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  全球那些著名的大坑,你究竟知道多少?自然界的鬼斧神工,天外来客的亲吻,人类的各种活动,都能让这个星球,变得坑坑洼洼。

岩溶,造坑主力军

  在挖坑的各种手段中,自然界的岩溶作用当属主力军。当石灰岩、白云岩、石膏这样的可溶性岩石,遭遇上溶解二氧化碳的水流的溶蚀和冲刷,往往把持不住,逐渐发育成裂缝或空洞。而日积月累,地表水顺着地面的裂缝向地下溶蚀,或是地下水对地下溶洞不断地改造,地面便可能因溶蚀或塌陷形成坑洞。

  【位于澳大利亚南部甘比尔山(Mount Gambier)的安佛斯通坑洞(Umpherston Sinkhole),就是由于石灰岩地层溶蚀坍塌形成。经过人工绿化后,这里已然成为一处生机盎然的花园。】

天坑,坑洞巨无霸

  网络上频繁使用的“天坑”,其实是一个地质学术语“tiankeng”,专指一种发育在碳酸盐地层中,四周岩壁峭立,直径和深度达到百米级别的特大型坑洞。截至2006年,世界上发现并确认的天坑约有80个,其中约50个在中国,主要分布在西南地区。直径和深度均大于500米的3个特大型天坑,全部位于中国。

  【世界第一大天坑小寨天坑,最大深度为662米,口部直径为627米,地质学名词“tiankeng”便是得名于此。】

蓝洞,当洞穴邂逅海洋

  当碳酸盐岩形成的坑洞,遇上湛蓝的海水,就别有一番摄人心魂的魅力。这些点缀在伯利兹、巴哈马、关岛等地附近海域的“蓝洞”(Blue Hole),大多形成在海平面较低的冰河时代。岩溶作用让这些地方的碳酸盐岩台地形成了众多空洞。此后海平面上升,海水灌入洞中,便形成镶嵌在浅蓝色海洋上的深色“蓝洞”。

  【位于中美洲伯利兹、闻名遐迩的大蓝洞(Great Blue Hole),直径超过300米,深度达到124米。两条珊瑚礁围绕在它周围。】

火山,挖坑多面手

  如果你以为自然界挖坑的手段只有岩溶作用,那可就错了。广泛分布的火山也能产生千姿百态的坑洞。火山喷发停止后,岩浆通道中的熔岩冷凝收缩,就会形成凹陷的圆形区域,也就是普通的火山口。但如果大量岩浆喷出,火山体下方失去支撑,地表发生塌陷,便会形成“破火山口”(caldera)。破火山口通常为陡壁包围,规模比一般火山口大得多,可达数百米至数十公里。

  【位于苏丹达富尔的德里巴(Deriba)破火山口,它的奇特之处在于嵌套了内外两圈火山口。岩浆喷发地面下沉形成外层5千米宽的破火山口之后,新的抬升运动和岩浆喷发又在里面形成一个火山口。】

  另一种“低平火山口”(Maar)的形成过程则比较温和。当炽热的岩浆遇到冷的地下水产生大量水蒸气,由于不能完全排放就会发生爆炸,在地表产生这种圆形的小火山口。

  【海南省的双池岭就是两个孪生的小火口,原本蓄积的湖水现在已经干涸。湖盆周围的火山岩围墙高程为90米,直径250-320米。】

撞击坑,天外来客的亲吻

  把目光投向浩淼的太空,时时做客地球的陨石和其他星体,也是挖坑的中坚力量。这种“撞击坑”(impact crater)在月球、火星上俯拾即是,在地球上也不算稀少。目前,我们仍能在地球上识别出178个撞击坑,其中有5个直径大于100公里。

  【位于美国亚利桑那州北部沙漠中的巴林杰陨石坑(Barringer Crater)是地球上保存最好的撞击坑之一。它直径1200米,深达170米,周围围绕着45米高的垄起。研究认为,它是由一颗直径约50米的陨石在5万年前撞击形成。】

  位于撒哈拉沙漠西南部毛里塔尼亚境内的“撒哈拉之眼”(Eye of the Sahara),是一个近乎完美的环形结构,它也曾被怀疑由陨石撞击形成。但支持撞击说的证据,比如超高压作用形成的矿物柯石英,并未被找到,地质学家倾向于将奇观归为地表的抬升和侵蚀作用。

  【直径达40公里的撒哈拉之眼。大部分地层因侵蚀而凹陷,较抗侵蚀的石英岩则突出地表。】

人类也挖坑

  目睹了自然的鬼斧神工,再来看看人类的“作品”。人类的许多活动都会诱发或导致地面沉降(subsidence)。过量开采地下水或其他承压流体(如石油),引起土层的压实或压密,是造成地面沉降的重要诱因之一。地下固体矿藏,如煤矿、铁矿的挖掘,会在地下形成采空区。当上覆土层不堪重力陷落或变形,也会导致地面下沉。此外,重大工程建筑物施加的荷载,同样能使土体变形。

  【超过一个世纪的对锌矿和铅矿毫无节制的开采让俄克拉荷马州的皮谢尔(Picher)变成了一座鬼城,这里的地面布满陷坑。】

  位于土库曼斯坦达瓦札(Derweze)的“地狱之门”(Door to Hell),则有一段戏剧化的形成过程。1971年,地质学家在这片地区钻探时发现一个蕴含丰富天然气的洞穴。哪知钻探下方突然坍塌,一个直径70米的坑洞由此诞生。为了防止有毒气体溢出,当时的人们决定点燃坑洞中的天然气。没想到这一烧就烧到了现在,无论白昼黑夜从不熄灭。

【这或许是地球上最像地狱入口的地方了。】

矿坑,地球的伤疤

  露天采矿也会形成壮观的坑洞。如果具有商业开采价值的矿物或岩石分布离地表不远,人们就可以直接在地面上凿坑,而不需花费力气在地下开凿隧道。比如金刚石虽然是在地球深处地高温高压环境下形成,但由于火山管道常能把它带到地表,露天采矿金刚石就能形成巨大的矿坑。

  【位于南非金伯利的大洞(Big Hole)宽463米,深度本来达到240米,后来因回填残渣降低到215米左右。】


城市里的潜在陷阱

  可不要以为坑洞只会出现在荒郊野外,城市脚下深不可测的地下空间,也是潜在的陷阱。地下水管渗漏,水流侵蚀土层,或是铺设管道回填不善,形成容易被侵蚀的松散土层,都可能埋下未知的隐患。

  2010年5月,热带风暴“阿加莎”肆虐后的中美洲危地马拉城横空出现了一个直径18米、深100米的地陷洞。人们怀疑是城中的下水道和排水管泄漏,侵蚀这里由火山喷发物沉积的松散土层,再加上骤降的暴雨影响,地表发生塌陷便形成了这个巨大的空洞。

  【2010年危地马拉城的地陷洞,早在2007年,危地马拉城也上演过类似的情景。】

呐,我介绍了这么多坑,没有感觉被坑的话,要不要跳进来灌下水?

  图片来源:wiki commons;nationalgeographic.com;nasa.gov;flickr.com

  参考资料:

[1] 任美锷, 刘振中 编. 岩溶学概论. 商务印书馆, 1983.
[2] 朱学稳, 朱德浩, 黄保健 等. 喀斯特天坑概论. 中国岩溶, 22(1), 2003.
[3] 【日】久野久 著. 火山和火山岩. 火山与火山岩, 地质出版社, 1978.
[4] 潘懋 李铁峰 编著. 灾害地质学. 北京: 北京大学出版社, 2002.
[5] Wiki:Blue Hole、Barringer Crater、Deriba Caldera、Richat Structure、Picher、Door to Hell、Mir mine、Big Hole

 

 

 

 

   

 

 

 

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