כשסורקים בהיבט גיאולוגי את אזור שפלת יהודה, ניתן לראות את הייחודיות של אזור מרשה בכך שנימצא על בסיס סלע קירטון. הקירטון הוא סלע שדומה לאבן גיר ומורכב כמוהו מהמינרל קלציט, אך בשונה מהגיר אין לקירטון מבנה גבישי. התוצאה היא שהקירטון פריך ורך בהשוואה לאבן הגיר כך שניתן יחסית בקלות לחפור אותו כמו את המערה שעוד רגע ניכנס אליה. הקירטון הוא גם נקבובי אבל הוא לא מעביר טוב מים, מהסיבה שהנקבים שלו קטנים מאוד ולכן הוא סלע אטים.
כבר בראשית ההיסטוריה הכירו תושביה הקדומים של מרשה את המאפיינים המיוחדים של סלע הקרטון. באזור מרשה ובשפלת יהודה בכלל, סלע הקירטון מכוסה על ידי שכבת סלע נארי שהוא קרום לבן ונוקשה, שזה הסלע עליו יושבים בתי התושבים הקדומים ומתחתיו הוא מכסה את סלע הקירטון. הם שברו את סלע הנארי הקשה שעובי שכבתו היא בין 1.5-3 מטרים, והחלו לחצוב בקירטון הרך, תוך שהם משתמשים בחומר שנחפר לצורך בניית בתיהם. המערות הכילו ממש מחצבות של קירטון רך ששימש לתעשיית מלט או לאבני בנייה.
מאות מערות נוצרו מחציבת אבנים לצרכי בנייה, כאשר החציבה הולכת ומתרחבת כלפי מטה ויוצרת מערות בצורת פעמון. הסברה היא כי הן נוצרו בתקופה הרומית המאוחרת ועד התקופה הערבית הקדומה.
אנחנו במערת הפעמון המרשימה באזור מרשה, מחצבת ענק. החוצבים חצבו פתח עגול וצר בשכבת הנארי, ואז ירדו מטה תוך כדי הרחבת הבור, כך נוצרה צורת פעמון. המערה מגיעה לגובה של 25 מ'.
לעבודה מתחת לאדמה היו מספר יתרונות: אזור מרשה מאופיין בקור רב בחורף ובחום גבוה בקיץ. הטמפרטורה בתוך המערה כמעט ולא השתנתה במהלך השנה, כך שבחורף הייתה המערה חמימה, ובקיץ הייתה כמעט תחושה של מיזוג אוויר טבעי. מערות פעמון חפרו או מתחת לבתים שאז מטרתם העיקרית הייתה לאגירת מים, או בשטחים פתוחים שאז הם שימשו בעיקר מחצבות של קירטון רך ששימש לתעשיית מלט, לחומרי גלם לתעשיית הסיד ולאבני בנייה, או בחלק מהמקרים כבורות לאגירת מים. האופייני לבורות המים הוא גרם המדרגות שהותירו החוצבים לאורך דפנותיה ומעקות אבן. עומקן של מערות פעמון נע בין מספר מטרים ועד 25 מטרים.
חשוב להבין את הצורך בעיקר באזור הזה לבורות מים – להבדיל מהרי יהודה שבהם ניתן למצוא מערות טבעיות רבות, הרי שבשפלת יהודה המערות נחפרו ע"י האדם ואני ארחיב. בהרי יהודה, מאפשר סלע הגיר הקשה חלחול של מים, כך שהמים חודרים למעבה האדמה, יוצרים תגובה כימית עם סלעי הגיר, ממיסים אותם, תהליך שיוצר בתחילה סדקים ועם הזמן חללים ומערות נטיפים. המים ממשיכים וחודרים עד שהם נתקלים בשכבה אטימה, ושם נעצרים כשכבת מי תהום, שלפעמים מתגלים כשהם פורצים כמעיינות. המצב בשפלת יהודה שונה. כפי שהסברתי, כאן הקרקע היא בעיקר מסלע קירטון. הסלעים הרכים הם נקבוביים, מורכבים מגרגירים דקים, הדומים באופיים לגרגירי קמח. כאשר הם באים במגע עם מים הם סופגים את הלחות, מתנפחים, ומכיוון שהנקבובים מאוד קטנים הם נאטמים ויוצרים שכבה אטימה שאינה מאפשרת חלחול של מים. תכונה זו היא גם הסיבה לכך שבשפלת יהודה אין מי תהום, אין מעיינות ואין מערות טבעיות בדומה למדבר יהודה, והסברתי על כך מזווית מעט שונה בוידאו על ביר אבו שועלה שבנחל סככה.
בורות פעמון שימשו לפעמים כמתקני מלאכה וחקלאות כגון בתי בד, גתות יקבים ואורוות. לעיתים, בעת החציבה אוחדו מספר מערות פעמון שהיו סמוכות זו לזו לאולם אחד גדול ויש לכך מספר דוגמאות באזור מרשה.
ולסיום כרגיל שאלה, לאיזה תופעה יוצר סלע הקירטון במדבר יהודה, התשובה תופיע בסוף הוידאו.
