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作者丁宝明中国地

质大学

路面塌方地表塌陷近年来各地时有天坑报道这些突如其来的灾难被人冠以鬼神作怪地震前兆连接地心的通道陨石撞击之名号在网上传得玄乎

谣言自然听过就笑但天坑是什么网友说的充其量叫地陷

真正的天坑其实是一种喀斯特地貌喀斯特又称岩溶即水对岩石的溶蚀作用由此形成的地貌就叫喀斯特地貌

就在11月中旬我国刚发现一处世界级天坑群

由自然资源部中国地质调查局亲自公布就在广西那坡县后称那坡天坑群

那坡天坑俯拍图

那坡天坑群由19个天坑组成大部分容积在百万立方米以上主要分布在那坡县的城厢镇和龙合乡这是北回归线即太阳在北半球能够直射的离赤道最远位置又称夏至线以南发现数量最多的天坑群

天坑底部保存有完好的原始植被群落如董棕蛇根草爬树龙香木莲棕榈树等其中的国家二级保护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还是国内首次发现

天坑群内还发育有丰富多彩的岩溶洞穴岩溶峡谷伏流和瀑布等奇妙景观

因为这些天坑所在位置交通不便再加一些天坑发育在海拔1000多米的高原上因此坑内人迹极少几乎保留了最原始面貌

地下董棕林左和岩溶景观右

广西天坑王国不虚传

在广西发现天坑群毫不奇怪事实上那坡天坑群并不是广西境内唯一的天坑群广西素有天坑王国的美誉目前世界上发现的天坑大部分都在广西那坡天坑群的发现进一步确立了其作为天坑王国的地位

国内的超大型天坑群有3个都在广西最大的乐业大石围天坑群有29个天坑此次新发现的那坡天坑群有19个天坑第三的巴马盘阳河天坑群共15个天坑

为什么广西天坑这么多呢这和它的地质有关

天坑俗称岩溶漏斗由岩溶作用形成而广西是世界上潮湿热带亚热带岩溶发育最完美的地区岩溶类型多种多样著名的桂林山水就是最典型的岩溶峰林地貌景观

岩溶发育的地质基础是碳酸盐岩为可溶性岩石而广西境内碳酸盐岩分布广厚度大质地纯组合类型还复杂多样加上其湿热的气候环境为岩溶地貌的形成和演化提供了硬性支持

同时广西南近海洋北连大陆北回归线横贯中部处在东亚季风区年降水量11002700毫米地下河和地表水资源极其丰富这些因素凑在一起为天坑的形成创造了无可比拟的优越条件

广西岩溶地貌

此外天坑的出现与地下河亦密不可分有天坑的地方必然有地下河哪怕现在已经消失但曾经的它一定奔流不息

这种必然联系是由天坑的形成过程决定的

塌陷形成的大肚坛

那坡天坑群就处在定业地名地下河流经的区域该地下河汇水面积约

486

平方公里总长26公里落差近292米如此规模的地下河让天坑的形成几乎成了必然

此前岩溶地质学家根据具体成因将天坑分为冲蚀型和塌陷型两种其中塌陷型天坑群数量居多此次新发现的那坡天坑群就属于塌陷型

我们来看看那坡天坑是如何一步步从无到有再惊艳地出现在我们面前

首先湍急的定业地下河日夜奔流将它流经区域内容易侵蚀的碳酸岩慢慢吞蚀逐渐形成一个个大型的洞穴系统

在这些不断形成的洞穴的裂隙交叉处慢慢形成溶洞大厅

一些大厅崩塌较快地下河溶蚀搬运的速度也很快于是洞顶崩塌形成天窗

之后经过不断地崩塌溶蚀和搬运洞顶彻底崩塌便形成了现在的那坡天坑群

塌陷型天坑形成示意图

那坡天坑群与之前发现的塌陷型天坑群相比在形成过程上基本一致不过与其他天坑群不同的是其天坑大多是口小肚子大的坛子形状专家据此判断这些天坑都很年轻

但这个年轻估计也得有上百年我们期待后续岩溶地质学家给出它们的最终年龄

罕见的冲蚀型天坑

说完塌陷型天坑我们也说说冲蚀型冲蚀型天坑是非常罕见的天坑不过国际上有一句话世界天坑看中国那这种罕见的天坑我们当然也有了

重庆的武隆后坪天坑群便是目前世界上发现的唯

一一

个冲蚀型天坑群由地表水冲蚀而成

冲蚀型天坑形成的地区其地层结构就像夹心饼干上层是不连续的稳定岩层中间是沉积的石灰岩可溶性岩石下层又是岩性稳定的岩层

它的形成过程是这样的

在顶上岩石不连续的地方部分易被水侵蚀的石灰岩露了出来地表水于是顺势渗到地下并在某个地方找到了出水口

时间一久顶部石灰岩露出的地方形成了一个落水洞同时在落水洞和出水口之间形成一条地下河

落水洞随着汇聚水量的增加变得越来越大甚至形成一个岩屋

有一天岩屋崩塌一个冲蚀型天坑便形成了

重庆武隆的冲蚀型天坑

天坑一词上位路

天坑固然是历史悠久但天坑这个词从地方话升级成专业术语还是十几年前的事

在地质领域2001年前的天坑仅是对我国重庆奉节小寨天坑这种景观的特称当时类似的地貌在各地有着不同的名称如龙岗岩湾石围等

2001年我国著名岩溶地质学家朱学稳教授首次提出tiankeng由中文天坑音译而成一词将其作为一个专门的喀斯特岩溶术语使用

在2005年国际天坑研讨会上国际喀斯特天坑考察组在我国重庆广西一带进行大量考察天坑tiankeng这个术语由此获得国际喀斯特学术界的一致认可并开始在国际上通用

这是继峰林fenglin峰丛fengcong后第三个由我国科学家定义并使用汉语和拼音命名的喀斯特地貌术语

少天坑多地陷

在学术界天坑的定义很明确指发育在碳酸盐岩地区厚度特别大地下水位特别深的可溶性岩层中具有巨大容积陡峭而圈闭的岩壁深陷的井状或者桶状轮廓等空间特征底部与地下河相连接或者有证据证明曾经与地下河相连接平均深度与口径均大于100米的特大型喀斯特负地形

特殊的地形使其坐拥动辄数

十万

平方米的地下原始森林由于四周都是刀削似的崖壁形同竖井几乎无人可涉足所以保留了大量珍贵的动植物品种可能还包括一些被认为已绝迹的动物甚至一些可能从来不为人知

听起来是不是很梦幻如同仙境

天坑的四壁犹如刀削与世隔绝

但我们大部分人没有那么幸运生活在广西亦不会有武侠小说中男主那样的奇遇相反我们生活在危机重重的都市更多看到的是地陷

最近12月1日发生在广州地铁施工区的地面塌陷事件就是地陷已经造成3人失联真的是危险无处不在

不过就算塌陷得再厉害对于地质学家来说也能一眼看出地陷与天坑的区别其秘诀就两点

天坑的宽度和深度均大于100米比值接近1并且天坑绝大部分周壁为直立陡峭的崖壁很少不规则

而地陷是一种地质灾害现象因为长期干旱强降雨等气候因素或者工程建设地下水抽样矿产开发等人为活动引发了地面的局部塌陷形成坑洞就叫地陷

地陷的宽度和深度没有定值形状也不规则我们日常生活中遇到的塌陷绝大部分都是地陷

天坑的一生很悠久也很短暂

作为一种奇特的岩溶现象在漫长的地质历史中经过内外动力的作用才形成天坑这样独具魅力的景观它是大自然留给我们的宝贵遗产

不仅具有自然遗产价值还颇具美学观赏和旅游价值当然还有重要的科研价值

并且其科研价值不限于地质还延伸到生物学和生态学等相关领域例如天坑内部相对封闭的环境形成了有别于周围区域的小气候以及适合生物生存的独特生境这为物种多样性基因多样性和生态系统多样性的研究提供了特例

但天坑的生命却是出人意料地十分短暂

一个天坑的形成需要经历漫长的时间少则200万年等待它的却是最终退化消失的命运

当天坑四周崖壁崩塌的堆速超过地下河的搬运速度时天坑就开始退化底部被填从失去一面陡壁到仅存一面陡壁再到树木掩映了崩塌物的堆积最终天坑将不复存在

可以说在地质历史的进程中天坑是如同流星一般短暂而闪亮的存在我们能和天坑在同一个地质时期相遇亲眼目睹此壮丽景观实应感谢时间垂爱

责编高佩雯

本文经授权转自科学辟谣平台IDScienceFacts公众号

原标题天坑和地陷啥区别世界级天坑带你开眼

编辑Dannis