天坑是怎麼形成的

General 更新 2024年11月22日

  天坑是指具有巨大的容積,陡峭而圈閉的巖壁,深陷的井狀或者桶狀輪廓等非凡的空間與形態特質,發育在厚度特別巨大、地下水位特別深的可溶性岩層中,從地下通往地面,平均寬度與深度均大於100米,底部與地下河相連線的一種特大型喀斯特負地形。下面由小編為你詳細介紹天坑的相關知識。

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  現象成因

  天坑的成因大多分兩種,大多是塌陷型***廣西樂業天坑群等***,罕見的是沖蝕型***重慶武隆後坪沖蝕 天坑群等***天坑的形成至少要同時具備六個條件:

  天坑的形成一是石灰岩層要厚。只有足夠厚的岩層才能給天坑的形成提供足夠的空間。

  二是地下河的水位要很深。

  三是包氣帶***含氣體的岩層***的厚度要大。

  四是降雨量要大,這樣地下河的流量和動力才足夠大,足以將塌落下來的石頭沖走。

  五是岩層要平。從天坑四周的絕壁看就會發現,岩層與地面是平行的,就像一層層的石板堆在四周一樣,只有這樣的岩層才能垮塌。

  六是地殼要突起。地殼的運動就會給岩層的垮塌提供動力。

  直至2010年,已經被確認的天坑達78個,其中2/3分佈在中國,當然關於天坑的考察、認定和爭論尚未停止。喀斯特地貌。喀斯特地貌在世界分佈很廣,約佔地球總面積的10%,中國喀斯特約佔全國總面積的13.5%,主要分佈於南方的貴州、廣西、重慶、四川、雲南,湖北等省區,是世界上最大最集中連片的喀斯特區,但喀斯特這個術語誕生於斯洛維尼亞。

  分級原則

  在世界上發現確認的天坑約80個,其中有超過50個在中國。中國的天坑分佈在南方喀斯特地區,絕大多數位於黔南、桂西、渝東的峰叢地貌區域。

  按天坑分級原則,深度和寬度均超過500米的為超級天坑,全世界僅有三例,全在中國***重慶小寨天坑、廣西樂業大石圍天坑***;深度和寬度在300米到500米之間的為大型天坑,全世界有16例,中國有9例;深度和寬度在100米到300米之間的為標準天坑。

  著名天坑

  十大天坑

  2010年瓜地馬拉天坑

  著名的天坑瓜地馬拉巨坑又將天坑這一術語進一步擴充套件,即地面突然塌陷。瓜地馬拉城部分市區地面不是處於固體基岩之上,而是一層鬆弛的、由碎石構成的火山浮石,通常有數百英尺厚。至少一位地質學家表示,瓜地馬拉城的最新天坑是由管道洩漏引發,並非自然現象。

  2007年瓜地馬拉天坑

  2007年,瓜地馬拉城也曾出現過一個類似天坑,而且距離出現的那個天坑還不遠。根據照片判斷,這兩個天坑的直徑約為60英尺***約合18米***,深約300英尺***約合100米***。通常情況下,當局會用大塊石頭和其他碎片將天坑填滿。隨著時間推移,在水的侵蝕和空氣的烘燥作用下,還會引起天坑向內傾斜。美國密蘇里州立大學地質學家道格-格烏澤***Doug Gouzie***說:“我認為瓜地馬拉城天坑四周並沒有如此快速地塌陷。”

  佛羅里達州溫特帕克天坑

  溫特帕克天坑在1981年形成於該市一個公共遊泳池下面,“至於這個游泳池是否洩漏,我從未看到過一份完整的報告。”他說,水可能通過游泳池底的小裂縫滲入下面的土壤。由於佛羅里達州的土壤多沙,即便是游泳池周圍的水生植物也有可能慢慢地將足夠多的土壤沖走,侵蝕下面的固體石灰岩層。格烏澤指出,美國地質勘測局繪製了遍佈全美的基岩型別。科學家仍需要對地下裂縫和水流經這些裂縫的方式進行廣泛研究,以便對發生天坑的地點進行預測。

  佛羅里達州馬爾伯裡天坑

  這個深約185英尺***約合56米***的天坑於1994年出現在佛羅里達州的馬爾伯裡市,發生塌陷的地方位於採礦企業IMC-Agrico傾倒的一堆廢料。該公司當時正在開採岩石以提取磷酸鹽。磷酸鹽是一種化學物質,是化肥的主要成分,主要用於製造磷酸,以及增強蘇打和各種食品的味道。然而,在磷酸鹽從岩石中提取出來以後,主要成分是石膏的廢料被作為泥漿過濾出來。隨著一層層的石膏被晒乾,就形成了裂縫,就像出現在乾燥泥團上的裂縫。後來,水在裂縫中不斷流動,將地下物質捲走,為天坑的形成創造了條件。美國監管機構稱,IMC-Agrico公司應該承擔起管理這個天坑的責任,避免對地下飲用水供應造成危害。

  貝里斯城藍洞天坑

  據密蘇里州立大學地質學家格烏澤介紹,無論在什麼地方,只要水能侵蝕連線水平排水系統的垂直通道,就有可能發生天坑,因為在這種情況下,大量固體物質被沖走。如果天坑在海岸附近或是在大海中——比如宏都拉斯貝里斯城海岸附近燈塔暗礁著名的“藍洞”天坑,海水會在塌陷後迅速滲入,形成一個深不見底的池子。

  俄克拉荷馬州皮謝爾的陷坑

  長年開採鋅礦和鉛礦讓俄克拉荷馬州與堪薩斯州交界附近皮謝爾的地面佈滿陷坑,包括2008年所拍照片中的這個陷坑。一些礦在挖掘過程中距離地面太近,頂部無法支撐上方土壤的重量,最終導致塌陷。密蘇里州的格烏澤說:“密蘇里州和賓夕法尼亞州西部的煤礦附近也曾出現過陷坑。我們的建礦技術越來越高,頂部足以支撐上方土壤的重量。”

  冰島陷坑

  冒險家米克·科伊納和他的皮划艇沿著冰島第二長河——喬庫爾薩河上游一個陷坑的坑壁下降。喬庫爾薩河的河水來自一條冰川的融水,這個深150英尺***約合45米***的倒扣漏斗形陷坑由下方地熱噴口噴出的上升蒸汽所致。

  墨西哥伊克·基爾天然井

  一群游泳愛好者在伊克·基爾天然井藍寶石色的水中享受游泳樂趣。這個天然井位於墨西哥尤卡坦半島奇琴伊察的古瑪雅遺址附近。在海平面出現的陷坑會充滿水,深度與地下水位相當,形成著名的清澈藍色水池。瑪雅王室會在水池內放鬆身心和舉行祭祀儀式。

  葡萄牙里斯本的陷坑

  2003年拍攝於葡萄牙里斯本,一輛不幸的巴士成為街道上一個大陷坑的“午餐”。密蘇里州的格烏澤表示,能夠導致水流入地下土壤的任何因素都能加速陷坑形成。在很多城市,下水道、光纜等公共基礎設施埋入填滿鬆散料的溝槽內,這些充填料會隨時間推移被最終沖走。在某些情況下,一段路面會最終變成一個下方基本上空空如也的混凝土橋。格烏澤說:“此時的路面無法承受上方駛過卡車的重量。”

  阿拉巴馬州永不沉沒之坑

  照片拍攝於1998年。阿拉巴馬州“永不沉沒之坑”是一個石灰石陷坑,深度大約在50英尺***約合15米***左右,裡面生活著罕見的蕨類植物。上世紀90年代,一群探洞者買下了這個陷坑,通過這種方式為子孫後代保護這個自然奇觀。

  喀斯特地貌通常由石灰石或者白雲石岩床溶解形成。美國的喀斯特地貌主要位於密蘇里州、阿肯色州、肯塔基州、田納西州、阿拉巴馬州北部、德克薩斯州以及佛羅里達州大部分地區。這些地區的標誌性特徵為下沉的溪流、伏流、大型泉水、洞穴以及陷坑。

  最大天坑

  1998年國土資源部在廣西壯族自治區百色地區樂業縣進行土地資源調查時,發現一種世界罕見的地質奇觀 —喀斯特漏斗群,又稱樂業天坑群。該地區為典型的喀斯特地貌***即岩溶地貌***。降水量大,為地下洞穴的發育提供了良好條件。

  樂業天坑群位於中國廣西樂業縣,佔地約20平方公里。初步已發現有大石圩、白洞、風巖洞、穿洞等20多個天坑。“天坑”四周皆被刀削似的懸崖絕壁所圍,形成一個巨大的豎井,底部是人類從未涉足過的幾十萬平方米的原始森林,並有地下河相通。森林中有大量珍貴的動植物品種。其地下原始森林面積為世界第一,深度位居世界第二,容積居世界第三,具有極高的科研價值。

  樂業天坑群中最大的大石圍天坑,垂直深度613米,南北走向寬420米,東西走向600米。大石圍天坑***又名樂業地下龍宮天龍口***位於中國廣西樂業縣同樂鎮刷把村百巖腳屯。

  1999年2月至10月,有關方面再次組織了水文地質專家對當地進行了全面的考察。結果確定,分佈在中國西南雲貴高原東坡的樂業天坑群是世界最大的天坑群,截止已發現的近20座天坑幾乎囊括了各種型別的天坑,是一座“天坑博物館”和“世界岩溶聖地”。

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