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别有洞天的地穴

2018-10-22李和昌

科学大众(中学) 2018年7期
关键词:金线小岛火山

李和昌

地穴一直是个充满神秘感的区域,电影中的地穴不是住着矮人就是藏有价值连城的珍宝、惊世骇俗的神器或者天下无敌的武功秘籍。对地穴的好奇和恐惧,在人们的心中被无限放大。

地穴探险在国外,尤其在发达国家中较为普及,已成为不少人的业余爱好,演变为周末和假日体育运动的一个项目,吸引了众多青少年参加。参加者必须先在地穴学校进行严格的技术训练,获得合格证,才能参与探险。持证者不仅有单独探洞的能力,而且还有遇险时救护别人的能力,以及测量绘制地穴图等基本技能。法国有450多个地穴俱乐部,成员6000多人,英国有200多个地穴探险俱乐部,就是岛国日本也有几十个探洞俱乐部。

成因各不同

地穴按形成的原因又分为原生穴和次生穴。原生穴的地下空间与周围岩壁同时形成,一般来说,与地下水没有关系,其中最主要的是由火“炼制”的熔岩隧道(俗称火山洞)。最大的火山洞位于夏威夷岛,该岛本身就是火的杰作。火山洞由流动岩浆的内外温差造成,外面的冷却快,就结成硬壳,而中部的岩浆保持高温继续流动,就不断向前形成洞道。火山猛烈的喷发不断地改变周围的景观,熔岩流揭示了奇妙的地质构造过程。时间之笔蘸着炽热的岩浆在这片土地上挥毫泼墨。超过16000平方千米的广袤陆地上,密布着火山锥、喷气孔、熔岩丘等神奇地貌。去火山一游,除了跟新鲜滚烫的熔岩流合个影,钻一钻火山洞也是必不可少的项目。苏格兰外海有一座斯塔法岛,岛并不大,却总有络绎不绝的游人前来观赏,登岛者名单里包括伊莉莎白女皇和著名音乐家门德尔松等。吸引他们的不是鸟语花香,而是小岛的奇怪构造。小岛四周大部分是断崖和溶洞,但是细看这些断崖和溶洞,并非被海水打磨得光滑,而是由一根根六棱石柱一个挨着一个拼接而成,像一排排铅笔竖起来插入了海中。小岛顶部比较平缓圆润,仿佛是长度差不多的一捆铅笔,它们顶部的“橡皮头”组成了这一片平台。这个“铅笔小岛”是火山的杰作。远古,这里有座海底火山喷发,岩浆在海水中迅速冷却,凝结为六棱柱形的岩柱,人们把它们称为“柱状节理”。至今整个小岛的基底都还有非常明显的火山喷发痕迹。之后火山活动依然继续,不过再也没有之前的剧烈,而是温和了许多,结果是小岛缓缓上举,这些神奇的柱状节理就此见了天日。

次生穴是先形成岩石,然后岩石又受各种外力作用形成地穴。其中包括各种自然力侵蚀作用形成的地穴,比如海浪拍打侵蚀形成的海蚀地穴,干旱地区的风成地穴,土层中的潜蚀地穴等。而最重要的,也是地穴科考和研究的主要对象就是我们通常所说的溶洞,也就是喀斯特地貌。喀斯特是前南斯拉夫西北一个高原的名字,那里覆蓋着大量的石灰岩,最早对其进行研究的学者便以之命名类似地貌,也就是著名的喀斯特地貌。地表水在运动过程中对所经过的沉积物或岩石有着重要的侵蚀作用,既包括水动力作用下的碎屑物搬运,又包括水对岩石或沉积物的化学溶蚀,还包括碎屑物在搬运过程中的磨蚀。喀斯特地貌就是地下水对碳酸盐岩侵蚀作用的结果,在水流作用下,形成陡峭的海岸、弯曲的沟壑、高高的冰蚀悬谷、气势磅礴的大峡谷。

地下藏鱼虾

地穴不仅是美丽的自然景观,还为万千生命提供了栖息地,许多动物在地下岩洞中生活。但是在常年没有阳光的地底,是不可能出现原始森林般的繁荣景象。因此,地穴中的巨蟒和怪兽只不过是想象,这里的常住居民只有较为低等的昆虫、鱼等。令人咋舌的是,由于没有日光照射,地穴鱼千百万年来过着没有昼夜周期的生活。因为生活在黑暗的洞中,有的眼睛已经退化不见了;有的眼睛变成一个黑点,有消失的趋势。由于长期适应黑暗的地穴环境,它们的身体颜色通常变浅或变成无色透明状,因此又称“透明鱼”“玻璃鱼”;眼睛变小或消失,因此又称“盲鱼”或“无眼鱼”。地穴鱼的形成时间主要是在距今530万年前的上新世和更新世。在此期间,青藏高原发生强烈的隆升运动,位于其东南侧的广大喀斯特地区受其影响,形成了很多地下溶洞。原本生活在地上河的鱼类随水流进入地下河流之中,并定居下来,逐渐演化,最终演化成现今的地穴鱼。

中国是已知最早记录地穴鱼的国家,明嘉靖年间解一经著的《阿庐洞记》中就记载了现今云南省泸西县阿庐古洞中的鱼:

“闻其中有透明鱼,涨甚辄溢出”,这也是世界上最早有关地穴鱼类的文字记载,所记述的即为透明金线鲃。1976年4月23日,云南建水县羊街坝农场的人们在寻找新水源时偶然从100米深处的地下水中发现一尾体长34毫米的小鱼,其身体呈半透明,隐见内脏,左眼已被皮膜完全遮盖,右眼残留针尖大小的黑色眼孔。这条小鱼的发现填补了我国近代地穴鱼类发现记录的空白,并掀起了探索地下洞穴、寻找地穴鱼类的热潮。

黑暗中的生命

达尔文的演化论认为:动物的生存演化遵循“物竞天择,适者生存”的法则。只有适应环境的物种,才能更好地生存下去。由于生存环境特殊,地穴鱼在形态结构、生理功能和新陈代谢等方面都演化出了许多独特的形态特征,与洞外鱼类有显著的区别。

在黑暗的地穴中,眼睛成为多余的器官。久而久之,鱼类眼睛由大变小、由小到消失,呈现一种渐变的过程,这也是动物器官“用进废退”的生动例子。例如:狭孔金线鳃和巨须金线鲃的眼睛较大,而驼背全线鲃和双角金线鲍的眼睛较小,佳荣盲高原鳅的眼睛完全退化消失。同样由于没有光线,原本用来防止太阳紫外线辐射对内脏损伤的色素也逐渐消失,于是身体呈透明状。但在有光照的情况下,色素又能重新形成,如佳荣盲高原鳅。

在某些形态特征高度退化的同时,又有一些形态特征变得高度发达。例如用来感知食物的触须比之地表相近种类的更长、更粗壮,如巨须金线鲃,有的种类胸鳍变长,如佳荣盲高原鳅;同时用来感觉外界环境振荡波和水温变化的侧线系统也得到加强,使之在浑浊水质或黑暗的环境中,依然能够成功避开障碍、自如地运动。

同类群的地穴鱼往往演化出较多相似的性状,如高原鳅属地穴鱼一般都有体色较浅或变成白色、眼睛退化或完全消失,以及胸鳍延长等适应穴居生活的特征。全线鱼巴属演化出了头背部隆起或成角状突起、体色变浅或消失成白色、眼睛退化.以及口须发达等适应性特征。地穴鱼往往很敏感,更给人一种透明、晶莹的感觉,因此往往让人觉得神秘、神奇。其实,它们在地质环境变化和生物演化等研究中所起到的作用更让人感叹和称奇。近年来环境污染及人类无知的捕杀已经严重影响了地穴鱼的生存,如果不加大保护力度,地穴鱼的未来堪忧。

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