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洞穴大家族

2024-06-26索何夫

关键词:砾岩石灰岩玄武岩

索何夫

在文艺作品中, 洞穴通常是神秘、黑暗、隐蔽的代表,有很多“见不得光”的秘密,但天然洞穴的多样性,要远比许多人想象中更复杂。那大自然是如何鬼斧神工地造就了这些神秘之地呢?让我们去逐一揭开各种洞穴的面纱。

石灰岩溶洞:洞穴里的经典款

岩溶洞穴通常位于降水较多、岩石疏松、遍布石灰岩的区域。大量渗透进岩层的水会在裂隙中积聚,形成地下河、暗湖,同时不断地溶解石灰岩中的碳酸钙,最终形成越来越巨大的地下空间。而水中的碳酸盐逐渐沉积、凝固后,又会形成石笋、钟乳石、石柱这类复杂结构,让参观者惊讶不已。

由于石灰岩会不断溶解,岩溶洞穴往往能“生长”得非常大。许多溶洞的水系与地面水系相连,使得许多水生生物可以进入溶洞,演化出长相奇特的洞穴水生品种,如各种盲鱼、盲蟹、盲虾等,这些洞穴生物普遍色素退化,通体洁白,双眼消失或退化到只能部分感光,但嗅觉、触觉等极为灵活。

石灰岩溶洞的发育过程,与降水息息相关。一旦降水减少,一部分干涸的石灰岩溶洞就会停止发育——出土了山顶洞人化石的北京周口店山顶洞,就是一座因为降水减少而不再发育的溶洞。虽然目前已经变得寒冷干燥,但洞内留下的石钟乳沉积物结构仍然表明了它曾经的溶洞身份。

砾岩溶洞:朴素的“洞府”

与石灰岩溶洞相比,砾岩溶洞要小一些,形成于钙质胶结的砾岩中。这些洞穴的特征是较为干燥而狭窄,通常也没有石灰岩溶洞那宏伟壮丽的“精装修”——毕竟这些“装修”必须有大量易溶于水的碳酸盐才能搞得起来。通常而言,较短的砾岩洞是许多半洞穴生物的家园,比如蝙蝠。穴居蝙蝠的粪便又会引来蚰(yóu)蜒(yán)、马陆、蟋蟀等节肢动物,使得洞内环境变得“生机勃勃”。

对于缺乏探洞经验的普通人而言,砾岩洞往往是他们比较容易遇到、也可以相对安全地探查的洞穴。过去的出世主义者和隐居者也很容易把这类洞穴稍微打扫整理一番,变成自家“洞府”。不过,也有一些大型砾岩洞拥有较为复杂的地下水系,甚至具有非常庞大的地下结构,典型例子是位于我国雅安西北芦山县的龙门洞,它的总长度在100 千米以上,内部存在比较发达的暗河系统,迄今为止还有众多洞穴群尚未被探明。

石膏溶洞:地下的“秘密花园”

石膏溶洞在形成原理上与石灰岩溶洞类似,是地下水进入透水性好的岩层之后溶解岩石的产物。只不过,石膏洞所处的地层含有大量硫酸钙水合物,这使得其内部结构与“普通”溶洞又有些区别:在发育成熟的石膏洞内,大量石膏和方解石晶体会随着水流持续带来新的物质而不断生长,相对于石灰岩溶洞而言,更容易形成大量类似于珊瑚、花朵等的复杂结构,观赏价值相当之高。而在古代,一些较容易进入的石膏洞则经常会成为开采石膏或者观赏用的“奇石”的矿区。目前发现的最大的石膏洞是乌克兰的奥普蒂米斯蒂奇纳洞,它的地下通道总长度超过265 千米,也是欧洲最长的洞穴。

玄武岩洞:火山的遗迹

和由地下水侵蚀形成的溶洞等次生洞穴不同,玄武岩洞是由火山活动形成的原生洞穴。在大规模火山活动中,玄武岩以岩浆形式喷发,然后因为熔岩流凝固速度差异而逐渐产生洞穴(熔岩管)。当然,在形成之后,一部分玄武岩洞也会因为风化作用而发生进一步变化。

由于需要由火山活动形成,大多数玄武岩洞都集中于火山喷发频繁的地区,其内部景观也和溶洞大相径庭,往往存在大量柱状玄武岩结构。另外经常伴生各种金属矿,比如铜、铁甚至金等。各种五颜六色的水晶矿也常常可以在这些岩洞中见到。一部分玄武岩洞在形成之后逐渐积水,并逐渐形成了地下涌泉,这类泉水中通常富含来自玄武岩内的微量矿物质,是天然矿泉水的重要水源。

值得一提的是,玄武岩洞很有可能为人类未来的太空探索帮上忙:在月球,当地质活动尚未结束时,曾经形成了不少地下的玄武岩洞,它们很可能会成为人类在月球的太空基地,而洞内可能存储的金属元素甚至水冰,都会成为重要资源。

砂岩洞:风造的房子

砂岩洞是一类风化产生的次生洞穴,往往是在砂岩陡崖上,因为风、降水和热胀冷缩等外因综合影响而产生。这些风化产生的洞穴相对较浅,通常成群分布,构成蜂窝状平行层面、大小不同、形态各异、深浅不一的洞穴群。外表则大多“灰头土脸”,缺乏具有观赏价值的石笋、方解石结晶等景观。

在沿海地区,砂岩层则往往在海浪的侵蚀下被破坏,形成大大小小的海蚀洞。这些洞穴虽然仍不如溶洞复杂,但因为会在潮汐作用下被全部或者部分淹没,且经常被海水“雕凿”出较为奇特的结构,因此内部景观往往也还算值得一看。

砂岩洞也是人类最容易利用的一种岩洞,它们相对较浅,很容易在简单改造之后(比如对洞穴内部进行清理拓宽,沿着洞口建起墙壁等),就变成适合居住的房屋。在世界各地,将砂岩洞改为住所或者临时庇护所的做法都很常见,其中规模较大的,当属北美洲西部地区的原住民,如霍霍卡姆人、阿纳萨齐人修建的崖屋。这些居住在目前新墨西哥州、犹他州等地的古代人群在峡谷里经营原始农业,将房屋建造在悬崖的凹陷处。其中一些是人为开凿的火山岩凹洞,另一些则是较浅的、风化形成的天然砂岩洞。虽然因为环境崩溃、干旱等因素的影响,这些原住民最终消失或者迁徙到了南方的墨西哥,但他们留下的大量利用岩洞修建的房屋仍然留在当地。

花岗岩洞:坚固又偶然

作为一种极为坚硬、致密的变质岩,花岗岩很难被侵蚀,因此,花岗岩洞大多由地质构造运动产生。这类洞穴规模同样不会太大,深数十米,高几米到十几米就算是规模不小了,与动辄上千米的各类溶洞难以相提并论。

相当一部分花岗岩洞事实上是地质构造过程中岩层坍塌、将原有的地表裂隙掩埋后所形成的。一些花岗岩洞内部充斥着狭窄、危险的缝隙,还有一些并不稳定,有落石风险,因此不太适合缺乏经验者进行探索。在野外,进入这种洞穴之前最好仔细观察,查阅相关资料和信息,以确保安全。

除了由岩石构成的这些洞穴之外,大自然还有由冰川构成的特殊洞穴,相比之下,冰川洞穴的寿命远不及岩石洞穴,随着冰川的融化,洞穴就会坍塌消失。在了解了洞穴的大致类型之后,准备开启冒险的旅程吧。

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