洞穴学
19世紀中盤以前、洞穴の科学的価値は単に他の科学分野に何らかの貢献をするだけのものと考えられており、洞穴の研究は、地理学、地質学、考古学といった大きな分野の一部とされていた。「洞穴学の父」と呼ばれるフランスの Édouard-Alfred Martel(1859年 - 1938年)以前には、洞穴に注目した研究は非常に稀であった。Martel は洞穴の調査研究を幅広く行い、洞穴学の概念を確立させた。1895年、Martel は世界初の洞穴学の組織として Société de Spéléologie(洞穴学会)を設立した。
日本では、1975年に日本洞窟学会が発足し、1995年に日本ケイビング協会(1960年発足;前身は1956年発足の四国ケイビングクラブ)と日本洞窟協会(1978年発足)を併せて今に至っている。日本洞窟学会には洞窟学雑誌の編集委員会を始め、洞窟測量・記録、洞窟救助、ホームページ編集、大会記録、ケイビング・ジャーナル編集の6委員会がある。
ケイビング組織としては、秋吉台において山口ケイビングクラブが1962年から活動を続けている。
洞穴の詳細かつ正確な地図の作成は、典型的な技術的活動の1つである。洞穴地図は survey と呼ばれ、個々の洞穴の長さや深さや容量の比較に使われたり、洞穴の成り立ちを推理する手掛かりとなったり、その後の研究やケイビングでのルート探索に利用されたりする。
洞穴地図作成にあたっては、洞穴入り口などの固定点を出発点とし、station との間で一連の連続的な照準線測定を行う。方向の測定には方位磁針、高低差の測定にはクリノメーター、距離の測定には光波測距儀などが使われる。直線的データと共に、形状の詳細、登りか降りか、水溜りや流水の有無、地面の物質は何か、などが記録される。これを元に地図製作者が line-plot と呼ばれるものを作成し、更なる調査で詳細な地図へと更新していく。洞穴地図を2次元的に紙上で表現する際には、plan と profile と呼ばれる図にされるが、コンピュータでは3次元で表現することもある。ケイビングを楽しむ人の中には、技法として洞穴地図作成も行う者もいる。
洞穴地図の正確度(grade)は、測定の技量や方法に依存する。英国洞穴調査学会は1960年代に洞穴地図の正確度を6段階にわけ、Grade One(記憶に基づく簡単なスケッチ)から Grade Six(三脚を使った各種機器と温度較正可能な鉄製の巻尺を使った測定)とし、最も一般的な正確度を Grade Five とした。この Grade Five は、手持ちの測定機器を使い、精度が10センチ以下の巻尺を使ったものを指す。
洞穴地図作成に使われる機器は進化を続けている。コンピュータや慣性システム、電子測距儀などが使われたりしているが、地下での利用を考慮したものは今のところ登場していない。
洞穴を流れる地下水は流路の形状や降雨に対する応答性(流量・水質・水温の変化)など、かなりの点において地表を流れる川の性質と類似したところが多く、地下川と表現される。
地下水系の調査 地下に流れ込む川の水がどこに流れ出るのか、昔から人々は興味をもち、籾殻を上流のポノールに流し込んだりした。洞穴系の全体像の解明や形成発達史を研究するためには地下水流のつながりを明らかにすることが重要で、近代に科学的な調査が行われるようになってからは、食塩を投入して電気伝導度の変化を調べたり、染料による水の着色が行われるようになった。着色したヒカゲノカズラ Lycopodium の胞子も有効な結果を示した。今ではフルオレッセインソーダ、ローダミン、エオシン、蛍光増白剤などの蛍光染料や同位元素を用いた方法など、多様な手法が開発され、精度が格段に高くなっている。
日本ではフルオレッセインソーダがよく用いられている。通常では検出できない濃度に薄まった川水から、活性炭を使って容易かつ簡易に検出を行うことができる。ただ、フルオレッセインソーダはバスクリンなどの浴用剤に含まれているため、下水道が整備されていない田舎での調査では湯水による汚染のバックグラウンドについて、また実施に当たっては上水道源への混入の可能性など、事前の環境アセスメントが必要になる。