天坑是怎么形成的
天坑是指具有巨大的容积,陡峭而圈闭的岩壁,深陷的井状或者桶状轮廓等非凡的空间与形态特质,发育在厚度特别巨大、地下水位特别深的可溶性岩层中,从地下通往地面,平均宽度与深度均大于100米,底部与地下河相连接的一种特大型喀斯特负地形。下面由学习啦小编为你详细介绍天坑的相关知识。
天坑是怎么形成的:
现象成因
天坑的成因大多分两种,大多是塌陷型(广西乐业天坑群等),罕见的是冲蚀型(重庆武隆后坪冲蚀 天坑群等)天坑的形成至少要同时具备六个条件:
天坑的形成一是石灰岩层要厚。只有足够厚的岩层才能给天坑的形成提供足够的空间。
二是地下河的水位要很深。
三是包气带(含气体的岩层)的厚度要大。
四是降雨量要大,这样地下河的流量和动力才足够大,足以将塌落下来的石头冲走。
五是岩层要平。从天坑四周的绝壁看就会发现,岩层与地面是平行的,就像一层层的石板堆在四周一样,只有这样的岩层才能垮塌。
六是地壳要突起。地壳的运动就会给岩层的垮塌提供动力。
直至2010年,已经被确认的天坑达78个,其中2/3分布在中国,当然关于天坑的考察、认定和争论尚未停止。喀斯特地貌。喀斯特地貌在世界分布很广,约占地球总面积的10%,中国喀斯特约占全国总面积的13.5%,主要分布于南方的贵州、广西、重庆、四川、云南,湖北等省区,是世界上最大最集中连片的喀斯特区,但喀斯特这个术语诞生于斯洛文尼亚。
分级原则
在世界上发现确认的天坑约80个,其中有超过50个在中国。中国的天坑分布在南方喀斯特地区,绝大多数位于黔南、桂西、渝东的峰丛地貌区域。
按天坑分级原则,深度和宽度均超过500米的为超级天坑,全世界仅有三例,全在中国(重庆小寨天坑、广西乐业大石围天坑);深度和宽度在300米到500米之间的为大型天坑,全世界有16例,中国有9例;深度和宽度在100米到300米之间的为标准天坑。
著名天坑
十大天坑
2010年危地马拉天坑
著名的天坑危地马拉巨坑又将天坑这一术语进一步扩展,即地面突然塌陷。危地马拉城部分市区地面不是处于固体基岩之上,而是一层松弛的、由碎石构成的火山浮石,通常有数百英尺厚。至少一位地质学家表示,危地马拉城的最新天坑是由管道泄漏引发,并非自然现象。
2007年危地马拉天坑
2007年,危地马拉城也曾出现过一个类似天坑,而且距离出现的那个天坑还不远。根据照片判断,这两个天坑的直径约为60英尺(约合18米),深约300英尺(约合100米)。通常情况下,当局会用大块石头和其他碎片将天坑填满。随着时间推移,在水的侵蚀和空气的烘燥作用下,还会引起天坑向内倾斜。美国密苏里州立大学地质学家道格-格乌泽(Doug Gouzie)说:“我认为危地马拉城天坑四周并没有如此快速地塌陷。”
佛罗里达州温特帕克天坑
温特帕克天坑在1981年形成于该市一个公共游泳池下面,“至于这个游泳池是否泄漏,我从未看到过一份完整的报告。”他说,水可能通过游泳池底的小裂缝渗入下面的土壤。由于佛罗里达州的土壤多沙,即便是游泳池周围的水生植物也有可能慢慢地将足够多的土壤冲走,侵蚀下面的固体石灰岩层。格乌泽指出,美国地质勘测局绘制了遍布全美的基岩类型。科学家仍需要对地下裂缝和水流经这些裂缝的方式进行广泛研究,以便对发生天坑的地点进行预测。
佛罗里达州马尔伯里天坑
这个深约185英尺(约合56米)的天坑于1994年出现在佛罗里达州的马尔伯里市,发生塌陷的地方位于采矿企业IMC-Agrico倾倒的一堆废料。该公司当时正在开采岩石以提取磷酸盐。磷酸盐是一种化学物质,是化肥的主要成分,主要用于制造磷酸,以及增强苏打和各种食品的味道。然而,在磷酸盐从岩石中提取出来以后,主要成分是石膏的废料被作为泥浆过滤出来。随着一层层的石膏被晒干,就形成了裂缝,就像出现在干燥泥团上的裂缝。后来,水在裂缝中不断流动,将地下物质卷走,为天坑的形成创造了条件。美国监管机构称,IMC-Agrico公司应该承担起管理这个天坑的责任,避免对地下饮用水供应造成危害。
伯利兹城蓝洞天坑
据密苏里州立大学地质学家格乌泽介绍,无论在什么地方,只要水能侵蚀连接水平排水系统的垂直通道,就有可能发生天坑,因为在这种情况下,大量固体物质被冲走。如果天坑在海岸附近或是在大海中——比如洪都拉斯伯利兹城海岸附近灯塔暗礁著名的“蓝洞”天坑,海水会在塌陷后迅速渗入,形成一个深不见底的池子。
俄克拉荷马州皮谢尔的陷坑
长年开采锌矿和铅矿让俄克拉荷马州与堪萨斯州交界附近皮谢尔的地面布满陷坑,包括2008年所拍照片中的这个陷坑。一些矿在挖掘过程中距离地面太近,顶部无法支撑上方土壤的重量,最终导致塌陷。密苏里州的格乌泽说:“密苏里州和宾夕法尼亚州西部的煤矿附近也曾出现过陷坑。我们的建矿技术越来越高,顶部足以支撑上方土壤的重量。”
冰岛陷坑
冒险家米克·科伊纳和他的皮划艇沿着冰岛第二长河——乔库尔萨河上游一个陷坑的坑壁下降。乔库尔萨河的河水来自一条冰川的融水,这个深150英尺(约合45米)的倒扣漏斗形陷坑由下方地热喷口喷出的上升蒸汽所致。
墨西哥伊克·基尔天然井
一群游泳爱好者在伊克·基尔天然井蓝宝石色的水中享受游泳乐趣。这个天然井位于墨西哥尤卡坦半岛奇琴伊察的古玛雅遗址附近。在海平面出现的陷坑会充满水,深度与地下水位相当,形成著名的清澈蓝色水池。玛雅王室会在水池内放松身心和举行祭祀仪式。
葡萄牙里斯本的陷坑
2003年拍摄于葡萄牙里斯本,一辆不幸的巴士成为街道上一个大陷坑的“午餐”。密苏里州的格乌泽表示,能够导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、光缆等公共基础设施埋入填满松散料的沟槽内,这些充填料会随时间推移被最终冲走。在某些情况下,一段路面会最终变成一个下方基本上空空如也的混凝土桥。格乌泽说:“此时的路面无法承受上方驶过卡车的重量。”
阿拉巴马州永不沉没之坑
照片拍摄于1998年。阿拉巴马州“永不沉没之坑”是一个石灰石陷坑,深度大约在50英尺(约合15米)左右,里面生活着罕见的蕨类植物。上世纪90年代,一群探洞者买下了这个陷坑,通过这种方式为子孙后代保护这个自然奇观。
喀斯特地貌通常由石灰石或者白云石岩床溶解形成。美国的喀斯特地貌主要位于密苏里州、阿肯色州、肯塔基州、田纳西州、阿拉巴马州北部、德克萨斯州以及佛罗里达州大部分地区。这些地区的标志性特征为下沉的溪流、伏流、大型泉水、洞穴以及陷坑。
最大天坑
1998年国土资源部在广西壮族自治区百色地区乐业县进行土地资源调查时,发现一种世界罕见的地质奇观 —喀斯特漏斗群,又称乐业天坑群。该地区为典型的喀斯特地貌(即岩溶地貌)。降水量大,为地下洞穴的发育提供了良好条件。
乐业天坑群位于中国广西乐业县,占地约20平方公里。初步已发现有大石圩、白洞、风岩洞、穿洞等20多个天坑。“天坑”四周皆被刀削似的悬崖绝壁所围,形成一个巨大的竖井,底部是人类从未涉足过的几十万平方米的原始森林,并有地下河相通。森林中有大量珍贵的动植物品种。其地下原始森林面积为世界第一,深度位居世界第二,容积居世界第三,具有极高的科研价值。
乐业天坑群中最大的大石围天坑,垂直深度613米,南北走向宽420米,东西走向600米。大石围天坑(又名乐业地下龙宫天龙口)位于中国广西乐业县同乐镇刷把村百岩脚屯。
1999年2月至10月,有关方面再次组织了水文地质专家对当地进行了全面的考察。结果确定,分布在中国西南云贵高原东坡的乐业天坑群是世界最大的天坑群,截止已发现的近20座天坑几乎囊括了各种类型的天坑,是一座“天坑博物馆”和“世界岩溶圣地”。