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地球上的這些超級深淵,打死我也不敢凝望

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发表于 2019-2-19 14:44:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
來源:果殼


全球那些著名的大坑,你知道多少?自然界的鬼斧神工、天外來客的親吻、人類的各種活動,都能讓這個星球,變得坑坑窪窪。

岩溶,造坑主力軍

在挖坑的各種手段中,自然界的岩溶作用當屬主力軍。當石灰岩、白雲岩、石膏這樣的可溶性岩石,遭遇上溶解二氧化碳的水流的溶蝕和沖刷,往往把持不住,逐漸發育成裂縫或空洞。而日積月累,地表水順著地面的裂縫向地下溶蝕,或是地下水對地下溶洞不斷地改造,地面便可能因溶蝕或塌陷形成坑洞。
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位於澳大利亞南部甘比爾山(Mount Gambier)的安佛斯通坑洞(Umpherston Sinkhole),就是由於石灰岩地層溶蝕坍塌形成。經過人工綠化後,這裡已然成為一處生機盎然的花園。

天坑,坑洞巨無霸

網絡上頻繁使用的「天坑」,其實是一個地質學術語「tiankeng」,專指一種發育在碳酸鹽地層中,四周岩壁峭立,直徑和深度達到百米級別的特大型坑洞。截至2006年,世界上發現並確認的天坑約有80個,其中約50個在中國,主要分布在西南地區。直徑和深度均大於500米的3個特大型天坑,全部位於中國。

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根據目前的數據,世界第一大天坑為小寨天坑,最大深度為662米,口部直徑為627米,地質學名詞「tiankeng」便是得名於此。

藍洞,當洞穴邂逅海洋

當碳酸鹽岩形成的坑洞,遇上湛藍的海水,就別有一番攝人心魂的魅力。這些點綴在貝里斯、巴哈馬、關島等地附近海域的「藍洞」(Blue Hole),大多形成在海平面較低的冰河時代。岩溶作用讓這些地方的碳酸鹽岩台地形成了眾多空洞。此後海平面上升,海水灌入洞中,便形成鑲嵌在淺藍色海洋上的深色「藍洞」。

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位於中美洲貝里斯、聞名遐邇的大藍洞(Great Blue Hole),直徑超過300米,深度達到124米。兩條珊瑚礁圍繞在它周圍。
火山,挖坑多面手

如果你以為自然界挖坑的手段只有岩溶作用,那可就錯了。廣泛分布的火山也能產生千姿百態的坑洞。火山噴發停止後,岩漿通道中的熔岩冷凝收縮,就會形成凹陷的圓形區域,也就是普通的火山口。但如果大量岩漿噴出,火山體下方失去支撐,地表發生塌陷,便會形成「破火山口」(caldera)。破火山口通常為陡壁包圍,規模比一般火山口大得多,可達數百米至數十公里。


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位於蘇丹達富爾的德里巴(Deriba)破火山口,它的奇特之處在於嵌套了內外兩圈火山口。岩漿噴發地面下沉形成外層5千米寬的破火山口之後,新的抬升運動和岩漿噴發又在裡面形成一個火山口。
另一種「低平火山口」(Maar)的形成過程則比較溫和。當熾熱的岩漿遇到冷的地下水產生大量水蒸氣,由於不能完全排放就會發生爆炸,在地表產生這種圓形的小火山口。
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海南省的雙池嶺就是兩個孿生的小火口,原本蓄積的湖水現在已經乾涸。湖盆周圍的火山岩圍牆高程為90米,直徑250-320米。

撞擊坑,天外來客的親吻

把目光投向浩淼的太空,時時做客地球的隕石和其他星體,也是挖坑的中堅力量。這種「撞擊坑」(impact crater)在月球、火星上俯拾即是,在地球上也不算稀少。目前,我們仍能在地球上識別出178個撞擊坑,其中有5個直徑大於100公里。
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位於美國亞利桑那州北部沙漠中的巴林傑隕石坑(Barringer Crater)是地球上保存最好的撞擊坑之一。它直徑1200米,深達170米,周圍圍繞著45米高的壟起。研究認為,它是由一顆直徑約50米的隕石在5萬年前撞擊形成。

位於撒哈拉沙漠西南部茅利塔尼亞境內的「撒哈拉之眼」(Eye of the Sahara),是一個近乎完美的環形結構,它也曾被懷疑由隕石撞擊形成。但支持撞擊說的證據,比如超高壓作用形成的礦物柯石英,並未被找到,地質學家傾向於將奇觀歸為地表的抬升和侵蝕作用。
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直徑達40公里的撒哈拉之眼。大部分地層因侵蝕而凹陷,較抗侵蝕的石英岩則突出地表。
人類也挖坑

目睹了自然的鬼斧神工,再來看看人類的「作品」。人類的許多活動都會誘發或導致地面沉降(subsidence)。過量開採地下水或其他承壓流體(如石油),引起土層的壓實或壓密,是造成地面沉降的重要誘因之一。地下固體礦藏,如煤礦、鐵礦的挖掘,會在地下形成採空區。當上覆土層不堪重力陷落或變形,也會導致地面下沉。此外,重大工程建築物施加的荷載,同樣能使土體變形。


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超過一個世紀的對鋅礦和鉛礦毫無節制的開採讓俄克拉荷馬州的皮謝爾(Picher)變成了一座鬼城,這裡的地面布滿陷坑。

位於土庫曼斯坦達瓦札(Derweze)的「地獄之門」(Door to Hell),則有一段戲劇化的形成過程。1971年,地質學家在這片地區鑽探時發現一個蘊含豐富天然氣的洞穴。哪知鑽探下方突然坍塌,一個直徑70米的坑洞由此誕生。為了防止有毒氣體溢出,當時的人們決定點燃坑洞中的天然氣。沒想到這一燒就燒到了現在,無論白晝黑夜從不熄滅。

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這或許是地球上最像地獄入口的地方了。

礦坑,地球的傷疤

露天採礦也會形成壯觀的坑洞。如果具有商業開採價值的礦物或岩石分布離地表不遠,人們就可以直接在地面上鑿坑,而不需花費力氣在地下開鑿隧道。比如金剛石雖然是在地球深處的高溫高壓環境下形成,但由於火山管道常能把它帶到地表,露天採礦金剛石就能形成巨大的礦坑。

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位於南非金伯利的大洞(Big Hole)寬463米,深度本來達到240米,後來因回填殘渣降低到215米左右。

城市裡的潛在陷阱

可不要以為坑洞只會出現在荒郊野外,城市腳下深不可測的地下空間,也是潛在的陷阱。地下水管滲漏,水流侵蝕土層,或是鋪設管道回填不善,形成容易被侵蝕的鬆散土層,都可能埋下未知的隱患。

2010年5月,熱帶風暴「阿加莎」肆虐後的中美洲瓜地馬拉城橫空出現了一個直徑18米、深100米的地陷洞。人們懷疑是城中的下水道和排水管泄漏,侵蝕這裡由火山噴發物沉積的鬆散土層,再加上驟降的暴雨影響,地表發生塌陷便形成了這個巨大的空洞。
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2010年瓜地馬拉城的地陷洞,早在2007年,瓜地馬拉城也上演過類似的情景。

參考資料:
[1]任美鍔, 劉振中 編. 岩溶學概論. 商務印書館, 1983.
[2]朱學穩, 朱德浩, 黃保健 等. 喀斯特天坑概論. 中國岩溶, 22(1), 2003.
[3]久野久 著. 火山和火山岩. 火山與火山岩, 地質出版社, 1978.
[4]潘懋 李鐵峰 編著. 災害地質學. 北京: 北京大學出版社, 2002.
[5]Wiki:Blue Hole、Barringer Crater、Deriba Caldera、Richat Structure、Picher、Door to Hell、Mir mine、Big Hole
作者: Lithium42
ID:Guokr42

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