路面塌方!地表塌陷,!近年來各地時(shí)有“天坑”報(bào)道,,這些突如其來的災(zāi)難,被人冠以“鬼神作怪”,、“地震前兆”,、“連接地心的通道”、“隕石撞擊”之名號(hào),,在網(wǎng)上傳得玄乎,。 謠言自然聽過就笑,但“天坑”是什么,?網(wǎng)友說的充其量叫“地陷”,。 真正的“天坑”其實(shí)是一種喀斯特地貌。(喀斯特又稱“巖溶”,,即水對(duì)巖石的溶蝕作用,,由此形成的地貌就叫喀斯特地貌) 就在11月中旬,我國剛發(fā)現(xiàn)一處世界級(jí)天坑群,! 由自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局親自公布,,就在廣西那坡縣(后稱“那坡天坑群”)。 那坡天坑俯拍圖 那坡天坑群由19個(gè)天坑組成,,大部分容積在百萬立方米以上,,主要分布在那坡縣的城廂鎮(zhèn)和龍合鄉(xiāng)。這是北回歸線(即太陽在北半球能夠直射的離赤道最遠(yuǎn)位置,,又稱“夏至線”)以南發(fā)現(xiàn)數(shù)量最多的天坑群,。 天坑底部保存有完好的原始植被群落,如董棕,、蛇根草,、爬樹龍,、香木蓮、棕櫚樹等,,其中的國家二級(jí)保護(hù)植物董棕群落,,林木均有30米以上。如此高大的天坑野生董棕林還是國內(nèi)首次發(fā)現(xiàn),。 天坑群內(nèi)還發(fā)育有豐富多彩的巖溶洞穴,、巖溶峽谷、伏流和瀑布等奇妙景觀,。 因?yàn)檫@些天坑所在位置交通不便,,再加一些天坑發(fā)育在海拔1000多米的高原上,因此坑內(nèi)人跡極少,,幾乎保留了最原始面貌,。 地下董棕林(左)和巖溶景觀(右) 廣西“天坑王國”不虛傳 在廣西發(fā)現(xiàn)天坑群毫不奇怪。事實(shí)上,,那坡天坑群并不是廣西境內(nèi)唯一的天坑群。廣西素有“天坑王國”的美譽(yù),,目前世界上發(fā)現(xiàn)的天坑大部分都在廣西,。那坡天坑群的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步確立了其作為“天坑王國”的地位。 國內(nèi)的超大型天坑群有3個(gè)都在廣西:最大的樂業(yè)大石圍天坑群,,有29個(gè)天坑,;此次新發(fā)現(xiàn)的那坡天坑群,有19個(gè)天坑,;第三的巴馬盤陽河天坑群,,共15個(gè)天坑。 為什么廣西天坑這么多呢,?這和它的地質(zhì)有關(guān),。 天坑俗稱“巖溶漏斗”,由巖溶作用形成,。而廣西是世界上潮濕熱帶亞熱帶巖溶發(fā)育最完美的地區(qū),,巖溶類型多種多樣。著名的“桂林山水”就是最典型的巖溶峰林地貌景觀,。 巖溶發(fā)育的地質(zhì)基礎(chǔ)是碳酸鹽巖(為可溶性巖石),,而廣西境內(nèi)碳酸鹽巖分布廣、厚度大,、質(zhì)地純,,組合類型還復(fù)雜多樣,加上其濕熱的氣候環(huán)境,,為巖溶地貌的形成和演化提供了硬性支持,。 同時(shí)廣西南近海洋,、北連大陸,北回歸線橫貫中部,,處在東亞季風(fēng)區(qū),,年降水量1100~2700毫米,地下河和地表水資源極其豐富,。這些因素湊在一起,,為“天坑”的形成創(chuàng)造了無可比擬的優(yōu)越條件。 廣西巖溶地貌 此外天坑的出現(xiàn)與地下河亦密不可分,。有天坑的地方必然有地下河,,哪怕現(xiàn)在已經(jīng)消失,但曾經(jīng)的它一定奔流不息,。 這種必然聯(lián)系是由天坑的形成過程決定的,。 塌陷形成的“大肚壇” 那坡天坑群就處在定業(yè)(地名)地下河流經(jīng)的區(qū)域,該地下河匯水面積約486平方公里,,總長26公里,,落差近292米。如此規(guī)模的地下河讓天坑的形成幾乎成了必然,。 此前巖溶地質(zhì)學(xué)家根據(jù)具體成因,,將天坑分為沖蝕型和塌陷型兩種。其中塌陷型天坑群數(shù)量居多,。此次新發(fā)現(xiàn)的那坡天坑群就屬于塌陷型,。 我們來看看那坡天坑是如何一步步從無到有,再驚艷地出現(xiàn)在我們面前,。
塌陷型天坑形成示意圖 那坡天坑群與之前發(fā)現(xiàn)的塌陷型天坑群相比,,在形成過程上基本一致。不過,,與其他天坑群不同的是,,其天坑大多是口小肚子大的“壇子”形狀,。專家據(jù)此判斷:這些天坑都很“年輕”。 但這個(gè)“年輕”估計(jì)也得有上百年(我們期待后續(xù)巖溶地質(zhì)學(xué)家給出它們的最終“年齡”),。 罕見的沖蝕型天坑 說完塌陷型天坑,,我們也說說沖蝕型。沖蝕型天坑是非常罕見的天坑,。不過,,國際上有一句話——世界天坑看中國。那這種罕見的天坑我們當(dāng)然也有了: 重慶的武隆后坪天坑群,,便是目前世界上發(fā)現(xiàn)的唯一一個(gè)沖蝕型天坑群,,由地表水沖蝕而成。 沖蝕型天坑形成的地區(qū),,其地層結(jié)構(gòu)就像夾心餅干:上層是不連續(xù)的穩(wěn)定巖層,,中間是沉積的石灰?guī)r(可溶性巖石),下層又是巖性穩(wěn)定的巖層,。 它的形成過程是這樣的:
重慶武隆的沖蝕型天坑 “天坑”一詞上位路 “天坑”固然是歷史悠久,,但“天坑”這個(gè)詞從地方話升級(jí)成專業(yè)術(shù)語,還是十幾年前的事,。 在地質(zhì)領(lǐng)域,,2001年前的“天坑”僅是對(duì)我國重慶奉節(jié)小寨天坑這種景觀的特稱,當(dāng)時(shí)類似的地貌在各地有著不同的名稱,,如龍崗,、巖灣、石圍等,。 2001年,,我國著名巖溶地質(zhì)學(xué)家朱學(xué)穩(wěn)教授首次提出“tiankeng”(由中文“天坑”音譯而成)一詞,將其作為一個(gè)專門的喀斯特(巖溶)術(shù)語使用,。 在2005年國際天坑研討會(huì)上,,國際喀斯特天坑考察組在我國重慶,、廣西一帶進(jìn)行大量考察,“天坑(tiankeng)”這個(gè)術(shù)語由此獲得國際喀斯特學(xué)術(shù)界的一致認(rèn)可,,并開始在國際上通用,。 這是繼峰林(fenglin)、峰叢(fengcong)后第三個(gè)由我國科學(xué)家定義,,并使用漢語和拼音命名的喀斯特地貌術(shù)語,。 少“天坑”,多“地陷” 在學(xué)術(shù)界,,“天坑”的定義很明確:指發(fā)育在碳酸鹽巖地區(qū)厚度特別大,、地下水位特別深的可溶性巖層中,具有巨大容積,、陡峭而圈閉的巖壁,、深陷的井狀或者桶狀輪廓等空間特征,底部與地下河相連接(或者有證據(jù)證明曾經(jīng)與地下河相連接),,平均深度與口徑均大于100米的特大型喀斯特負(fù)地形,。 特殊的地形使其坐擁動(dòng)輒數(shù)十萬平方米的地下原始森林。由于四周都是刀削似的崖壁,,形同豎井,,幾乎無人可涉足,所以保留了大量珍貴的動(dòng)植物品種,,可能還包括一些被認(rèn)為已絕跡的動(dòng)物,。——甚至一些可能從來不為人知,。 聽起來是不是很夢(mèng)幻,,如同仙境? 天坑的四壁猶如刀削,,與世隔絕 但我們大部分人沒有那么幸運(yùn)生活在廣西,,亦不會(huì)有武俠小說中男主那樣的奇遇。相反我們生活在“危機(jī)重重”的都市,,更多看到的是“地陷”,。 最近(12月1日)發(fā)生在廣州地鐵施工區(qū)的地面塌陷事件,就是地陷,,已經(jīng)造成3人失聯(lián),。——真的是危險(xiǎn)無處不在,。 不過,,就算塌陷得再厲害,對(duì)于地質(zhì)學(xué)家來說,,也能一眼看出地陷與天坑的區(qū)別,,其秘訣就兩點(diǎn): 天坑的寬度和深度均大于100米,,比值接近1;并且天坑絕大部分周壁為直立陡峭的崖壁,,很少不規(guī)則,。 而“地陷”是一種地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。因?yàn)殚L期干旱,、強(qiáng)降雨等氣候因素,,或者工程建設(shè)、地下水抽樣,、礦產(chǎn)開發(fā)等人為活動(dòng),,引發(fā)了地面的局部塌陷,形成坑洞,,就叫“地陷”,。 地陷的寬度和深度沒有定值,形狀也不規(guī)則,。我們?nèi)粘I钪杏龅降乃?,絕大部分都是“地陷”。 天坑的一生:很悠久,,也很短暫 作為一種奇特的巖溶現(xiàn)象,,在漫長的地質(zhì)歷史中經(jīng)過內(nèi)外動(dòng)力的作用,才形成“天坑”這樣獨(dú)具魅力的景觀,。它是大自然留給我們的寶貴遺產(chǎn),。 不僅具有自然遺產(chǎn)價(jià)值,還頗具美學(xué)觀賞和旅游價(jià)值,,當(dāng)然,,還有重要的科研價(jià)值。 并且其科研價(jià)值不限于地質(zhì),,還延伸到生物學(xué)和生態(tài)學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域。例如,,天坑內(nèi)部相對(duì)封閉的環(huán)境,,形成了有別于周圍區(qū)域的小氣候,以及適合生物生存的獨(dú)特生境,。這為物種多樣性,、基因多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的研究提供了特例。 但“天坑”的生命,,卻是出人意料地十分短暫,。 一個(gè)“天坑”的形成,需要經(jīng)歷漫長的時(shí)間,,少則200萬年,,等待它的卻是最終退化消失的命運(yùn): 當(dāng)“天坑”四周崖壁崩塌的堆速超過地下河的搬運(yùn)速度時(shí),,天坑就開始退化(底部被填);從失去一面陡壁,,到僅存一面陡壁,,再到樹木掩映了崩塌物的堆積……最終天坑將不復(fù)存在。 可以說,,在地質(zhì)歷史的進(jìn)程中,,天坑是如同流星一般短暫而閃亮的存在。我們能和天坑在同一個(gè)地質(zhì)時(shí)期相遇,,親眼目睹此壯麗景觀,,實(shí)應(yīng)感謝時(shí)間垂愛。 本文經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)自“科學(xué)辟謠平臺(tái)”(ID:Science_Facts)公眾號(hào) |
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