סלע החיפוי העליון של אבן החול אטום כמעט לגמרי לחדירת מים. החריגים הם במקומות שבהם נוצרו סדקים אנכיים. הגנה זו שמעניקה שכבת סלע החיפוי גורמת לכך שרבים מהמעברים העליונים העתיקים יותר של מערכת המערות יבשים מאוד, ואין בהם נטיפים, זקיפים, או תצורות אחרות הזקוקות למים זורמים או מטפטפים על מנת להתפתח.
עם זאת, שכבת החיפוי של אבן החול התמוססה ונסחפה במקומות רבים בפארק, כבדוגמת אולם "ניאגרה הקפואה" (Frozen Niagara). את קו המגע בין אבן הגיר ואבן החול אפשר לאתר כאשר מטפסים בשביל מתחתית העמק לקצה הרכס. באופן טיפוסי כשמתקרבים לקצה הרכס, אפשר לראות במחשופים של הסלעים את המעבר מאבן גיר לאבן חול בגובה מוגדר היטב.
בקרקעית אחד העמקים בקצה הדרומי של הפארק התפתח בולען ענק. הבולען מכונה "סידר סינק" (Cedar Sink, "בולען הארז"), לבולען נכנס נחל קטן מצד אחד ונעלם מתחת לקרקע בצד השני.
אקולוגיה.
צמחייה.
בשטח של 214 קילומטרים רבועים הפארק הוא משכן לצמחייה משגשגת ומגוונת. בפועל הפארק ממוקם באזור המעבר בין מישורי העשב הגדולים ויערות האלון-קאריה ("Carya") היבשים במערב ליערות המזופיטים הלחים במזרח, אזור האקלים הסובטרופי מדרום והאקלים הקר מצפון. השטח של הפארק הלאומי מערת מאמות' הוא לפיכך מפגש גבולות בין כמה תחומים של צמחים.
אזור זה של המפגש בין אזורים שונים של צמחייה הוא מקלט ליותר מ-1,300 מינים של צמחים, בהם 84 מינים של עצים, 38 מיני שיחים וצמחים מטפסים, 29 מינים של שרכים, 209 מיני בעלי פרחים, 67 מינים של אצות, 27 מינים של פטריות ו-7 מינים של טחבי עלים.
היערות הממוזגים של עצים נשירים נשלטים על ידי אלונים (במיוחד אלון לבן ("Quercus alba"), אלון שחור ("Quercus velutin") ואלון הערמונים ("Quercus montana")), כמו גם קאריה (("Carya"), באנגלית hickory), וכמה עצי אשור אמריקאי ("Fagus grandifolia") מילה, אדר, שושנן הצבעונים ("Liriodendron tulipifera") וערער וירג'יניה ("Juniperus virginiana"). בחלק הצפוני של פארק גדלים עצי צוגה, ליבנה צהוב ("Betula alleghaniensis"), מין המגנוליה "Magnolia tripetala" (באנגלית Umbrella magnolia) וצינית בנקיקים חוליים.
תנאים מקומיים של לחות, חומציות או טמפרטורה יכולים לאפשר התפתחות של גומחות אקולוגיות לצמחים ובעלי חיים. הלחות השולטת סביב נתיבי המים מאפשרת לעיתים גידול של צמחים נדירים כדוגמת נאדידים, שורש-החץ ("Maranta arundinacea"), כריך ("Carex"), סמר ("Juncus") או מין הסיגל "Viola lanceolata" (באנגלית Lance-leaved violet). יש בפארק שטח נרחב לעשב האופייני לקנטקי, סיסנית האחו ("Poa pratensis"), המכונה בשל פרחיו הכחולים Kentucky bluegrass, המצוי לאורך הדרכים או בערבות העשב. צמח זה, המכונה באמריקה הצפונית, "עשב כחול" (Blue Grass) הוא המקור לאזור המכונה בלוגראס.
בעלי חיים.
המערכת האקולוגית של מערת מאמות' עשירה במינים אנדמיים. למעשה, המערות הן משכן למינים שעברו הסתגלות אבולוציונית לסביבה חשוכה (בדומה למינים בעומק הים). מערכת אקולוגית זה נחקרה לעומק בשנות ה-80 וה-90 של המאה ה-20. בין החוקרים טום פולסון (Tom Poulson) מאוניברסיטת אילינוי בשיקגו וקתלין לאווי (Kathleen Lavoie) משלוחת פלינט של אוניברסיטת מישיגן. המערות הן משכן ליותר מ-200 מינים שונים של בעלי חיים, בעיקר חסרי חוליות, 42 מתוכם שהסתגלו לחיים בחשכה מוחלטת. בפני השטח יש בפארק 82 מינים של דגים, 27 מינים של דו-חיים, 37 מינים של זוחלים, 207 מינים של עופות ו-43 מינים של יונקים.
בין דרי הקבע במערות של מערת מאמות' מינים רבים של עטלפים: "Myotis sodalis" (באנגלית Indiana Bat), "Myotis grisescens" (באנגלית Gray bat), אפלול אמריקני ו-"Perimyotis subflavus" (באנגלית Tri-colored Bat). האוכלוסייה הכללית של מינים אלו ואפילו של מינים נדירים יותר (כדוגמת "Myotis leibii" (באנגלית Eastern Small-footed Bat)) הגיעה בשיא ל-9 עד 12 מיליון פרטים בחלק ההיסטורי. אף שמינים אלו עדיין קיימים במערת מאמות', מספרם הוא כיום רק כמה אלפים לכל היותר. הסיבה העיקרית להיעלמות הדרגתית זו מקורה בהרס בית הגידול של מינים אלו על ידי האדם, בשל הניצול המסחרי של המערות. עם זאת, תהליך השיקום האקולוגי של חלק זה של מערת מאמות' הוא נושא למאמץ מתמשך לסייע לשובם של העטלפים. עם זאת, לא כל מיני העטלפים בפארק חיים במערות. דבר נכון במיוחד לגבי "Lasiurus borealis" (באנגלית Red Bat) החי ביערות וכמעט שלא מצוי כלל מתחת לקרקע.
מיני בעלי חיים נוספים השוכנים במערות הם צרצרי מערות (Rhaphidophoridae), "Eurycea longicauda" (באנגלית Long-tailed salamander), נקטורוס מצוי, דגים עיוורים, סרטני נהרות מהסוג "Orconectes" ומין בסכנת הכחדה של חסילון אלבינו עיוור ("Palaemonias ganteri"). בנוסף, בעלי חיים שהתפתחו בפני השטח עשויים למצוא מקלט בכניסה למערות, אבל לעיתים רחוקות מסתכנים בכניסה לעומק המערות.
כ-82 מינים של דגים חיים בנהר גרין, אחד הנהרות המגוונים ביותר מבחינה ביולוגית באמריקה הצפונית. על גדות הנחלים והנהרות בפארק אפשר לפגוש בברווז עצים, צבים, שלדגים ואנפה כחולה גדולה. בנוסף, היערות הם בית גידול מתאים למינים רבים של בעלי חיים, פראיים או מבויתים. בין המינים התדירים ביותר אייל פרדי לבן-זנב, סנאים, טמיאס ודביבון מצוי. כמו כן ניתן לראות נחשים דוגמת כרכן תירס, נחש בירית מצוי או זעמן אלמוגי), שניים מתוכם הם ארסיים: עכסן מעוצה ומוקסין הנחושת. כמה מינים בסכנת הכחדה נצפו גם הם בפארק, כולל עיטם לבן-ראש החורף ומקנן בפארק או מין הנקר "Picoides borealis" (באנגלית Red-cockaded woodpecker). מינים שהושבו בהצלחה לפארק כוללים תרנגול הודו מצוי ובונה קנדי
היסטוריה.
פרהיסטוריה.
סיפורם של בני האדם ביחס למערת מאמות' מתפרש על פני ששת אלפים שנה. מספר מקבצים של שרידים של ילידי אמריקה נחשפו במערת מאמות', או במערות סמוכות אחרות באזור, במאות ה-19 וה-20. רוב המומיות שנמצאו מייצגות דוגמאות לקבורה מתוכננת, עם עדויות רבות למנהגי הקבורה של התקופה הפרה-קולומביאנית.
חריגה מקבורה מתוכננת התגלתה כאשר בשנת 1935 התגלו שרידי גופתו של זכר מבוגר מתחת לגוש סלע גדול. הסלע התמוטט ומחץ את הקורבן, כורה פרה-קולומביאני, שמוטט את הסלע בטעות כאשר חפר בשברי הסלע שתמכו בגוש הסלע. שרידיו של הקורבן הקדמוני שכונה "ג'ון האבוד" הוצגו לציבור בשנות ה-70, עד שנקברו במקום סודי במערת מאמות' לשם שימורם, כמו גם ההתחשבות ברגישויות פוליטיות ביחס לתצוגה הפומבית של שרידי ילידים אמריקאים.
המחקר החל בסוף שנות החמישים של המאה ה-20 בהובלתה של פטי ג'ו ווטסון (Patty Jo Watson, 1932) מאוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס, ותרם רבות כדי להטיל אור על חייהם של בני התקופה הארכאית באמריקה הצפונית ועל תחילת תקופת וודלנד (Woodland period). בני תקופת וודלנד חקרו והשתמשו במערות באזור. הטמפרטורה והלחות הקבועים במערות שימרו שרידי מזון שאכלו בני התקופה ואפשרו לווטסון ולחוקרים אחרים לתארך את גיל הדגימות באמצעות שיטת תיארוך פחמן-14. ניתוח תוכנם, שווטסון הייתה החלוצה גם במחקר זה, אפשר קביעת התוכן היחסי של הצמחים ובעלי חיים בתזונה של כל אחת מהתרבויות על פני תקופה שנפרשה במשך כמה אלפי שנים. ניתוח זה הצביע על זמן המעבר מתרבות של ציידים-לקטים לביות צמחים וחקלאות.
טכניקה נוספת שבה השתמשו במחקר ארכאולוגי במערת מאמות' הייתה "ארכאולוגיה ניסויית" שבה נשלחו חוקרים מודרניים למערה תוך שימוש באותה טכנולוגיה שבה השתמשו בני התרבויות הקדומות, ששאריות הכלים בהם השתמשו מושלכות בחלקים רבים של המערה. המטרה הייתה לרכוש תובנה על הבעיות שניצבו בפני האנשים הקדמונים שחקרו את המערה, באמצעות הצבת החוקרים בתנאים פיזיים דומים.
שרידים אנושיים וחפצים עתיקים שנתגלו בתוך המערות מוגנים על ידי חוקים פדרליים ומדינתיים שונים. אחת העובדות הבסיסיות ביותר הקובעות לגבי חפץ שהתגלה זה עתה הוא המיקום והמצב המדויקים שלו. אפילו הזזה מינימלית של חפץ פרהיסטורי מזהם אותו מנקודת מבט מחקרית. החוקרים המנוסים יודעים שאסור לגעת בראיות ארכאולוגיות, וכמה אזורים של המערה הם מחוץ לתחום אפילו עבור חוקרים מנוסים, אלא אם הנושא של הסיור הוא מחקר ארכאולוגי על אזור זה.
מלבד שרידים אנושיים וחפצים עתיקים שהתגלו בחלק המערה הנגיש דרך הכניסה ההיסטורית של מערת מאמות', התגלו שרידים של לפידים ששימשו את הילידים, וכן חפצים אחרים כגון ציורים, שברי דלעת, ומוקסינים ארוגים מעשב בקטע של מערת סולטס (Salts Cave ) של מערכת רכס פלינט.
אף על פי שיש הוכחה חותכת לקיומם של בני התרבויות הקדומות ולשימוש שעשו במערה, אין ראיות לשימוש במערות מעבר לתקופה הארכאית. למומחים ולמדענים אין תשובה מדוע זה כך, וזו אחת התעלמות הגדולות ביותר של מערת מאמות'.
היסטוריה מוקדמת מתועדת.
החלקה בת 130 קילומטרים רבועים המכונה "סקר פולארד" (Pollard Survey) נמכרה כתוצאה משעבוד ב-10 בספטמבר 1791 בפילדלפיה על ידי ויליאם פולארד (William Pollard). 80.5 קילומטרים רבועים מ"סקר פולארד" בין הגדה הצפונית של בייקון קריק (Bacon Creek) והנהר גרין נרכשו על ידי תומאס לאנג הבן (.Thomas Lang, Jr), סוחר אמריקאי בריטי מיורקשייר, אנגליה ב-3 ביוני 1796 תמורת 4,116 ליש"ט. החלקה הוחרמה בשל אי תשלום מיסים למחוז במהלך מלחמת 1812.