서 60미터가 넘는
동굴 꼭대기까지 올라가서

채집 작업을 해야하기 때문입니다

이 일은 극히 위험하긴 하지만
큰 보상이 따릅니다

순수한 백색의 동굴 제비집은
제비집 수프의 주재료로서

같은 무게의 은에 해당하는
가치가 있습니다

제비는 둥지가 헐려나가면
즉시 새 집을 짓습니다

따라서 적당한 통제하에
제비집을 채집하기만 한다면

동굴 제비는 끊임없이
번창하게 될 것입니다

이들 보루네오의 동굴은
세계에서 가장 큰 동굴에 속하는데

매년 빗물이 석회암을 조금씩 녹여
계속 조금씩 커지고 있습니다

하지만 동굴 속의 물은
침식만 하는 것은 아닙니다

무언가를 건설하기도 합니다

물에는 석회암 성분이
녹아들어 있습니다

이 물이 굴 속의 공기와 만나면
일부가 방해석이라는 광물로 침출됩니다

이 방해석이 점차 커짐에 따라
천정에 장식물을 형성하게 됩니다

종유석입니다
(종유석 : stalactite)

한방울 떨어질 때 남는 양은
너무도 보잘 것 없지만

오랜 기간 동안 지속되면
장엄한 결과를 가져올 수 있습니다

물이 천정을 통해서
빠르게 스며나오는 경우는

방해석이 동굴 바닥에 쌓여
석순(stalagmite)을 생성하게 됩니다

물과 공기의 흐름이 다양하기 때문에
이들의 형태도 모두 제각각이지만

이는 모두 용해된 석회암이
천천히 침전되는 과정에서 생성됩니다

종유석이 석순을 만나면
석주가 만들어집니다

북미의 칼즈배드 동굴에 있는
이러한 구조물들이 생성되려면

수천년이 걸릴 수도 있습니다

하지만 이러한 동굴 형성과정이
완전히 멈추는 경우도 있습니다

멕시코에 있는 이 수중 동굴들은
수천년간 거의 변함없이 남아있습니다

이 동굴은 마지막 빙하기 이래
바깥 세상과 단절되어 있었지만

땅위 생명체에 미친 영향은
실로 막대합니다

이 동굴로 인해 500여년 전, 세계에서
가장 위대한 문명이 존재할 수 있었습니다

바로 마야 문명이죠

멕시코의 유카탄 반도에는
강이나 호수 등이 전혀 없으므로

마야인들은 물이 가득차 있는
석회암 우물에 의지해야 했습니다

이들 수직갱도는 이 지역의
유일한 식수원입니다

이 석회암 우물은 사실상
거대한 담수 우물인 셈이죠

생명을 주는 햇빛이 없다면
식물도 없을 거라 생각할 것입니다

하지만 동굴 터널의 어둠속에는

거대한 열대나무 뿌리가
물로 가득한 동굴에 닿기 위하여

석회암 균열을 뚫고 들어와 있습니다

이 물이 없었다면 유카탄의 숲이
저다지 울창해질 수 없었을 것입니다

마야인들도 그들의 생명이
이 물에 달려있다는 것은 잘 알았지만

현대 과학기술을 동원해서야

이 수중동굴의 진짜 중요성과 규모를
제대로 이해할 수 있게 되었습니다

현재까지 이 유카탄 수중 미술관은
500km 이상 지도로 표현되었지만

아직 그 누구도 이 지하 물세계의
전체 규모를 알지 못합니다

그럴만한 이유가 있지요

수중 동굴 탐험은
위험하기 이를데 없습니다

가장 가까운 출구가
수백 미터 이상 떨어져 있는 경우

산소 부족은 곧바로
죽음으로 연결됩니다

잠수부들은 길을 잃지 않도록
줄 뭉치를 가지고 다닙니다

이 줄뭉치는 말 그대로
생명선인 셈입니다

이 줄은 줄자의 역할도 해줍니다

오래전부터 멕시코에서
사용되던 기술이

수백 km에 달하는 세계 최대의
수중 동굴 측정에 사용되는 것입니다

동굴 탐험을 하다보면 좁은 바위틈을
비집고 통과해야하는 경우가 있습니다

동굴탐험가들은 그런 곳을
'쥐어짜기(squeeze)'라고 합니다

'쥐어짜기'가 더 협소할 수록

중요한 생명보조기구가
망가질 가능성이 커집니다

이런 상황에서는 당황하기 쉬운데
잠수부에게 치명적일 수 있습니다

수중 동굴에서 혼동을 일으키는 것은
이것만이 아닙니다

얼핏 공기처럼 보이지만
전혀 아닙니다

물의 종류가 다를 뿐입니다

이것은 염분 약층(halocline)으로서
민물과 바닷물이 만나는 곳입니다

정글에서 흘러든 민물이
바다에서 흘러든 짠물위로 흐르죠

염수층은 산소 농도가 극히 낮아
동물이 살기가 특히 힘들지만

가장 오래된 갑각류 중 하나인

레미페드(remiped) 처럼
이곳에서 적응한 녀석도 있습니다

마야인들도 석회암 우물이
중요하다는 것은 알고 있었지만

이 물로 가득찬 통로가 사실은
지하 강이 시작되는 곳으로서

결국 바다로 빠져나간다는 것은
결코 알지 못했습니다

바닷물은 민물과 달리
석회암을 녹이지 못합니다

따라서 바다에 있는 동굴들은
파도에 의해 깎여서 만들어진 것입니다

뉴질랜드의 푸어나이트 섬의 절벽에는
바다 동굴이 수없이 많이 있는데

보루네오의 동굴과 마찬가지로
많은 생물의 피난처로 사용됩니다

데모셀(demoiselle) 무리가 먹이 활동을 마치고
동굴로 돌아오고 있습니다

이곳을 포식자들로부터의
피난처로 사용하는 것이죠

데모셀에게 이 동굴은
야간 피난처이지만

여기를 들락거리는 물고기는
이 녀석들만이 아닙니다

활동 스케줄이 다른
고기도 있습니다

이 눈 큰 녀석들은
박쥐에 해당합니다

야간에 먹이활동을 하는 고기는
저녁 때마다 동굴을 떠납니다

동굴을 출입하는 종은
모두 마찬가지지만

이 녀석들도 동굴을 떠나는 시간이
가장 위험합니다

병목 현상 때문에 박쥐들이
엄청나게 몰리게 되자

다른 녀석의 관심을 끌게 됩니다

박쥐는 초음파를 써서
뱀을 감지할 수 있지만

뱀은 말 그대로 암흑 속에 있어서
눈으로는 아무 것도 볼 수 없습니다

뱀이 마치 마구잡이로
공격하는 것처럼 보이지만

뱀에게도 비밀병기가 있어서

지나가는 박쥐들을
모두 감지할 수 있습니다

뱀의 머리에는 열 감지기관이 있어서
이 적외선영상에서 보이는 것처럼

날아다니는 박쥐들의 열을
감지할 수 있습니다

뱀에게 박쥐는 열덩어리로 보이므로
목표를 공격할 수 있는 것입니다

동굴에 사는 동물이 낮동안
피난처를 얻는 댓가로

어쩔 수 없이 치루어야할 희생이죠

그렇다면 동굴에서만 사는 녀석도
당연히 있을 것입니다

대부분의 동굴은 외부 세계와
단절된 섬과 같습니다

이러한 고립으로 인하여
신기한 생물체가 다양하게 진화했습니다

이들은 동굴에서 나오지도 않고

햇빛을 볼 일도 없는 혈거생물(troglodyte)로
동굴 전문가라고 할 수 있죠

태국에 있는 이 혈거생물은

아마도 지구상에서 가장
특수화된 생물일 것입니다

동굴 폭포에서만
살아가기 때문입니다

이 동굴 엔젤 피쉬(cave angel fish)는
겨우 작은 동굴 2개에서만

살고 있는 것으로
파악되고 있습니다

다른 혈거생물들도
마찬가지입니다

텍사스 동굴 도룡뇽(Texas cave salamander)은
세계적으로 백 마리도 채 안된다고 합니다

벨리즈 흰게(Belizean white crab)도 단 하나의
동굴에만 서식하고 있는 종입니다

이 녀석은 영원한 암흑 속에서 살다보니

피부의 색소만 없어진 것이 아니라
눈도 없어져 버렸습니다

진화적으로 눈이 사라지려면
수천 세대가 지나야 하므로

이 녀석들은 아주 오랜동안
고립되어 있었을 것입니다

하지만 장님 도룡뇽은 다른 감각기관이
매우 발달되어 있습니다

피부에 있는 감각기관은 먹이감의
아주 작은 움직임도 감지할 수 있습니다

돌출된 아가미가 있어 산소농도가
낮은 물에서도 호흡할 수 있습니다

동굴 엔젤 피쉬는 지느러미에 난
미세한 갈고리로 위치를 잡고

유속이 빠른 물 속에서
박테리아를 먹고 삽니다

게를 비롯한 혈거생물들은
먹이가 자주 부족해지기 때문에

동굴로 들어온 것은
무엇이건 먹어치워야 합니다

도룡뇽은 몇 개월씩
굶는 경우도 생기는데

이럴 땐 무언가가 들어왔을 때
놓친다는 것은 있을 수 없는 일입니다

이 혈거 생물들이 생존하는 모습은
정말 경이롭습니다

하지만 어떤 동굴은 너무 환경이 나빠서

생물이 살아가리라고는
전혀 기대할 수가 없습니다

멕시코의 빌라루즈(Villa Luz) 동굴에서
흘러나오는 물은

황산이 녹아있어
하얀색을 띕니다

이 위험한 동굴에 들어가려면

인공호흡 장비를 쓰고
감시 장비도 가져가야합니다

유독가스가 대단히 빨리
치명적인 수준까지 오르므로

조기 경보 시스템이
필수적입니다

박쥐들은 입구 가까이 있으므로
생존할 수 있지만

동굴 깊숙히 탐험하는 것은
정말 대단히 위험합니다

이 유독가스의 근원지는
수 킬로미터 아래에 있습니다

지각속에 있는 기름 퇴적물로부터
황화수소가 방울방울 올라오고

이것이 산소와 물과 섞이면
황산이 생성되는 것입니다

이런 환경에서 무슨 고기가
살겠나 생각하시겠지만

동굴 몰리(cave molly)들은 산소농도가 낮고
매우 심한 산성임에도 불구하고

잘 살아가고 있는 것 같습니다

사실 이곳엔 우리의 상상보다
훨씬 많은 생물들이 살고 있지만

우리를 진짜로 놀라게 할 정도로
기이한 것은 따로 있습니다

이 종유석처럼 생긴 것은 스노타이트
(snotite (콧물 모양))라고 하는데

황산 끝에서 떨어지는 물방울들은

피부에 화상을 입힐 만큼 독합니다

이 스노타이트는 사실
거대한 박테리아 군집체로서

하루에 1cm까지 자랄 수 있습니다

이 박테리아는 햇빛이 없는 이 세계에서
황화 수소로부터 에너지를 추출합니다

우리는 이러한 박테리아를
극한생물이라고 부릅니다

극단적인 환경에서도
생존할 능력이 있기 때문입니다

이 극한생물들은 동굴에서
중요한 역할을 담당하고 있습니다

놀랍게도 이들은
먹이사슬의 맨 밑에 위치하여

다른 생물을 먹여살리고 있습니다
즉, 유충이 이 세균을 먹는 것이죠

빌라루즈의 생태계는 분명
대단히 놀라운 것이었습니다만

동굴탐험가들은 곧이어서
더욱 놀라운 발견을 했습니다

이 황량한 풍경 아래로는
놀라운 지하세계가 펼처져 있습니다

일반적으로 물이 없으면
동굴이 존재하지 못한다고 생각하지만

미국의 이 사막 비탈면 아래에는

세계에서 가장 길고, 가장 깊고
놀라운 동굴이 하나 있습니다

이 동굴의 비밀은 1986년도에

동굴탐험가들이 이 구멍의 바닥까지
바위를 몇 미터정도 파보고난 후에야

세상에 알려지게 되었습니다

이 동굴의 이름은 '레추길라'
(Lechuguilla)라고 붙여졌는데

발견 이후 현재까지, 180 km 넘게
동굴의 지도가 작성되었습니다

처음 탐사하러 내려갔을 때만 해도

그 누구도 이 동굴의 규모에 대해
상상할 수조차 없었습니다

하지만 정말 놀라운 점은
그것 만이 아니었습니다

그 누구도 이 동굴이 오래지않아

전 세계의 동굴 탐험가들로부터
가장 아름다운 동굴로

칭송받으리라고는
상상도 못했던 것입니다

그들은 지하 동굴에 존재하는 것중
가장 정교한 구조물을 발견했습니다

벽은 온통 매우 섬세하고
연약한 결정으로 뒤덮여 있었지요

이 결정은 대부분 석회암에서 생성된
석고로 이루어져 있습니다

이런 결정들이 수 km에 걸쳐
펼쳐져 있습니다

대부분의 동굴은
물로 인해 만들어졌지만

레추길라는 다른 석회암동굴과는 달리

흐르는 빗물에 의해서
석회암이 녹아 생긴 것이 아닙니다

이들을 녹인 것은
따로 있습니다

레추길라에 있는 물이라고는
이 놀랍도록 고요한 웅덩이뿐입니다

탐험가들이 더 깊은 동굴로 들어가자

정말 특이한 구조물로 가득한
수평갱도와 마주치게 되었습니다

예를 들면 섬세한 수정이 응결된
이 5미터짜리 기둥같은 것들이죠

이 석고 결정이야 말로

과학자들이 동굴생성과정에
의문을 품게한 장본인입니다

결국 이 레추길라의 석회암을
수 km에 걸쳐서 녹여낸 것은

바로 황산이라는 것을 발견했습니다

황산이 석회암을 녹이면
석고가 남게되고

이것이 이 기막힌 구조물들의
기초를 이루었던 것입니다

지표에서 1 마일 이상 들어가면

정말이지 믿기지 않는
아름다운 구조가 있었습니다

'샹들리에 무도장'은
정말 놀라운 발견이었습니다

6 미터 길이의 결정을 보고 있노라면

누구나 여기가 세계에서 가장
기묘한 동굴이라고 인정할 것입니다

이 동굴 벽에는 한 가지
더 놀라운 점이 있습니다

극한생물인 한 박테리아가
바위 자체를 먹고 살아간다는 것입니다

태양에너지에 조금도 의지하지 않는
생명체를 발견하게 됨으로써

지하 세계가 얼마나 복잡 다단한지
다시 한번 알 수 있게 되었습니다

지금도 탐험가들은 동굴 지도를
매년 수백 km 이상 작성하고 있습니다

하지만 인류는 세계의 석회암 지대중
절반 이상을 탐험하지 못했습니다

아직 얼마나 많은 레추길라가
우리를 기다리고 있는 것일까요?

This is our planet's final frontier.

An inner world, where only ...

the most adventurous dare to go.

Beneath our feet,

are countless miles
of cave shafts and passages.

The "Cave of Swallows" in Mexico,

400 meters to the bottom,

deep enough to engulf
the "Empire State Building".

This is the biggest
cave shaft in the world.

Yet these depths were
first explored ...

only 2 years before
man landed on the moon.

Today, caves remain
the least explored places on Earth.

However, human beings
are seldom the first ...

to reach these black, damp places.

Here, live some of the strangest
and least-known animals on the planet.

This galaxy of little lights is created
by thousands of living creatures.

Any animal that lives in a cave
has to cope with complete blackness.

But in New Zealand, some have turned
this darkness to their advantage.

A silicon strand is lowered
from the ceiling,

alongside hundreds of others.

Beautiful though these threads are,

they have a sinister purpose.

This is a cave glow worm.

To trap its prey,
it goes fishing with a line of silk.

The silk comes from glands
in the glow worm's mouth ...

and is loaded
with droplets of mucus.

Each glow worm produces
dozens of these threads.

Once its lines are set,

the glow worm hangs
from a mucus hammock ...

and waits, like a patient angler.

But the glow worm doesn't leave
everything to chance.

That ghostly blue light is the
result of a chemical reaction ...

taking place inside
a special capsule in its tail.

The light literally shines
out of its backside.

It's a lure for attracting prey.

Insects seem irresistibly drawn
towards the source ...

and then get trapped
by the sticky lines.

Once stuck,

there is no escape.

Now it's just a matter
of reeling in the line ...

and slowly consuming
the catch — alive.

By ensnaring the insects
that hatch in this cave,

these glow worms have solved
the biggest challenge ...

that permanent cave dwellers face —

finding a regular
and reliable source of food.

One kind of rock makes this whole
underground world possible —

limestone.

Most of the world's caves
are found within it ...

and it covers nearly 10%
of the Earth's surface.

Limestone is composed of minerals
derived from marine shells and corals,

so although this rocky escarpment
in the United States ...

is now hundreds of meters
above sea level,

it was actually formed under water.

The limestone towers
of Vietnam's "Ha Long Bay" ...

are a reminder
of this link with the sea.

Originally, this whole area would have
been one solid block of limestone,

the base of a coral reef.

In Borneo, rain has sculptured the limestone
into extremely sharp-sided pinnacles.

But the dissolving power
of rainwater ...

has other, much more dramatic
effects underground.

Rivers that flow over limestone
often seem to completely disappear.

When the water reaches the more
resistant bed of limestone ...

its course is altered.

Once underground,

the water takes on
a new, more erosive power.

During its journey
from the surface,

the water absorbed carbon dioxide
from the soil,

making it mildly acidic.

And over millions of years this
acid eats away the limestone,

creating a maze
of caverns and passages ...

that sometimes go on for miles.

This is the biggest underground
river passage in the world,

so big a jumbo jet
could fly through it.

It's "Deer Cave" in Borneo.

The sheer size of Deer Cave ...

allows some animals
to gather there in huge numbers.

A staggering 3 million
wrinkle-lipped bats live here.

The bats roost high
on the walls and ceilings ...

where they're well protected
from the outside elements ...

and safe from predators.

And while they're up here,

the bats produce
something very important.

This 100 meter high mound is made
entirely of bat droppings —

guano.

Its surface is covered
by a thick carpet of cockroaches,

hundreds of thousands of them.

Caves are one of the few habitats on
Earth not directly powered by sunlight.

In the absence of plants,

this food chain is based on a
continuous supply of bat droppings.

The cockroaches feed
on the guano ...

and anything that falls into it.

The droppings also support
other types of cockroaches,

which spend part of their day
resting on cave walls.

These in turn become food
for giant cave centipedes,

some more than 20 centimeters long.

Bizarrely,
there are crabs here, too,

sifting through the droppings
for nutrients.

All these animals spend their
entire lives within the cave.

They're totally dependant on the
digested remains of food ...

that's brought here from outside.

Each evening in just 2 hours,

3 million bats leave
the safety of the cave ...

to hunt for insects
in the forest outside.

But not all will return.

As they leave the cave ...

the stream of bats form
a doughnut-shaped ring.

The wheeling bats seem
to confuse a rufus-bellied eagle,

but they must still survive the attacks
of other, more specialized, birds of prey.

Peregrine falcons and bat hawks
are the jet-fighters of the bird world.

Good hunting will end
as the light fades,

so the bat hawks bolt
their catches on the wing ...

and fly straight back for more.

Any bat separated from the group ...

becomes a clear and obvious target
and is asking for trouble.

Yet the nightly onslaught has
little impact on bat numbers —

by the morning the vast majority
will be back in the safety of the cave.

Bats are not the only commuters
in these Bornean caves.

There's a day shift as well.

Returning from hunting
in the sunlight,

these commuters rely
on their loud clicks ...

to find their way through the cave
passages in total darkness.

They're cave swiftlets.

Like bats, they use
echolocation to navigate.

We need lights
to see what's going on,

but in the pitch black
the swiftlets manage ...

unerringly to locate
their individual nesting sites,

which are only
a few centimeters across.

It's a remarkable skill and one
we still do not fully understand.

These birds are unusual
for another reason.

Their little cup-like nests are
made entirely from threads of saliva.

It takes more than 30 days
to complete one.

The nests are very precious objects,

and not only for the birds.

For 500 years people have been
harvesting the nests of cave swiftlets.

It's a very risky business.

With virtually no
safety equipment,

and using ladders
made from forest vines,

the gatherers climb into the
highest reaches of the cave,

often more than 60 meters
from the floor.

The work may be hazardous
in the extreme,

but the rewards are great.

The pure white nests
of cave swiftlets ...

are the main ingredient
of birds' nest soup,

and gram for gram,
are worth as much as silver.

As soon as its nest is removed,
a bird will immediately build another.

So, as long as this valuable
harvest is properly controlled,

the colonies will continue
to flourish.

These Bornean caves are among
the biggest in the world,

and they're still
getting bigger ...

as each year rainwater
eats away a little more limestone.

But water in caves
doesn't only erode.

It also builds.

This water is loaded
with dissolved limestone,

and when it meets
the air in the cave,

some of that is deposited
as a mineral —

calcite.

As it builds up,

so the calcite forms decorations
that hang from the ceiling —

stalactites.

Each drop leaves behind
only a miniscule amount of calcite,

but over time the process
can produce some spectacular results.

If the water seeps
though the ceiling quickly,

then the calcite is deposited
on the floor of the cave ...

and that creates stalagmites.

Variations in water flow
and the air currents ...

produce an infinite variety of forms,
but all are created by the same process —

the slow deposition
of dissolved limestone.

And when stalactite
meets stalagmite,

a column is born.

Structures like these in
North America's "Carlsbad Cavern" ...

can take many thousands
of years to develop.

But sometimes, the formations
in a cave stop growing altogether.

These flooded caves in Mexico have remained
virtually unchanged for thousands of years.

Since the last Ice Age, they've become
cut off from the outside world.

Yet their impact on life
on the surface has been huge.

500 years ago, they supported one of
the world's great civilizations:

The Maya.

Mexico's Yucatan Peninsula has
no rivers, lakes or streams ...

so the Maya relied on the cenotes —

the flooded entrances
to the water-filled caves.

These flooded shafts are the region's
only source of open fresh water.

The cenotes are in effect,
gigantic fresh water wells.

Away from the life-giving rays
of sunshine,

one might not expect
to find plants.

But in the darkness
of the cave tunnels,

roots of giant tropical trees,

have pushed their way through
cracks in the limestone ...

to reach the flooded caverns.

Without this water,

the Yucatan's forest
could not grow so luxuriantly.

The Maya knew that their lives
depended on this water,

but it's only with the help
of today's technology,

that we've come to appreciate the
full significance and scale ...

of these flooded passageways.

So far,

more than 350 miles of underwater
galleries in the Yucatan ...

have been mapped,

but still nobody yet knows the true
extend of this subterranean waterworld.

And with good reason.

Underwater caving
is notoriously dangerous.

When the nearest exit may be
hundreds of meters or more away,

running out of air
down here would be fatal.

To avoid getting lost,

divers carry with them
a spool of string.

It becomes their lifeline —

literally.

The string also doubles
as a measuring tape —

a technique that has been
used here in Mexico ...

to chart the largest
underwater cave in the world —

all 100 miles of it.

Cave exploration often requires
you ...

to push yourself through
narrow gaps in the rock.

Cavers call such places 'squeezes'.

The tighter the squeeze,

the greater the chance of damaging
some vital life-support system.

In these conditions a diver could
easily become disorientated,

and that could be fatal.

The flooded caverns can play
tricks on you in other ways.

What seems like air,

isn't.

It's just another kind of water.

This is a halocline —

a meeting of fresh and salt water.

Fresh water from the jungle flows over
the heavier salt water from the sea.

The saltwater layer is extremely
low in oxygen ...

making it a particularly
difficult place for animals to live.

Yet some have managed it,

like the remiped, one of the most
ancient of all living crustaceans.

The Maya understood
the importance of the cenotes,

but they could never have known that
these flooded passageways ...

were actually the beginning
of subterranean rivers,

all of which eventually
flow out to the sea.

Salt water, unlike fresh water,
does not erode limestone,

so most sea caves are created by the
mechanical pounding of the waves.

The rocky outcrops of New Zealand's
"Poor Knight Islands" ...

are riddled with sea caves ...

and just like those in Borneo ...

they have become important shelters
for many species.

After a day feeding
in the open water ...

vast shoals of demoiselle fish
return to the caves,

which they use
as a refuge from predators.

For these fish, the caves
are a night time retreat,

but they're not
the only commuters in here.

There are other fish
working to a different schedule.

The big eyes are
the equivalent of bats.

Night feeders leave
the cave each evening.

And like all cave commuters,

they are most vulnerable
at the scheduled time of departure.

A bottleneck funnels these exiting
bats into dense concentrations,

attracting the attention of others.

The bats can detect the snakes
using echolocation,

but the snakes are literally
in the dark —

they can see nothing.

The strikes seem
to be largely hit-and-miss,

but the snakes have
a secret weapon.

They can actually sense
each bat flying past.

Receptors in the snake's head pick up
the heat given off by the flying bats,

as this thermal image shows.

To the snakes, the bats are
apparently glowing ...

and this gives them
something to aim at.

This is the price that these
cave commuters must pay ...

for their daytime sanctuary
on the ground.

Small wonder then that there are
other cave dwellers that stay put.

Many caves are like islands —

cut off from the outside world
and from other caves.

This isolation, has resulted
in the evolution ...

of some various strange creatures.

They are the cave specialists —

troglodytes, animals that never emerge
from the caves or see daylight.

These troglodytes from Thailand ...

are possibly the most specialized
creatures on Earth ...

for they live only
in cave waterfalls.

The entire population
of these cave angel fish ...

seems to be restricted
to just two small caves.

It's the same story
with other troglodytes.

There may well be less than a 100
Texas cave salamanders in the wild.

And the Belizean white crab
is another creature ...

that is unique
to just one cave system.

Living in perpetual darkness ...

they have all not only lost
the pigment in their skin,

but also their eyes.

It takes thousands of generations
for eyes to be lost,

so these species must have been
isolated for a very long time.

But the blind salamander has other
highly developed sensory organs.

Receptors in their skin detect minute
movements in the water made by its prey.

External gills help it to breathe in
water that is particularly low in oxygen.

The cave angel fish feed on bacteria
in the fast flowing water ...

keeping their grip
with microscopic hooks on their fins.

Food is often in short supply,

and troglodytes like the crab,

have to survive on whatever washes
into the cave from outside.

The salamander might not encounter
food for several months,

so when something does come along,

it can't afford to miss it.

It's astonishing that these extraordinary
cave dwellers manage to survive at all.

But one cave is so inhospitable ...

that one would not expect it
to contain any life whatsoever.

The water flowing out of the
"Villa Luz" cave in Mexico ...

is actually colored white
with sulphuric acid.

Explorers entering
this dangerous cave ...

must wear respirators
and carry monitors.

Poisonous gases rise
to fatal levels so quickly,

that an early warning system
is essential.

Bats survive by staying
close to the skylights,

but venturing deep into the cave
is very dangerous indeed.

The source of these toxic fumes
lies several miles below.

Hydrogen sulphide gas bubbles up
from oil deposits in the earth's crust.

It mixes with oxygen and the water,

and forms sulphuric acid.

These are not the sort of conditions
in which you would expect to find fish,

yet these cave mollies
seem to thrive,

despite the acid
and the low levels of oxygen.

There is, in fact, more life here
than anyone would think possible,

but the biggest surprise
is something altogether more bizarre.

These strange stalactite-like formations
are known, rather appropriately, as snotites,

the drops dripping
from the ends are sulphuric acid,

strong enough to burn skin.

The snotites are in fact,
vast colonies of bacteria,

capable of growing a centimeter a day.

In this world without sunlight,

these bacteria extract energy
from the hydrogen sulphide gas.

Bacteria like these
are known as extremofiles ...

because of their ability to survive
in such extreme conditions.

And these extremofiles play
another important role in this cave.

Surprisingly, they are
the basis of a food chain ...

which supports, amongst other creatures,
the larvae of these midges.

Villa Luz's ecosystem
was certainly very remarkable,

but cave explorers were soon to make
an even more astonishing discovery.

Beneath this arid landscape,
lies a subterranean wonderland.

Without water, one might not
expect to find any caves,

but beneath these rolling desert
slopes in the United States ...

lies one of the longest, deepest
and most surprising caves in the world.

Its secrets remained unknown
until 1986,

when cavers dug through
several meters of loose rock ...

to the bottom of this pit.

They named the cave 'Lechuguilla' ...

and since this discovery, more than 120
miles of passageways have been mapped.

When the first explorers descended,

no one guessed
at the sheer size of this cave.

But even that was not going
to be the biggest surprise.

Little did they realize
that Lechuguilla ...

would soon be regarded
by cavers the world over ...

as the most beautiful
of all caves.

They were about to discover ...

some of the most exquisite formations
ever seen underground.

The walls were covered with the
most delicate and fragile crystals.

Many of these crystals
were made of gypsum,

a mineral that comes
from limestone.

And there was mile after mile.

Water is the creator
of most caves,

but,
unlike all other limestone caves,

Lechuguilla's rock had not been
eaten away by running rainwater.

Something else was responsible.

The only water Lechuguilla has are
these wonderfully still clear pools.

As the explorers went deeper
into the cave,

they came across whole galleries
filled with the most unusual formations,

like these 5-meter cones,
frosted with the most delicate crystals.

It was Lechuguilla's
gypsum crystals ...

that made scientists question
how these caverns were formed.

They discovered, that
Lechuguilla's limestone ...

had actually been eaten away
by sulphuric acid,

cutting through literally miles
of limestone.

And when sulphuric acid
dissolves limestone,

it leaves behind gypsum,

the basis of Lechuguilla's
remarkable formations.

And there was one set,

more than a mile from the surface,

that almost defied belief.

The Chandelier Ballroom
was the ultimate discovery.

With its six-meter
long crystals ...

it's surely the most bizarre
cave chamber in the world.

And the walls had
one further surprise.

Extremofile bacteria were found
to be feeding on the rock itself.

The discovery of life that exists without
drawing any of its energy from the sun ...

shows us once again how complex and
surprising the underground world can be.

Each year, explorers chart over
a hundred miles of new cave passages.

But with half the world's
limestone still to be explored,

who knows how many Lechuguillas
are still waiting to be discovered?