阿 紫
洞穴一直是個(gè)充滿神秘感的區(qū)域,電影中的洞穴通常藏有價(jià)值連城的珍寶、驚世駭俗的神器或者天下無(wú)敵的武功秘籍。國(guó)際上將“人能進(jìn)入的天然地下空間”都定義為洞穴。洞穴常被認(rèn)為是連接地獄的通道,藏民更認(rèn)為洞穴是邪惡的地方。對(duì)洞穴的好奇和恐懼,在人們的心中被無(wú)限放大了。
洞穴按地下空間的形成原因分為原生洞穴和次生洞穴。原生洞穴的地下空間與周圍巖壁同時(shí)形成,一般來(lái)說(shuō),與地下水沒(méi)有關(guān)系,其中最主要的是由火“煉制”的熔巖隧道(俗稱火山洞)。最大的火山洞穴位于夏威夷島,該島本身就是火的杰作?;鹕蕉囱ㄓ闪鲃?dòng)巖漿的內(nèi)外溫差造成,外面的冷卻快,就結(jié)成硬殼,而中部的巖漿保持高溫繼續(xù)流動(dòng),就不斷向前形成洞道。
次生洞穴是先形成巖石,然后巖石又受各種外力作用形成洞穴,其中包括各種自然力侵蝕作用形成的洞穴。比如海浪拍打侵蝕形成的海蝕洞穴:干旱地區(qū)的風(fēng)成洞穴:土層中的潛蝕洞穴等。而最重要的,也是洞穴科考和研究的主要對(duì)象是我們通常所說(shuō)的溶洞,也就是喀斯特洞穴??λ固厥乔澳纤估蛭鞅币粋€(gè)高原的名字,那里覆蓋著大量的石灰?guī)r,最早對(duì)其研究的學(xué)者便以之命名類似地貌,也就是著名的喀斯特地貌。地表水在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)所經(jīng)過(guò)的沉積物或巖石有著重要的侵蝕作用,既包括水動(dòng)力作用下的碎屑物搬運(yùn),又包括水對(duì)巖石或沉積物的化學(xué)溶蝕,還包括碎屑物在搬運(yùn)過(guò)程中的磨蝕??λ固氐孛簿褪堑叵滤畬?duì)碳酸鹽巖侵蝕作用的結(jié)果,在水流作用下,形成陡峭的海岸、彎曲的溝壑、高高的冰蝕懸谷、氣勢(shì)磅磚的大峽谷。
“水滴石穿”就是水化學(xué)侵蝕作用的寫照,溶洞的形成也是石灰?guī)r地區(qū)地下水長(zhǎng)期溶蝕的結(jié)果。水將可溶性基巖溶解為重碳酸鈣,年復(fù)一年,洞道空間不斷擴(kuò)大,到無(wú)法承受頂部重力的時(shí)候,產(chǎn)生坍塌。坍塌物又隨水流被帶出,水流繼續(xù)溶蝕基巖,如此反復(fù),洞系也就形成了。如果用化學(xué)來(lái)解釋可以歸納為:CaCO3+H2O+CO3→ Ca(HCO2)2(巖石溶解形成洞穴)和Ca(HCO2)2→CaCO3↓+H3O+CO2↑(析出沉淀形成鐘乳石)。水流順勢(shì)而下,它遇到堅(jiān)固的巖層,就會(huì)改變方向,洞穴隨之橫向延伸:當(dāng)下方巖層變得松軟,水流在重力作用下就會(huì)繼續(xù)向下滲透,這樣形成的洞穴也就越來(lái)越深。
巖溶洞穴不僅是美麗的自然景觀,還為萬(wàn)千生命提供了棲息地,許多動(dòng)物在地下巖洞中,特別是許多長(zhǎng)年生活在地下的動(dòng)物。但是在常年沒(méi)有陽(yáng)光的地底,是不可能出現(xiàn)原始森林般的繁榮景象的。因此,洞穴中的巨蟒和怪獸只不過(guò)是想象,這里的常住居民只有較為低等的昆蟲、魚類,還有一些臨時(shí)寄居的老鼠、蛇、蝙蝠和雨燕。
沿著這些洞穴的內(nèi)壁緩緩向下,人們仿佛來(lái)到時(shí)空的隧道。那些沉睡了幾十萬(wàn)年以上的巖層,它們是地球氣候和環(huán)境變遷的寶貴的見(jiàn)證人,如今就這樣直接地展現(xiàn)在人們眼前。大自然的魅力就在于它的變化無(wú)常,研究者們的動(dòng)作必須要快,因?yàn)檫@些季節(jié)性很強(qiáng)的洞穴堪稱是瞬息即逝的。在下一個(gè)季節(jié),水流也許就會(huì)選擇其他路徑。
洞穴探險(xiǎn)在國(guó)外,尤其在發(fā)達(dá)國(guó)家較為普及,已成為不少人們的業(yè)余愛(ài)好,演變?yōu)橹苣┖图偃阵w育運(yùn)動(dòng)的一個(gè)項(xiàng)目,吸引了眾多青少年參加。參加者必須先在洞穴學(xué)校進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)訓(xùn)練,獲得合格證,才能參與探險(xiǎn)。持證者不僅有單獨(dú)探洞的能力,而且還有遇險(xiǎn)時(shí)救護(hù)別人的能力,以及測(cè)量繪制洞穴圖等基本技能。
科學(xué)大眾(中學(xué))2010年9期