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        走進(jìn)天坑的神秘“王國(guó)”

        2022-07-09 06:05:37張亞麗張遠(yuǎn)海
        知識(shí)就是力量 2022年7期
        關(guān)鍵詞:崖壁天坑王國(guó)

        張亞麗 張遠(yuǎn)海

        天坑,是一個(gè)從民間走進(jìn)科學(xué)殿堂的巖溶學(xué)專用術(shù)語(yǔ),指的是碳酸鹽巖地區(qū)的溶洞大廳形成的,口徑和深度不小于百米,和(或)容積大于一百萬(wàn)立方米,四周或大部分周壁為陡崖,且與或曾與地下河溶洞相通的特大型漏斗。

        有不少人問(wèn),天坑明明形成于地上,為什么不叫“地坑”,而命名為“天坑”呢?

        其實(shí),天坑作為一種特殊的巖溶地貌形態(tài),國(guó)內(nèi)外不同地區(qū)對(duì)其稱呼也不同,例如:重慶市奉節(jié)縣稱之為“天坑”、云陽(yáng)縣稱之為“龍缸”、武隆區(qū)稱之為“石垸”,四川省興文縣稱之為“巖灣”,廣西樂(lè)業(yè)縣稱之為“石圍”,湖北省利川市稱之為“大甕”,陜西省寧強(qiáng)縣稱之為“地洞”、鎮(zhèn)巴縣稱之為“圈子崖”。

        ?廣西的大宴坪退化天坑(攝影/唐全生)

        在這些民間稱謂中,中國(guó)巖溶地質(zhì)學(xué)家朱學(xué)穩(wěn)先生覺(jué)得“天坑”最能確切地表達(dá)這種地貌的形態(tài)特征。天,是特別大的意思;坑,指負(fù)地形。而“地坑”一詞多指黃土高原地區(qū)的地下窯洞,不適合用于指中國(guó)南方的巖溶地貌。

        天坑的形成,經(jīng)歷了碳酸鹽巖溶蝕作用-地下河形成-溶洞大廳-重力坍塌的過(guò)程。而上述各地對(duì)天坑不同的稱謂,從某種程度上,反映了天坑的不同演化階段的形態(tài),例如:“甕”“缸”

        “垸”,分別對(duì)應(yīng)不成熟天坑、成熟天坑和退化天坑,即:洞頂不完全崩塌的天坑,洞頂完全崩塌、四周崖壁直立的天坑,以及天坑崖壁退化形成豁口的天坑。

        20年前,全球發(fā)現(xiàn)的天坑數(shù)量?jī)H為79個(gè)。近年來(lái),得益于高清晰度的衛(wèi)星影像圖,研究者們?cè)谌虬l(fā)現(xiàn)了300多個(gè)天坑。

        其中,世界最大的天坑是重慶市奉節(jié)縣的小寨天坑,天坑四周被險(xiǎn)峻的、幾乎直立的石灰?guī)r陡壁圈閉,最大和最小深度分別為662米和511米,容積為1.19億立方米。

        最大的天坑群是中國(guó)廣西大石圍天坑群,由29個(gè)天坑組成,分布于162千米長(zhǎng)的百朗地下河中游。其中,最大的大石圍天坑,東西長(zhǎng)600米,南北寬420米,最大深度613米,最小深度378米,容積0.745億立方米。

        天坑的“年齡”有多大?它們?cè)诘厍蛏洗嬖诹硕嗑媚兀?/p>

        2007年,中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院教授黃保健通過(guò)對(duì)廣西大石圍天坑周壁石灰?guī)r的研究,認(rèn)定其形成年代在距今3萬(wàn)~2萬(wàn)年之間。

        2017年,陜西省地質(zhì)調(diào)查院高級(jí)工程師任娟剛利用多種研究方法,認(rèn)定陜西漢中天坑群的形成年代在距今18.9萬(wàn)~12.6萬(wàn)年之間。

        湖北西部的天坑群位于長(zhǎng)江南岸分水嶺地帶,三峽古夷平面上的古冰川開(kāi)始融化,河流快速下切,石灰?guī)r在地表雨水和地下水的同時(shí)作用下,發(fā)生溶蝕作用形成天坑,這些天坑的“年齡”基本不超過(guò)10萬(wàn)年。

        那之前有沒(méi)有天坑呢?有,但天坑崖壁是最不穩(wěn)定的邊坡,終究經(jīng)受不住歲月的考驗(yàn)。在那些更久遠(yuǎn)的地質(zhì)歷史中,并非沒(méi)有天坑,而是我們無(wú)緣看見(jiàn),它們?nèi)垦蜎](méi)在地球歷史演化的滾滾紅塵之中了。

        天坑,始于地下河、溶洞,成于塌陷露出地表,終止于崖壁退化,消失于洼地、谷地之中。天坑見(jiàn)證了巖溶地貌演化的奇跡,記錄了巖溶地質(zhì)演化的歷史。這是天坑的地球科學(xué)價(jià)值所在。

        ?冒氣洞(不成熟天坑) (攝影/李晉)

        其次,天坑形成之后,絕壁環(huán)繞,免受外界干擾而形成了獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)。尤其是在現(xiàn)代地質(zhì)與氣候變化、生境片段化以及巖溶石漠化的背景下,天坑成為了現(xiàn)代生物的“避難所”。這是其生物學(xué)價(jià)值所在。

        第三,天坑四周崖壁圈閉下的“坐井觀天”,與俯視天坑底部的“無(wú)底深淵”形成強(qiáng)烈對(duì)比,而天坑所依托的壯麗石峰,特殊生境下的天坑植被,都彰顯了天坑與眾不同的魅力。這是其美學(xué)價(jià)值所在。同時(shí),這一屬性,決定了天坑具有很高的旅游開(kāi)發(fā)價(jià)值。

        ?廣西大石圍天坑 (攝影/李晉)

        作為一種新的巖溶學(xué)理論,天坑的研究尚處在發(fā)現(xiàn)、調(diào)查階段,未解之謎還有許多。

        雖然衛(wèi)星影像圖越來(lái)越清晰,但我們還是不知道全球究竟有多少天坑,這些天坑,或天坑群之間究竟有多少差異。

        雖然天坑的“年齡”有了幾個(gè)個(gè)例,但天坑形成的地質(zhì)年代仍然充滿了未知數(shù)。

        雖然我們大致知道天坑的演化路徑,但我們不知道天坑的巨型崩塌與地震有多大關(guān)系。

        雖然我們大致知曉天坑是現(xiàn)代生物的“避難所”,但我們不知道青藏高原的抬升和全球環(huán)境變化對(duì)天坑的生態(tài)系統(tǒng)是否有影響。

        位于廣西的白洞天坑,與1.1千米外的冒氣洞相通,一邊洞口“呼氣”,另一邊洞口“吸氣”,形成了兩處會(huì)“呼吸”的山洞。這是怎么回事呢?

        原來(lái),白洞天坑與冒氣洞的洞口和底部幾乎處于同一水平面上,形成了一個(gè)U形結(jié)構(gòu)。而白洞天坑的坑口和冒氣洞的地下暗河之間410米的高度差導(dǎo)致的溫度差和氣壓差,形成了空氣對(duì)流現(xiàn)象。

        冒氣洞內(nèi)部溫度常年保持在18攝氏度。冬季,冒氣洞內(nèi)部溫度相較于天坑高、氣壓低,水汽便從冒氣洞“呼出”;夏季,冒氣洞內(nèi)部溫度相較于天坑低、氣壓高,水汽便從冒氣洞“吸入”。

        關(guān)于自然界的這些未解之謎,都有待我們大膽探索,采用多種技術(shù)手段,推動(dòng)跨學(xué)科系統(tǒng)研究。

        (責(zé)任編輯 / 高琳? 美術(shù)編輯 / 周游)

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