神秘莫测的天坑 里面隐藏着什么秘密?

2016-03-16 09:00 北京日报

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来源标题:神秘莫测的天坑

3月初,中法科考专家在广西河池市东兰县的联合科考活动中,发现一个深度超过400米的罕见天坑,地下洞穴长度达16.5公里。据媒体报道,在全球已确认的78个天坑中,2/3分布在中国,这也让中国拥有全球最丰富的天坑考察环境,吸引全球地质及生态科学家前往探秘。

“喀斯特”特有的地质景观

世界各地存在许许多多的“大坑洞”,景观奇特且神秘莫测。古往今来,有人说这是通往未知世界的“黑洞”,有人说这是天外陨石撞击而成,还有人说这是大地震、世界末日的前兆……事实上,经过实地调查,地质专家一致认为,这些“大坑洞”(专业术语为“天坑”)属正常地质现象——喀斯特地区特有的地质景观,而且在世界上分布很广,约占地球总面积的10%。

“喀斯特”一词源于欧洲南斯拉夫境内的石灰岩高原,该地名为喀斯特,那里岩溶地貌发育得比较典型,后来南斯拉夫学者对这一奇特地貌进行了研究,把这种可溶性岩石在流水的溶蚀作用下形成的地貌类型称为“喀斯特地貌”,又叫岩溶地貌。其实,我国很早就记录了这一类型的地貌,《徐霞客游记》中曾十分详细阐述了喀斯特地貌在我国的分布、类型、形成原因等。

说起喀斯特地貌,人们多会联想到石笋、石柱、石钟乳等奇观。在自然界中,石灰岩、大理岩、白云岩等碳酸盐类岩石,最容易发生岩溶现象,即构成这类岩石成分的碳酸钙在含有二氧化碳的水的作用下,溶解为钙离子和重碳酸根离子而被水带走。因此,碳酸盐类岩石在特定的地质条件与气候条件下,并在诸如流水侵蚀和沉积、重力崩塌等各种机械作用下,易于产生大小不一的空洞和各种形态的岩溶地形。

在岩溶作用强烈的地方,经年累月的发展,地下形成的空洞一旦造成顶部岩层坍塌,便会在地表形成坑的形状,若规模和形状达到一定程度,便可称为“天坑”。

我国领衔从事洞穴科学研究的著名专家朱学稳指出,“天坑”的容积不小于100万立方米,并有陡峭而封闭的岩壁,深陷的井状或坛状腔体。从观赏方面来说,是否壮观、雄奇、险峻,而且具备生物多样性等综合属性,也往往被认为是鉴别天坑与一般漏斗、洼地或竖井的重要标志。

作为“天坑”命名的权威学者,朱学稳教授在其《天坑释义》一文中,详解了天坑形成至少要同时具备的六个条件:一是石灰岩层要厚,只有足够厚的岩层才能给天坑的形成提供足够的空间。二是地下河的水位要很深。三是包气带(含气体的岩层)的厚度要大。四是降雨量要大,这样地下河的流量和动力才足够大,足以将塌落下来的石头冲走。五是岩层要平,从天坑四周的绝壁看就会发现,岩层与地面是平行的,就像一层层的石板堆在四周一样,只有这样的岩层才能垮塌。六是地壳要突起,地壳的运动就会给岩层的垮塌提供动力。

汉语拼音“tiankeng”通行国际

目前,在全球已确认的78个天坑中,有2/3分布在中国南方的喀斯特地区(绝大多数位于黔南、桂西、渝东的峰丛地貌区域),中国成为不折不扣的“天坑大国”。

我国西南地区气候湿润,降雨丰沛,流水作用显著,并且存在大量的可溶性岩石,因此,这一地区是喀斯特地貌广为分布的地区,此外在巴布亚新几内亚、马来西亚、越南、意大利、巴西等地,亦有天坑分布与发现。很多美丽的自然景观都是建立在这种特殊的地貌类型基础之上的。除我国外,在东南亚、美国、墨西哥、马达加斯加等地,也都发育有大片的喀斯特地貌,只是很多岩溶塌陷没有达到天坑的规模。

你可能不知道,“天坑”一词还是中国人定义并命名的呢!从2005年开始,汉语拼音“tiankeng”通行国际。

过去,我国有的地方把天坑叫“龙缸”,有的叫“大石围”,有的叫“石院”。2001年,“天坑”作为一个专门的术语被专家们提炼出来。到了2005年,国际喀斯特天坑考察组在重庆、广西一带进行大规模考察后,“天坑”这个术语终于获得了专家们的一致认可,这是继峰林(fenglin)和峰丛(fengcong)之后,第三个由中国人定义并用汉语拼音命名的喀斯特地貌术语。

不过,不要随随便便把地球上冒出的“窟窿”都冠以“天坑”这个美誉,天坑是有“荣誉指标”的——

按天坑分级原则,深度和宽度均超过500米的为超级天坑,全世界仅有3例,全部在中国;深度和宽度在300米到500米之间的为大型天坑,全世界有16例,中国有9例;深度和宽度在100米到300米之间的为标准天坑。

重庆市奉节县境内的小寨天坑,是目前发现的世界上最大的天坑。小寨天坑边缘由悬崖峭壁围成,呈椭圆形,深度约662米,总容积超过1亿立方米。大约在两三百万年前长江三峡形成之后,这里形成了一条地下河。因石灰岩层很厚,包气带也很厚,而且岩层是平的,地表的雨水从岩缝中渗下,逐渐将坚硬的岩石侵蚀,岩石开始在地壳的运动中塌落,塌落的岩石被地下河的水冲走。经过漫长的岁月,形成了这个如同超级魔兽张开的大口、深不见底的天坑,真是大自然的鬼斧神工。

在小寨天坑的底部,地下河的水从来水洞中流入,从出水洞中流走,水量很大,流速也很快。来水洞和出水洞都在天坑的东侧,两个洞相距只有几十米,高达100多米。在天坑底部的西面是一个斜坡,那是从上面塌落下来的石头形成的。

但是,小寨天坑再大,也不敌广西的乐业天坑,这得益于它的“团体项目”——在不到20平方公里的范围内已查明天坑28个,是世界最大的天坑群。

乐业天坑与别的天坑最显著的不同是洞穴大且深,已形成坑群,而且底部都有珍稀的植被,具有非常高的旅游开发价值。连曾在英国、西班牙、墨西哥、法国、奥地利等国的天坑和洞穴进行过10次考察探险的英国专家罗伯特,也对此刮目相看。

责任编辑:陈群(QT0001)  作者:雨文