“天坑”是怎样炼成的

　　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1100～2700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”（ID：ScienceFacts）公众号
　　原标题：“天坑”和“地陷”啥区别？世界级天坑带你开眼
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