先来看几张美美的风景照:
这三张照片分别是云南的路南石林、广西的桂林山水、越南的下龙湾,想必很多人都去过,那对喀斯特地貌想必也不算陌生。喀斯特地貌的形态很丰富,包括漂亮的地下溶洞(当然是彩灯装饰过的)、深不见底的天坑以及峰丛峰林。喀斯特地貌景色奇特秀美,常常成为著名的景点。
喀斯特地貌(Karst Landform)也叫岩溶地貌,喀斯特这个名字来源于南斯拉夫的一处地名,那里盛产石灰岩,发育有非常典型的岩溶地貌。这种地貌是指流水(地下水和地表水)对碳酸盐岩等可溶性岩石进行溶蚀、冲蚀而形成的地貌。发育喀斯特地貌十分关键的三个要点是:可以被溶蚀的岩石、具有溶蚀性的水、以及水流通的通道。
常见的石灰岩、白云岩这类碳酸盐岩是最主要的可溶性岩石。可溶性岩石在地球表面分布十分广泛,单算碳酸盐岩的出露面积就占到陆地面积(不包括冰川覆盖区)的12%。我国的碳酸盐出露面积更广,超过国土面积的五分之一。这也是喀斯特地貌在我国广泛发育的主要原因。
这类碳酸盐岩属于沉积岩,它形成的环境条件要求比较严格,主要是温暖的浅海静水环境。这种环境十分有利于自然界中碳酸钙溶液发生过饱和,进而从水体分离沉淀。而且温暖的浅海环境十分有利于海洋生物生活,动物的钙质骨骼也会直接形成生物碳酸盐岩。反过来,我国西南地区以及越南北部分布大面积的碳酸盐就说明在遥远的地质历史时期(大约在古生代到三叠纪,早于恐龙时代,至少2.5亿年前),这些地区纬度和海拔比现在都要低,是一片温暖的海洋。
光有可溶性岩石也不能形成这种地貌,我国北方地区喀斯特地貌发育就不好。塑造喀斯特地貌的溶蚀作用需要一定的水热等条件配合。年平均降水量超过600mm(北京年降水量为626mm)才能形成明显的地表喀斯特,而发育像桂林的峰林景观,降水量必须在1200mm(桂林年降水量接近2000mm)以上。温度能控制溶蚀的速度。湿热的地区,溶蚀速度快。资料表明,湿润条件下,地表的溶蚀可达50~300mm/ka(每千年),而干旱地区这一数字只有10~30mm/ka。按照这样的速度,桂林市中心的独秀峰每100万年就会消失或者重生一次。此外,湿热地区土壤中的生物释放出的CO2更多(土壤中CO2往往高出大气中CO2含量的数十倍),这些地区地下的溶蚀作用也十分强烈。
湿热的条件配合下,可溶岩地区形成的这种喀斯特地貌景观十分独特壮观。这就是为什么这些地方往往成为著名景点,比如峰林(阳朔喀斯特峰林)、石林(云南石林)、天坑(重庆小寨天坑)、钙华堆积(四川九寨沟)。神秘的喀斯特地下洞穴也为探险者喜爱,探洞作为一种极限运动,也越来越受到追捧(卡梅隆监制的《夺命深渊》就是根据安德鲁·韦特在澳大利亚探洞时的真实经历改编,十分好看)。时不时发现的地下喀斯特也多成为一时奇闻,比如 “俄罗斯大湖一夜消失,可能是喀斯特地貌作怪”(新浪);“河南村民打井发现溶洞,如地下宫殿”(搜狐)。第二个故事就发生在月初,河南鹤壁淇县一村民在自家打井时,发现井下是一个天然溶洞。当地位于黄河冲积平原,地表覆盖着厚厚的黄土,而灰岩在被埋土下时仍能够继续发育喀斯特地貌。
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