书城教材教辅科学知识大课堂——趣味科学
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第38章 趣味天文地理(5)

悄然而变,难以察觉地球的许多变化是十分缓慢的,似乎是地球背着人们在偷偷摸摸地变化。例如,地球上发生的大规模垂直运动和水平运动,凭人的感觉难以发现。但人类毕竟已有几千年文字记载的历史了,靠着世世代代积累的观察资料,加上现代科学技术,人们已经发现了这种变化。

“晴川历历汉阳树,芳草萋萋鹦鹉洲”。唐朝诗人崔灏《黄鹤楼》诗中脍炙人口的诗句多么引人入胜,然而,时隔一千多年,当年武昌长江中风景秀丽的鹦鹉洲已被江水吞没,杳如黄鹤了。

位于青藏高原的喜马拉雅山是世界上最高的山。在山上,人们发现了海中生物的化石,说明这里曾经是一片汪洋。古人所云“沧海桑田”确实是存在的。根据生物化石反映的那些生物生存的年代来推测,喜马拉雅山上升到今天的高度,经历了几百万年的漫长历程。而它却是地球上最年轻的山脉之一。你知道吗?青藏高原现在仍以每年平均5毫米~6毫米的速度上升。这样缓慢的变化,如果没有精密的地形测量,人们是察觉不出的。

瞬间突发,难以防范地球上的变化大多非常缓慢,但有时也会出现突然的变化。这种突变往往给人类带来灾难,例如大地震和火山爆发。

地震是发生在地底下的震动,事实上它时时刻刻都在发生。据统计,地球上每天发生的地震平均有一万多次。当地球内部变化不激烈时,地震不大,构不成对人类的威胁。只有当地球内部发生激烈变化时,才会显示出它可怕的威胁力量。

地球表面有许多火山口,它是地表通向看不见的地球内部的通道。在火山宁静时,它是奇异的自然景观;当火山发怒时,它是吞噬一切生命的魔鬼。意大利的庞贝城就是被火山喷发毁灭掉的。火山喷发时的情景,常常给人一种恐怖的感觉。

暗变难察,外力诱发在地球的某些地方,表面上看起来很平静,由于内部的变化,同样可以造成地面上的灾难,比较典型的是洞穴塌陷和“魔鬼”地区。

地些洞穴在地底下形成并逐渐扩大,在地表是看不见的,一旦地面造起建筑物,就不知哪一天会突然坍塌,造成生命财产的严重损失。我国三峡大坝的坝址由南津关移到了三斗坪,就是因为南津关那里有地下溶洞。20世纪40年代,美国专家来长江考察时,看到长江在南津关江面狭窄,形如漏斗,认为那里是修建三峡大坝最理想的地方。解放后,经我国地质人员勘察发现,南津关地区地下有许多溶洞,一旦建坝,基础不稳,后果简直不堪设想。经地勘探人员多年努力,终于找到了理想的坝址——三斗坪,大坝可以建筑在坚固的花岗岩上了。

在地球表面上一些地方,由于不知道的原因,常常出现莫名其妙的灾难,我们把这种地方称为“魔鬼”地区。世界上最着名的魔鬼地区是百慕大魔鬼三角区,它是大西洋上的一片海域。在这里,飞机常常迷失方向,轮船会莫名其妙地失踪。据说至今已有一百多只舰船和三十多架飞机在这个海区消失。我国也有类似的地方,例如鄱阳湖的魔鬼三角区,早在北宋时就已发现,并有记载。解放后从20世纪60年代初到80年代末近30年间,在这里有二百多只船沉没,一千六百多人丧生。这里风速可达每小时200千米,真是令人莫测高深。通过调查发现,地球上还有不少其他的魔鬼地区存在,且大多数在水域。我们很自然地联想到,这些不幸事件虽然发生在地表的魔鬼地区,而其内在的原因可能就在我们看不见的地下。

当你仔细观察地表的山川分布时,你会惊奇地发现,世界上最高的山峰——高8848米的珠穆朗玛峰和最深的海沟——深11034米的西太平洋马里亚纳海沟,均在北纬30°线附近。一些大江大河的入海口也在北纬30°线附近,例如我国的长江和美国的密西西比河。此外,撒哈拉大沙漠和百慕大魔鬼三角区等也在这一纬度附近。有人提出了这样的疑问:这些地表上的特殊现象都集中在北纬30°附近,是巧合还是与我们看不见的地下风云有着某种内在的联系呢?

上述种种地表现象,让我们感觉到地球内部是一个不平静的世界。

地下迷宫七星岩

在广西壮族自治区的东北部有一座举世闻名的旅游城市——桂林。桂林附近有如簇的奇峰,有如带的江水,更有如梦如幻的石灰岩溶洞。中国有句俗话:“桂林山水甲天下”,这话一点也不假。

今天我们是专程到桂林来探索这里的地下迷宫——石灰岩溶洞的秘密。

离开桂林城向东,跨过清澈的漓江和小东江,就到了七星岩公园的大门口。七星岩实际是七座规模不大的石灰岩孤丘,每个孤丘高不过百余米,从高空向下望,就像七颗璀璨的北斗七星撒落在人间。

七星岩公园里有一个规模宏大,彼此勾连,变幻莫测的洞穴群,也叫七星岩。凡是到桂林来的旅游者都要到七星岩来,看看这个全国闻名的溶洞,而科学工作者所关心的是这个溶洞群会告诉我们多少科学的知识。

七星岩的主要旅游路线在中层,是由总长达814米的狭窄的甬道与8个大厅彼此首尾相连组成的。甬道比较低矮,有的地方仅可容一人通过,而大厅则显得十分宏大、宽敞,有的洞底有三四十米见方,顶高可达27米。

桂林附近分布着大片的、质地比较纯净、岩层相对比较平缓的石灰岩地层。这是七星溶洞形成的物质基础。由于地壳的变动,使桂林石灰岩内部产生大量的裂隙,地下水沿着这些裂隙进入岩层,并沿着层间不停地溶蚀着周围的岩石,最后形成一条条细长的甬道,而在与岩石裂隙相交的地方,就形成一个个体态更大的厅堂。

走进洞口不远,你可能立刻被眼前出现的似真似幻的美景所打动。在五颜六色的灯光照射下,吊在洞顶的,立在地面上的,或者附着在洞壁上的形形色色的碳酸钙沉积物,有的像人,有的像物,有的像动物,再经过导游小姐的一番绘声绘色地讲解,这些形象无不惟妙惟肖,好像有了生命。

也许你们并未注意到,在你的前上方不远的岩壁上,有一处平坦的平台,导游小姐会兴致勃勃地告诉你,那叫“老君台”,是当年太上老君曾经呆过的地方。太上老君是神话中的可爱的老头,是人们编造出来的人物。其实,那个平台不是别的,而是上一层溶洞的遗迹,后来由于地壳变动,下层溶洞的顶板崩塌下来,上下溶洞联成一体。我们还会看到,这两层溶洞的垂直的距离大约在十米左右。

我们再往前走,到了一个数十米长的“白玉长郎”,这是因为这段甬道两侧岩壁比较光滑洁白而得到这个美丽的名字。如果我们在这段长廊里,用脚在地上用力踩一下,你会听到瓮声瓮气的“咚”“咚”声。这说明在你的脚下不远的地方,是第三层洞穴。第三层洞穴的水平标高与今天桂林的地下水面相当,有丰富的地下水充满在这层洞穴中,所以也叫“水洞”。

在水洞里,地下水对石灰岩的溶蚀作用不停地进行着。桂林的水洞还不能向游人开放,可是在我国其他一些地方,比如江苏省宜兴的善卷洞,游人就可以到最下一层的水洞里乘船赏景。

从对七星岩的一般情况介绍与分析中,我们可以看出石灰岩溶洞结构的一般特征:

第一,石灰岩溶洞一般是由细长的甬道与高大宽敞的厅堂相连而成。

第二,大部分的溶洞中都有各种碳酸钙沉积物存在。我们根据它们的形态差别进一步划分为:从洞顶垂下来的,叫石钟乳,是从溶洞顶浸下来含钙质的水,经过长期沉积而成;立在地上的,叫石笋;一般情况下,石钟乳与石笋上下相对,当石钟乳不停地向下生长,地上的石笋不停地向上生长,发展的最终结果是石钟乳与石笋连接起来,形成一根顶天立地的石柱。

第三,从溶洞的整体看,一个发育比较完善的溶洞群通常都有若干层次,每层间的垂直距离不等,有的可相互通连,组成一个庞大的溶洞体系。七星岩溶洞为上下三层,每层的间距各十米左右,而且上下相连,已经发现的溶洞总长度超过2000米。

对于溶洞分层原因,科学家们提出一个地壳的间歇性抬升假说。科学家认为,最上层的溶洞时代最早,最下层的溶洞时代最新。最上层溶洞形成的时候,位置与今天的地面以下地下水位相当,在流水的作用下形成了这一层溶洞。接着地壳抬升,一直上升到十米左右,地壳趋于稳定,此时第一层已经脱离了水面,溶蚀作用停止,碳酸钙沉积产生,与此同时,第二层溶洞开始发育,形成第二层溶洞;再后来又一次地壳抬升,第三层溶洞开始发育并形成今天的水洞与地下暗河。总之,七星岩三层溶洞反映出当地的地壳曾经出现过三次间歇性抬升。

如果桂林地区的地壳还要不停地抬升下去的话,七星岩还会产生第四层溶洞,第五层溶洞……

七星岩溶洞完全是地下水在我们看不见的地下雕塑而成的,真是鬼斧神工,它是地下物质运动的一个例证。