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细说天坑奇观全球三个超级天坑都在中国

来源: 作者: 2019-03-05 18:38:33

细说天坑奇观:全球三个超级天坑都在中国

出品|易科学人栏目组

译者|孙文文

(图为位于肯塔基州宝林绿东部地区的一处天坑。牧场主将干草卷堆放到坑内,已有小树在天坑内扎根生长。坑洞的边缘呈现红棕色,这是肯塔基中部地区特有的土壤。图:Maria Johnson)

平坦的大地上突然塌陷出巨大坑洞,人们将这种现象称作“天坑”或“沉洞”。类似的天坑在世界各地都有发现,或吞没汽车,或导致房屋桥梁损毁,危害不可小视。那么,究竟是什么原因导致地面塌陷呢?

根据美国地质调查局的说法,天坑多为地下水积聚引发的地表沉降。排入地下的水在岩层中溶解出洞穴,致使地表无法承受原来的重量而塌陷。这种现象在水溶性基岩地区或碳酸盐岩(石灰石、白云石)地区尤为常见。

大多数天坑的形成都是一个缓慢的过程。不过,也有少数例外。突如其来的塌陷吞噬汽车,破坏道路和建筑,给人们生活造成危险和不便。

沉陷的种类

地质学家将天坑分成三类。一类是溶解或溶液沉降。这种类型的天坑中,原先的石灰石或其他基岩上几乎没有土壤或植被。雨水和地表水通过基岩的缝隙渗入地下,岩缝在水流作用下逐渐变大,小缝变成大洞,经年累月形成坑洞。有些情况下天坑里聚集积水形成水坑,这种水坑一般而言并不危险,反而有人热衷于“天坑跳水”这一新奇运动方式。积水也有可能溶解底部岩层,造成水坑迅速干涸。

第二种类型的天坑是表层下陷坑,多见于沙层覆盖基岩的地区。地表的沙子通过岩层上的缝隙下流,导致地面沙层逐渐塌陷。下陷型天坑同溶解型天坑一样,形成过程十分缓慢。

最危险的是第三种——表层塌陷型天坑。在这种情况下,基岩上有一层粘土覆盖。流水在地表之下溶解出一个洞穴,大地从洞穴开始自下而上地不断塌陷,直到最后只剩下薄薄一层土壤支撑地表重量。当被侵蚀殆尽的地表无法承托其上的重量,塌陷就会突然发生,将地表的任何物体吞入地下。

(重庆奉节小寨天坑。图:Brookqi)

沉陷的征兆

水溶度较高的基岩地区最易发生地表沉陷。美国地质调查局的数据显示,弗罗里达州、得克萨斯州、田纳西州、宾夕法尼亚州、阿拉巴马州、密苏里州和肯塔基州是天坑的多发地区。中国南方喀斯特地区(黔南、桂西、渝东)也多有天坑。深度和宽度均超过500米的“超级天坑”全世界仅有三个,全分布在中国,分别为重庆小寨天坑、广西乐业大石围天坑和广西巴马号龙天坑。

地表沉陷之前会表现出特殊征兆。比如地面出现明显下沉,建筑或树木由直变斜,地表的塌陷导致大树的根系和建筑地基暴露

细说天坑奇观全球三个超级天坑都在中国

受到威胁的建筑可见到墙面裂缝,门窗因为变形而无法正常开合。之前从未有积水的地方突然出现出现积水池,或者植被呈圆形大片枯萎都有可能意味着地表之下正发生变动。

地表出现裂缝或塌陷是重要的预警标志。弗罗里达州政府建议公民发现之后使用围栏做上警告并及时上报政府。

(位于阿拉伯国家阿曼的Bimmah Sinkhole天坑称为当地的旅游景点。水中生长的绿藻让填坑看起来像沙漠里深情的碧眼。图:Erika Bisbocci ebisbocci flickr)

著名的天坑

地表沉陷难免造成破坏,但很少致命。不过2013年2月发生在弗罗里达州的地表塌陷是个例外,突然而来的地表塌陷导致37岁的杰弗里·布什坠落死亡。沉陷发生的位置正好位于死者住宅下方。

杰弗里的兄弟试图在塌陷发生后施救,但数米宽的深坑一片狼藉,他也无可奈何。闻讯赶来的救援人员认为现场周围地质不太稳定,无法找回遇难者的尸体。附近另外两家居民也收到安全警告。

每年2月前后美国多地都会迎来“天坑季”。2014年2月,一个巨型天坑突袭美国肯塔基州克尔维特国家博物馆,8辆正在展览的顶级跑车被吞没。后来博物馆专门将“遇难汽车”捞出来做成展览以满足民众的好奇。

2012年,发生在路易斯安那州的一处地表沉陷致使原先储存在地表之下的化石矿藏暴露于空气中,甲烷和硫化氢等有毒气体随风飘散,附近的350名居民被迫撤离。

2016年8月,昆士兰东南部的伊普斯维奇镇一家人在自家后院发现地表沉陷。事后调查显示沉陷是废弃矿井坍塌所引起。

漏水和下水道管道破坏也有可能导致塌陷。2017年5月,外媒进行调查发现,随着城市基础设施老化,下水道问题导致的地面塌陷日益多发。2017年1月,暴风雨在佐治亚州一处停车场诱发地面沉陷,一辆载重25吨的卡车被困坑中。

底部伴有积水或发生在海底的沉陷被称为“蓝洞”,其中个头最大的代表当属意大利的392米深的波佐德尔美罗水下洞穴(Pozzo del Merro)。巴哈马群岛的迪恩蓝洞(Dean's Blue Hole)以202米的深度保持着海洋蓝洞的深度记录。

蓝洞对游客具有不必言说的吸引力,但蜂拥而至的游客也有可能导致环境问题。2017年一项研究发现旅游大巴和自驾车给墨西哥金塔纳罗奥州的天坑造成严重污染。金塔纳罗奥州是当地历史文化名城,古代玛雅人曾将天坑作为墓地使用。研究人员表示当地污染水平伴随旅游旺季的到来而加重。

由于天坑自身的不稳定性以及测量手段的限制,难以确定“世界最大天坑”的准确归属。目前多方认为中国重庆奉节的“小寨天坑”应当此名,这个古老的天坑深662米,宽527米,在深度和容积两个指标上均为世界之最。

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