A Pál-völgyi-barlang Budapest egyik idegenforgalmi célokra kiépített barlangja. A turisták számára kiépített hossz 500 m. Önálló barlang volt, de jelenleg a Pál-völgyi-barlangrendszer része. A Pál-völgyi-barlang a Duna–Ipoly Nemzeti Parkban lévő Budai-hegységben, Budapest II. kerületében található. A barlang felszíni védterülete, mintegy 4,7 ha a Duna–Ipoly Nemzeti Park kezelésében van mint önálló jogszabállyal védett, országos jelentőségű természetvédelmi terület. Magyarország fokozottan védett barlangjai közül az egyik volt.
Leírás
A barlang bejárata Budapest II. kerületében, a Szépvölgyi út mellett lévő, már nem művelt, rekultivált, parkosított kőfejtőben, a Szépvölgyi út 162. sz. alatt van. A kőfejtő mellett parkoló található. A Kolosy térről induló 65-ös és 65A számú autóbuszok megállnak a kőfejtőnél.
A barlang hossza 13 465 m. Az üregrendszer K–Ny irányban 1020 m hosszú, É–D irányban 400 m széles. Függőleges kiterjedése 113,9 m, amelyen belül a legmélyebben elhelyezkedő pont a bejárattól 86,7 m-rel mélyebben, a Déli-szakasz Mozaik-terem nevű részében, a legmagasabban elhelyezkedő pont a bejárattól 27,2 m-rel magasabban, a Delfin-folyosó oldalágában lévő Kilátó-teremben található.
A kiterjedt járatrendszer befoglaló kőzete, a terület többi nagy barlangjaiéhoz hasonlóan, főleg felső eocén, sekélytengeri eredetű mészkő (Szépvölgyi Mészkő Formáció), amelyben gyakran kőzetalkotó mennyiségben vannak nagyméretű egysejtűek (Nummulites, Discocyclina) jellegzetes mészvázai. Mellettük néhány helyen kagylók (leginkább Pecten-félék), tengeri sünök és mohaállatok jó megtartású fosszíliái is megfigyelhetők a barlang falain, sőt a Liliomkertben és a Heliktites-terem térségében tengeri liliom nyéltagok is láthatók. A barlang térbeli elhelyezkedése többé-kevésbé követi az eocén mészkő D–DK-i, 25–30°-os rétegdőlését, ezért a mészkő fedőkőzetébe, a felső eocén márgába csak egy rövid felső járatszint (Alba Regia-folyosó) és néhány magasra harapódzott omlás (pl. Gyűrűs-terem) hatol fel. A mészkő fekükőzetei közül csak az eocén rétegsort bevezető, tűzkőtörmelékes alapbreccsa tárul fel néhány, a környezeténél mélyebbre nyúló járatban (pl. Alagsor, Kiskarácsony-ág).
A hálózatos, néhány helyen kifejezetten labirintus jellegű üregrendszer szerkezete hűen tükrözi az alapkőzetben lévő törésvonalak lefutását, amelyek közül a Decemberi-szakaszt, a Régi Részt és a Negyedik Negyedet magába foglaló központi zónában az ÉÉK–DDNy és ÉNy–DK irányú, a keleti zónában és a Déli-szakaszban pedig az ÉK–DNy irányú, majdnem függőleges törések dominálnak. A nyugati zónát képviselő Jubileumi-szakasz térségében jelentős szerepet játszanak a NyÉNy–KDK irányú törések és a bizonyos járatszakaszok (pl. Felfedező-ág, Kis-dóm, Ementáli-folyosó) mennyezetét meghatározó, lapos elmozdulási (feltolódási?) síkok is.
bélyegkép|262px|balra|Részlet a barlang bejáratának helyet adó kőfejtőből
A tektonikus preformáció mellett a járatok helyének kijelölésében szerepet játszhatott az alapkőzet utóvulkáni, hidrotermális folyamatokhoz köthető megváltozása is, ami az egyes törésvonalak menti, pár dm-től 1–1,5 m-ig terjedő szélességű zónákban a mészkövet porózus, laza, magas kovasavtartalmú anyaggá alakította át. Ezek a kovás zónák a járatok többségének főtéjén előfordulnak, és a magasabb, kb. 160 m Bf. feletti szinteken (pl. Felső-lépcsős-folyosó, Delfin-folyosó, Nagy-fal) nagyon jól láthatók, ahol élesen elüt az alapkőzet sárgás színétől rozsdabarna szegéllyel határolt fehéres anyaguk.
A barlang térszerkezete és oldásformái egyaránt karsztvízszint alatti, freatikus zónában történt üregkioldódást mutatnak, amelynek valószínűleg legfőbb hatótényezője volt a törésvonalak mentén a mélyből feltörő langyos-meleg vizek és a hegység nyílt karsztos térszínei felől érkező, leszálló hideg karsztvizek találkozási zónájában fellépő keveredési korrózió. A napjainkban a Duna mentén feltörő hévforrások őseinek régi vízjáratait képviselő járatrendszer keletkezésének kezdete az alsó pleisztocén végén (kb. 1 millió év) lehetett. A Budai-hegység kiemelkedésével, valamint a Duna mélyebbre vágódásával egyre lejjebb süllyedő karsztvízszint következtében fokozatosan szárazra kerülő járatok legtöbbje már legalább 350 ezer évvel ezelőtt is légteres volt a 160 m tszf. körüli zónában elhelyezkedő vízszintjelző kiválások kormeghatározása alapján.
bélyegkép|262px|Részlet a barlangban található Meseországból
A barlang jelenleg inaktív hidrológiai szempontból. Legmélyebb pontja (Mozaik-terem) is a karsztvízszint felett található, de e helyi, függőkarsztvíz jellegű tároló szintjének megemelkedésekor (amelyben valószínűleg az épített emberi környezet vízcsőtörései is közreműködnek a megfigyelések szerint) itt akár létrejöhet 3 m vízmélységű tó is. Bár a barlangot (vagy legalábbis néhány részét) a múltban, minden bizonnyal a Szép-völgy bevágódásához kapcsolódva felszíni befolyó vizek hatása is érte. Ezek főleg a járatok feltöltésében, valamint üledékeinek áthalmozásában játszottak szerepet, de nem végeztek érdemi üregtágító munkát. Csepegő vizek, valamint az ezekből felgyülemlő sekély medencék azonban napjainkban is sok helyen megfigyelhetők, melyek ugyancsak hozzájárulnak cseppkőkiválásaikkal a barlang kitöltődéséhez.
A tektonikus előkészítés nemcsak a barlang alaprajzán, de a legtöbb folyosó alapvetően hasadék jellegű kifejlődésén is nyomon követhető. A járatok aránylag keskenyek, átlag 2 m szélesek, de magasságuk jelentős, néhány helyen elérik a 15–20 m magasságot. Maguk a járatszelvények azonban többnyire jellegzetesen aszimmetrikus, b, valamint d betűhöz hasonló alakúak. A kőzetdőléssel ellentétes irányban kiöblösödő, oldott alsó szelvényrészeikhez a mennyezeti kovás zónák kipergésével keletkezett, keskeny kémények kapcsolódnak. Ez a jelenség a barlang legmagasabban lévő, legidősebb részeiből álló Negyedik Negyedben (pl. Nyest-folyosó, Delfin-folyosó) figyelhető meg a legjobban, de észrevehető a legmélyebb zóna járataiban is kevésbé kifejlett formában.
bélyegkép|262px|balra|Részlet a barlang utcai ruhában járható részéből
Az oldott szelvényrészeket a lekerekített formák: hullámos vagy pár dm átmérőjű félgömbszerű bemélyedésekkel (ún. gömbüstökkel) gazdagon tagolt falfelületek és kisebb-nagyobb kiöblösödő oldalfülkék határozzák meg. Ezekhez néhány helyen zegzugos csatornák, melyek gömbüstök egymásba oldódásával keletkeztek, és a szálkőfőtébe mélyülő kis vakkürtők is társulnak. A hévizes kialakulású barlangok tipikus formaelemének tartott gömbfülkék viszont csak a Jubileumi-szakasz központi zónájára jellemzők. Itt a gömb vagy ellipszoid alakú, 1–5 m átmérőjű üregrészek kis ablakokkal egymásba nyíló láncolatai sajtszerűen bonyolult szövevényt képeznek. Bár a járatokat meghatározó törésvonalak zöme csak egy szintben oldódott ki, a barlang magasabb helyzetű részein előfordulnak egymás felett két független szintben keletkezett oldott üregrészek is. Ezeket a különböző járatszinteket függőleges, majdnem szabályos ellipszis vagy kör szelvényű aknák, valamint kürtők kötik pontszerűen össze. Mindezek az elemek a barlangot régen kitöltő víztömegben keletkező különféle áramlások, az eltérő töménységű és hőmérsékletű vizek találkozásakor fellépő keveredési korrózió, a vízből felszabaduló gázbuborékok, valamint a vízfelszín feletti falakra lecsapódó vízpára oldó hatásának eredményei.
A felszínről befolyó-beszivárgó hideg vizekhez köthető oldásformák csak kevés helyen fordulnak elő a Jubileumi-szakasz ÉNy-i részének néhány magasra felnyúló járatában (pl. Rányelő), ahol átlag 2 cm széles kis karrbarázdák és szabályos ujjbegykarrok csipkézik a falakat. A Röpde térségében pedig a magasból lehulló vízcseppek vájtak pár cm átmérőjű, akár m-es mélységet is elérő csöveket a kőzetbe. Sok helyen módosították a járatok arculatát az utólagos omlások. Néhány, tektonikusan jobban igénybe vett zónában kiterjedt omladéklabirintusok jöttek létre (pl. Prézli, Szépvölgyi-ág és Térképész-ág), ahol nem is lehet sokszor barlangfalról beszélni, csak az omladék bejárhatóságának határáról. A nagyobb termek többségének mai formáját is a réteglapok és repedések mentén felszakadozott, omlott felületek befolyásolják (pl. Titanic-terem, Apokalipszis-terem és Tollas-terem).
Törmelékes üledékekből áll a barlang aljzata. Szálkőtalp, a márgában keletkezett Alba Regia-folyosó egy rövid csőszakaszának kivételével, nem figyelhető meg benne. Nem ismert az üledékkitöltés teljes vastagsága, de a kitöltött alsó szelvényrészekbe néhány helyen pontszerű betekintést nyújtó, és a környező járatrészek jellemző talpszintjénél akár 10–20 m-rel is mélyebbre nyúló gyökérzónák (pl. Kút, Feneketlen-folyosó) alapján nagyon vastag lehet. A jelenlegi járattalp felett 2–3 m magasságban sok helyen látható üledékmaradványok pedig annak a bizonyítékai, hogy régen még magasabb volt a kitöltés szintje.
Az üledékkitöltés a majdnem minden tágasabb járatszakaszon előforduló omladéktömbökből, kőzet- és kovatörmelékből, illetve a kovás zónák kipergett, púderszerű anyaga mellett leginkább sárgásbarna, rétegzetlen agyagból áll, de szürkés-fehéres agyagrétegekkel tagolt vagy homokos betelepüléseket tartalmazó agyaglerakódások is több helyen vannak. Az agyagkitöltés ásványos összetétele alapján zömmel oldási maradékként, a kovás zónák málladékából eredeztethető. A Hágcsós-kürtő alján és az Osztrigás-folyosóban azonban biztosan felszíni eredetű, szenesedett növénytörmelékes agyagrétegek is vannak. A Huzatos-átjáróban megfigyelhető, jól kerekített márgakavicsokból álló álmennyezetből is felszíni behordódásra lehet következtetni.
bélyegkép|262px|Részlet a barlang utcai ruhában járható részéből
Az agyagos üledékek felszínét a barlang mélyebb helyzetű részein látványos mikroformák: cseppvájta agyagkráterek és poligonális száradási repedések tagolják, melyekhez a mélyponton lévő Mozaik-terem főtéjén a falakat fedő vékony agyagfilm megfolyásával keletkezett, pár cm-es agyagsztalaktitok is társulnak. A Jubileumi-szakasz néhány járatában jellegzetesen fűrészfogas szélű, enyhén cementált agyaglefolyások jöttek létre. Az aljzat néhány pontján patakmederszerű vízfolyási nyomok is vannak, ezek egy része (pl. Patakos-ág) cseppkőcsoportok túlfolyó vizéhez kapcsolható, míg mások (pl. Alagsor, Junior-ág, Fodros-folyosó folytatása) hajdani intenzív vízbefolyásokat jeleznek, amelyek nem biztos, hogy természetes eredetűek voltak.
Bár a hosszú barlangban ásványkiválások tömegesen csak néhány részen mutatkoznak, a képződmények változatossága szerint az üregrendszer kiemelkedő, cseppköveinek gazdagságával pedig egyedülálló helyet foglal el a Budai-hegység barlangjai között. Magyarországi szinten is különlegességnek számítanak egyes képződményei. Ennek a kiválásegyüttesnek legidősebb tagjait a barlang kioldódása előtti mélykarsztos fázis több generációs, fennőtt barit- és kalcitkristályai képviselik, melyek 60–100 °C közötti hőmérsékletű vizekből váltak ki a folyadékzárvány-vizsgálatok szerint. Közülük a barit sárga, 0,5–2 cm élhosszúságú táblás kristályai leginkább teléres formában, a járatokat preformáló törések vagy harántrepedések falain helyezkednek el (pl. Háztető, Bombázó). A sokkal gyakoribb kalcit akár 5 cm élhosszúságot is elérő, szkalenoéderes vagy romboéderes kristályainak viszont kb. 24 előfordulása ismert a barlang falaiban feltáruló, kisebb-nagyobb őskarsztos üregek béléseként is (pl. Y-folyosó, I. vágány).