Die Penn’s Cave ist eine im Centre County im US-Bundesstaat Pennsylvania gelegene Höhle und die einzige in voller horizontaler Ausdehnung mit Wasser gefüllte größere Höhle der Vereinigten Staaten. Sie ist nach John Penn, dem Neffen des Koloniengründers William Penn, benannt und befindet sich auf einem weitläufigen Farmgelände 7,6 Kilometer nordöstlich von Centre Hall und 4,6 Kilometer nordwestlich der Dorfschaft Spring Mills. An der Penns Cave Road, die von der Pennsylvania Route 192 (in jenem Abschnitt West Madison Avenue genannt) abzweigt, liegt sie offiziell noch auf dem zu Centre Hall zählendem Gemeindeland.
Kompliziert und bis heute nicht vollständig entschlüsselt ist das hydrologische System der Penn’s Cave, die als typische Karsthöhle zahlreiche Wasseradern der Region aufnimmt und als starke Quelle einen Bach speist. Weißen Siedlern ist die Höhle seit mindestens 1773 bekannt – amerikanischen Ureinwohnern bereits wesentlich länger. Als Beginn des Schauhöhlenbetriebes gilt gemeinhin das Jahr 1885, in dem erstmals Bootsfahrten angeboten und Eintritt erhoben wurde, was sie nach der Crystal Cave (1872) zur zweitältesten Schauhöhle des Bundesstaates macht. Seit 1908 ist die Höhle im Besitz der Familie Campbell/Schleiden, mittlerweile in der dritten Generation.
Die Höhle Hydrologische Situation Penn’s Cave ist eines der großen hydrologischen Sammelzentren der mittleren Umgebung. Es ist nicht exakt zu bestimmen, welche Wasserläufe sie aufnimmt; sicher ist jedoch, dass diverse Bäche der nahen Berghänge sowie das Grundwasser der Farmen der Umgebung durch das Karstgestein in die Höhle entwässern. Das knapp vier Meter tiefe Bassin unter dem Hauptportal fungiert dabei als Quelltopf. Er entlädt pro Minute rund 15.140 Liter. Diese Schüttung kann bei starken Niederschlägen zunehmen. Dem Lauf der Höhle folgend fließt das Wasser unter Tage, bevor es am Ende in einen kleinen See austritt. Der Wasserspiegel ist in der Regel relativ konstant; der durchschnittliche Tagesdurchfluss liegt bei knapp 50 Millionen Litern. Als Penn’s Creek ist der Bach ein 5,8 Kilometer langer Nebenfluss des Susquehanna River. Bis 1927 oder 1929, als ein künstlicher Durchbruch der Grotte geschaffen wurde, schloss die Penn’s Cave gen Osten an einer abrupten Felswand und wurde so niedrig, dass in einem kleinen Bereich der Wasserspiegel bis zur Höhlendecke reichte. Damals verließ das Wasser die Höhle unmittelbar vor deren Ende unterirdisch wieder und trat unweit als Oberflächenquelle zu Tage. Von dort floss es als bereits erwähnter Penn’s Creek weiter. Für mehrere Jahrzehnte, bis in den 1860er Jahren schließlich der Zusammenhang zwischen der Quelle und dem Höhlensee ersichtlich wurde, galt dieser Austritt als einziger Ursprungsort des Bachs. Die Entladung des Quelltopfes variiert zwischen 56 und 6512 Litern pro Sekunde, wobei die jährliche Abflussganglinie eine sanfte saisonale Kurve beschreibt – mit dem Höchstwert im Frühling zu Zeiten von viel Niederschlag und der Schneeschmelze in den Bergen sowie den niedrigsten Werten im September und Oktober, wenn der Grundwasserspiegel ohnehin niedrig liegt. (PDF; 1,2 MB) der Penn’s Cave, Inc., Seite 7 Mehrere Studien haben gezeigt, dass auch die Wasserhärte und -temperatur innerhalb der Höhle abhängig von den Jahreszeiten und Witterungseinflüssen, wie beispielsweise Stürmen oder lokalen Unwettern, beträchtlichen Schwankungen unterliegen. Dies impliziert, dass das Wasser der Höhle eher aus einem System an unterirdischen Spalten stammt als aus dem ständigen Grundwasserspiegel. Nach chemischen, hydrologischen und geologischen Analysen steht so gut wie sicher fest, dass flussaufwärts des Quelltopfes noch unerforschte Teile der Grotte liegen.
Das Einzugsgebiet des Penns Creek, in dessen Quellgebiet die Höhle liegt, entwässert sowohl das Brush Valley als auch das Penns Valley. Die Kalksteintäler steigen auf bis zu 370 Meter an. In dieser Landschaft Zentralpennsylvanias erfolgt der Großteil der Entwässerung unterirdisch, indem sich kleine Rinnsale sammeln und durch Spalten und Ritzen ins Erdreich eindringen. Größere Adern transportieren das Wasser anschließend von den Kalksteinsinklöchern hin zu den Quellen. Die Situation um Penn’s Cave ist allerdings um einiges komplizierter. Die Höhle ist der einzige Aufstieg der Region. Das unterirdische Drainagesystem könnte daher westwärts bis hinter Centre Hall reichen, wo die Wasserscheide zwischen dem Höhlen-Bassin und dem Einzugsgebiet des Spring Creek liegt. Ostwärts würde es sich demnach bis zur Wasserscheide mit dem Spring Bank hinziehen. Die topographische Trennlinie verläuft etwa mittig zwischen beiden Quellen, 4,8 Kilometer östlich der Höhle. Man kann allerdings nicht mit Sicherheit wissen, ob sich die Abflussverhältnisse unterirdisch ebenso gestalten wie an der Oberfläche. Aus diesem Grund wurden an den Versickerungen am Nittany Mountain bereits Experimente mit Wasserfarben (ähnlich wie bei Gletschern) durchgeführt – ohne nennenswerten Erfolg. Es bestehen dennoch wenig Zweifel, dass die Gruppen von Sickerungen am Nittany Mountain auf den ersten fünf Kilometern östlich von Centre Hall in die Höhle entwässern. Wie sie dabei aber unter anderem die Antiklinalefalte der Brush-Valley-Transversale überwinden, ist allerdings noch unklar. Antiklinale Strukturen sorgen normalerweise für ein weiteres Absinken des Wassers in tiefere dolomitische Schichten, in denen sich keine Grotten bilden. Typischerweise entlädt ein durchschnittlicher Karsthöhlenquelltopf 5,66 Liter pro Sekunde und Quadratmeile Einzugsgebiet, was implizieren würde, dass Penn’s Cave ein Einzugsgebiet von etwa 25,9 Quadratkilometern (± 5,1Der Spielraum muss angegeben werden, da man nicht ausschließen kann, dass das unterirdische Einzugsgebiet vom oberirdisch kartierbaren Bereich abweicht.) besitzt.
Beschreibung Penn’s Cave präsentiert sich als vergleichsweise einfach strukturierte und räumlich übersichtliche Höhle. Der in ost zu nördlicher Richtung verlaufende Westteil der Grotte und der ostnordöstlich ausgerichtete Ostteil sind durch einen nahezu gen Süden laufenden kurzen Abschnitt verbunden. Die Anzahl der Eingänge in die Höhle war lange Zeit umstritten, da durch einige kleine, schmale Spalten in der Decke – sofern diese an der Oberfläche nicht von Vegetation überwuchert sind – diffuses Tageslicht eindringen kann. Heutzutage wird jedoch in der Regel von zwei Eingängen gesprochen. Das Hauptportal (siehe Foto in der Infobox) befindet sich in hügeligem Terrain in einer relativ steil abfallenden Senke und ist über eine 48-stufige Treppe zu erreichen. Es handelt sich um eine annähernd dreieckige Öffnung im diagonal geschichteten Felsgestein, die eine Breite von etwa zehn und eine Höhe von ungefähr fünf Metern über dem Wasserspiegel aufweist. Shoemaker bezeichnete das Portal als „the most imposing of any cave in the United States – maybe in the world“Shoemaker (2005), Seite 11 (de.: „das beeindruckendste aller Höhlen in den Vereinigten Staaten – möglicherweise weltweit“). Der Quelltopf unter diesem Tor weist eine maximale Tiefe von 3,9 Metern auf. Im ehemaligen Obstgarten der Farm befindet sich 152 Meter östlich des Portals der zweite Eingang direkt neben dem Parkplatz in einem Graben unter einem Baum. Das heutzutage abgesperrte Loch war in den Anfangsjahrzehnten der Erkundung der Höhle der meistgenutzte Einstieg, da er in den einzigen kleinen trockenen Bereich der Grotte führt.
Auffallend an der Geographie der Höhle ist ihre Zusammensetzung aus zwei sich teilweise überlagernden Ebenen. Bei der unteren handelt es sich um den gut erschlossenen Wasserweg, bei der oberen – Vermutungen zufolge – um die einzige Hauptebene, die im Laufe der Jahrtausende im Zuge der Erosion eingestürzt ist und ausgewaschen wurde. Die obere Ebene ist deshalb auch nur noch in einzelnen Abschnitten erhalten, die wie Ausbuchtungen in der Felswand an den Höhlenschlauch heranreichen oder als Balkone über das Wasser hängen. Im ersten, etwa 45,7 Meter langen, Abschnitt der Höhle befinden sich die Stalaktiten „Elephant with Runny Trunk“ und „Lobster Claw“, bevor sich der 76 Meter lange First Room öffnet. Sein Hauptmerkmal ist ein Fragment der oberen Ebene, dass in einer Schüttung an der Nordseite hervortritt und auf dem die Sinterformation „Statue of Liberty“ steht. Doch auch die Südseite besitzt Balkone und Leisten, die mit zahlreichen Tropfsteinen besetzt sind, wie beispielsweise mit „The Garden of the Gods“ und „Boy Driving Cow Across Suspension Bridge“. Der First Room geht über in den Dry Room mit einer Deckenhöhe zwischen sechs und zwölf Metern, wobei letzteres die maximale Höhenausdehnung der Grotte darstellt. Als Grenze zwischen beiden Räumen ist der „Rock of Gibraltar“ anzusehen, ein außergewöhnlich großer Felsen, der in den Wasserlauf gestürzt ist und diesen nahezu auf seiner gesamten Breite blockiert. Lediglich ein äußerst schmaler Durchlass – gerade breit genug für eines der verkehrenden Boote – ist passierbar. Seinen Namen verdankt der Dry Room dem Umstand, dass in diesem Bereich die obere Höhlenebene in einem sandig-felsigen Hang sanft zum Wasser hin abfällt und ein Ufer bildet. Am Ende der trichterförmig in den Fels zulaufenden Ausbuchtung befindet sich der erwähnte, nicht öffentliche Einstieg aus dem Obstgarten. Dieser trockene Bereich war am Anfang der Entdeckungsgeschichte der Höhle lange Zeit der einzige ohne Boot erkundbare Abschnitt. Geprägt ist der Bereich von zahlreichen kleineren heruntergefallenen Steinen und den Gesteinsformationen „Chinese Buddha“ und „Nittany Lion“.