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海洋蓝洞:深蓝色的海洋之眸

2018-08-03静观

百科探秘·海底世界 2018年4期
关键词:蓝洞陆地洞穴

静观

我猜很多同学都探访过各种洞穴,像广西桂林的溶洞,湖南张家界的黄龙洞,北京房山地区的石花洞……这些大溶洞里,通常都有高大的石钟乳或石笋,在灯光制造的幻影中,瑰丽奇特的美景让人印象深刻。

对于面貌千奇百怪的地球来说,洞穴并不算是特别稀奇。不过,有一种洞穴我敢说你没去过,甚至都没听说过!那就是隐藏在海水表层下的巨大洞穴——海洋蓝洞。

“深蓝”之谜

蓝洞,顾名思义,就是一个“蓝颜色的洞穴”。但为什么蓝洞里海水的颜色会像墨水一样深?实际上,深蓝色主要是由于蓝洞里的水体澄净,透光性极强,同时,洞壁上通常是白色的碳酸钙砂质岩,创造了绝佳的透光和反射光条件。

海水的颜色主要是由海水的光学性质,即海水对太阳光线的吸收、反射和散射造成的。太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光复合而成,七色光的波长长短不一,从红光到紫光,波长越来越短。波长较长的红光、橙光、黄光穿透能力强,最易被水分子所吸收。波长较短的蓝光和紫光穿透能力弱,最易被纯净海水散射和反射。人的眼睛对紫光很不敏感,往往视而不见,而对蓝光比较敏感。于是,我们所见到的海洋就呈现出一片蔚蓝。蓝洞里,既有特别澄净的海水,又有白色的洞壁,蓝色光可以一直穿透抵达洞壁,然后被反射回来。所以,蓝洞看上去要比它旁边的海水颜色更要深得多。

假如一杯水是蓝洞

我们已经知道它为什么叫蓝洞了,那蓝洞究竟长什么样子呢?现在,让我们一起在脑海里模拟一下蓝洞的样貌——单从蓝洞的外部轮廓来看,它就像一个被一只大手放置在海洋里的玻璃杯。

咦,真的是这样吗?如果你实在想象不出来,那么干脆自己动手做一个“蓝洞”吧!

首先,你要在一个大鱼缸里装上一些养鱼用的底砂,一侧尽量堆得厚一些,另一侧铺得浅一些,这一步是为了模拟海底的坡度。接下来,找一只玻璃杯,把它埋进“厚”的底砂里——注意杯口要露出来,与底砂差不多持平就可以了。这时候得往鱼缸里倒水了,同时把杯子里也灌满水,等到水的深度刚刚漫过杯口,一个微缩版的“海洋蓝洞”就做好啦!

你可以试着在鱼缸里搅一搅水,这时你会看到什么现象呢?

没错,最明显的是,当我们搅动鱼缸里的水时,哪怕动作再大(当然你不能故意把水杯给砸坏),鱼缸里的水全都扰动起来了,但杯子里的水却纹丝不动。

从原理上来说,海洋蓝洞跟鱼缸里被灌满了水的杯子是一样的。即使海水受到潮汐和洋流作用的影响发生扰动,掀起大浪,蓝洞里的海水还是异常平静。不过,海水的运动对它也并非毫无影响。比如,当海水涨潮漫过了蓝洞的“杯口”溢进洞里,就是为蓝洞进行了一次“补水”。

海陆洞穴大比拼

说到这儿,我们不禁会问,海洋里怎么会出现了这样大的一个“窟窿”呢?

先想象一下,如果把地球表面的水都抽干,是不是会发现蓝洞的洞体和我们之前去过的那些陆地上的洞穴差不多?无非都是地球身上出现的巨大的“空腔”呀!事实也确实如此,除了蓝洞的大小和数量可能远远比不上陆地上的洞穴系统,其他方面的差异还真的不算太大。

我们来对比一下陆地洞穴和海洋蓝洞的分布地及成因,来看看它们之间有没有共通之处。

先看看比较常见的陆上洞穴吧!这些洞穴的种类很多,根据它们形成的原因,大致可分成七种。

砾岩洞,由可溶性的砾石或胶结物溶蚀而成

玄武岩洞,岩浆喷出后,由于表面和底部岩浆受热不均,冷却速度存在差异而形成。

砂岩洞,由于砂岩的抗风化强度的差异形成。

冰川洞,形成于冰川冰中

花岗岩洞,一般由构造运动或块体移动而形成。

你看,不同类型洞穴的成因五花八门,有构造作用、风蚀作用和冰川融冰作用……当然,对于陆地洞穴来说,水和岩石的可溶性是形成岩溶洞穴的先决条件。

咱们再看看蓝洞的情况,有三种地质作用都能形成蓝洞。

第一种蓝洞是在冰期形成的。由于地球上大量的水结冰变成固体,海平面的高度大大降低,大约要比今天低100~120米。许多原本在海面以下的石灰岩(包括礁灰岩)露出水面,变成了岛屿,并在地表水溶蚀的作用下形成喀斯特竖井。到间冰期时,地球上的冰又重新变成水,海平面升高,竖井里充水,于是蓝洞就像那个被埋在鱼缸里灌满了水的杯子。我们现在看到的多数海洋里的蓝洞都是这样形成的。

第二种是在离海洋不太远的陆地上(一般是位于碳酸盐台地内部),在流向海洋的地下水冲蚀下形成了洞穴系统。随着洞穴溯源发展,一些洞段顶部塌陷,便形成一系列充水的塌陷溶斗或天然井。

第三种产生于海岸边缘。由于地质构造运动,地表出现了深裂隙,充水后最终发育成蓝洞。

通过以上的对比,我们可以看出来,形成蓝洞的这几个基本条件,如果放在陆地环境也同样适用。蓝洞的特殊之处更多地体现在它位于海洋里,或者距离海洋很近,被海水灌得“满满当当”而已。

探寻最美蓝洞

全世界海洋中分布着许多大大小小形态各异的蓝洞,其中最著名的,便是位于中美洲伯利兹首都伯利兹城东面约97千米海面上的蓝洞。

伯利兹蓝洞位于大巴哈马浅滩的海底高原边缘的灯塔暗礁处。伯利兹蓝洞之所以出名,是因为它有着几乎为“完美圆形”的洞口,这个洞口直径超过305米,深达123米,四周由两条珊瑚暗礁环抱着。当人们从高空俯瞰这里的大海时,这个圆形的深蓝色海下巨洞,仿佛是海洋的蓝色眼球,深邃、神秘、诡异,放射着无尽的光芒。

关于它的成因,经过科学家无数次实地勘察,终于得出了结论。巴哈马群岛属于石灰质平台,成形于1.3亿年前。在200万年前的冰期时代,海水大量减少,在淡水和海水的交相侵蚀下,石灰质地带上形成了许多岩溶空洞。今天的蓝洞原来曾是一个巨大的岩洞,多孔疏松的石灰质穹顶在某些地质外力的作用下,偶然坍塌出一个近乎完美的圆形开口,成为敞开的竖井,洞口便成为一个干燥洞穴系统的入口。随着冰川消融带来海平面上升,洞穴被海水灌满,直至淹没,便形成了举世闻名的伯利兹蓝洞。这座蓝洞的深度并没有让海洋生物“望而却步”,相反,还是很多生物生活的天堂,应该说还是许多海洋居民的最佳避风港,除了各种珊瑚、海绵、梭鱼整日逡巡其间,洞边常年有一群鲨鱼游来游去,成为一道独特的风景。

当然,伯利兹蓝洞论深度是远远比不上我国南海发现的三沙“永乐龙洞”。它是迄今为止世界上已发现的最深的海洋蓝洞,最深处达300.89米。三沙永乐龙洞基本上是一个垂直洞穴,洞口直径130米,洞底直径约为36米,像不像一个敞口、窄底儿的大酒杯?科学家在三沙永乐龙洞侧壁获取了岩心,发现洞壁的岩性主要为珊瑚和其他海洋生物残骸沉积构成的生物礁。洞内并未发现水体与外海或漏湖相通,但有不同的水层存在,水体基本处于静止状态。

最值得注意的是,从三沙永乐龙洞内约105米深至洞底,存在着一个溶解氧趋于0的近200米深的无氧海水环境。事实上,由于蓝洞内部的水循环较弱,通常在某一深度之下都会处于一个缺氧的状态。这种环境对于大多数海洋生物来说都是不友好的,但是却可以为大量的细菌提供很好的生活条件。

另外值得一提的是,科學家在不同的蓝洞里,已经发现了很多生物化石,能够反映出曾经生活在蓝洞中那些远古生命的痕迹。我们不难猜想,这其中肯定有不少海洋生物的化石,但是,这里也发现了一些陆地生物或靠近水域生活的爬行生物化石。这究竟是为什么呢?个中缘由,我想大家已经了然于心了吧!

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