喀斯特地貌的形成需要自然条件与地理特征相互配合,它的出现,是偶然,不是必然。不是每一个地方都能出现喀斯特地貌,因其形成的困难,所以喀斯特地貌在今天才会成为世界奇观。
首先,可溶性岩石是喀斯特地貌形成的根本条件,如果没有可溶性岩石,就不可能产生喀斯特地貌。而可溶性岩石分为三类:碳酸盐类岩石(石灰岩、白云岩、泥灰岩等)、硫酸盐类岩石(石膏、硬石膏和芒硝)、卤盐类岩石(钾、钠、镁盐岩石等)。我国西南地区之所以喀斯特地貌分布广泛,就是由于这里有其发育的主体。大量的碳酸盐岩、硫酸盐岩和卤化盐岩在流水的不断溶蚀作用下,在地表和地下形成了各种奇特的喀斯特景观。
其次,要形成喀斯特地貌还需要岩石具有一定的孔隙和裂隙,它们是流动水下渗的主要渠道。岩石裂隙越大,岩石的透水性越强,岩溶作用越显著。在溶洞中,岩溶作用愈强烈,溶洞越大,地下管道越多,喀斯特地貌发育越完整,并且形成一个不断扩大的循环网。
水的流动也是喀斯特地貌形成的条件之一。为什么?这是因为水中的二氧化碳需要得到及时的补充,水的溶蚀作用才能顺利进行,水的溶蚀能力才得以巩固加强。同时,流动的水带动河底砂砾对岩石进行机械侵蚀,这样更有利于岩溶作用的深入。
水的溶蚀能力来源于二氧化碳与水结合形成的碳酸,二氧化碳是喀斯特地貌形成的功臣,水中的二氧化碳主要来自大气流动、有机物在水中的腐蚀和矿物风化。
看似简单的化学反应在大自然间却是十分复杂的过程,因为温度、气压、生物、土壤等许多自然条件制约着反应的进行,并且这些反应都是可逆的,水中的二氧化碳增多,就有利于碳酸钙的分解,岩溶作用进行就比较容易,反之则不利于岩溶作用。
因此,我们可以说,在多种条件的制约下,喀斯特地貌的形成是一种巧合。
延伸阅读
以喀斯特洞穴为主的世界自然遗产
在世界自然遗产和文化遗产名录中,我们可以轻松找出许多与喀斯特相关的景观,其中以喀斯特洞穴本身为遗产主体的世界自然遗产地就包括:美国猛犸洞和卡尔斯巴德洞、斯洛文尼亚的什科茨扬洞穴、澳大利亚的纳拉库特洞。
猛犸洞:猛犸洞(Mammoth Cave)位于美国肯塔基州中部的猛犸洞国家公园,是世界自然遗产之一,猛犸洞以古时候长毛巨象猛犸命名。截至2006 年,这个“巨无霸”洞穴已探出的长度近600 千米,究竟有多长,至今仍在探索。200 多年来,探险家前赴后继,他们的探索精神已被镂刻在猛犸洞每一千米的发现史上。
卡尔斯巴德洞:位于美国新墨西哥州的卡尔斯巴德洞国家公园内,周边地区共拥有81 个洞穴。其中,以卡尔斯巴德洞的沉积物最丰,还有巨大的地下厅堂和百万只穴居蝙蝠。每天傍晚,成千上万的蝙蝠齐齐出洞,霎时间,天昏地暗,景象蔚为壮观,成为该洞的一大奇观。卡尔斯巴德洞附近还有长度在美国排名第三的列楚基耶洞,因为其洞内悬挂着各式怪异的结晶,也被看作世界上钟乳石类最丰富和最美妙的洞穴之一。
什科茨扬洞穴群:位于斯洛文尼亚,于1986 年被列为世界自然遗产地,以什科茨扬洞为主要洞穴,位于著名的喀斯特台地的东南面。什科茨扬洞中拥有高约148 米的地下峡谷,是世界最深的地下峡谷之一。
纳拉库特洞:位于南澳大利亚州东南部,以拥有大量的化石沉积而著名,是世界上仅有的四个拥有大量化石沉积的地方之一。在这里发现了大量保存完好的动物化石(冰河纪巨型动物以及近代生物等),它们代表了澳大利亚珍稀动物群的各个进化阶段,为我们了解地球历史特别是从中更新世到现在(53 万年前到今天)这一重要时期打开了一扇窗。(www.xing528.com)
以喀斯特景观为主体的世界自然遗产
克罗地亚的普里特维采湖群国家公园,中国的九寨沟风景区、黄龙沟风景区等,它们皆以灰华坝所形成的湖泊(水池)和众多的灰华坝瀑布为风景主体。
越南的下龙湾以被海水淹没的石灰岩峰林为主要特征,在1500 平方千米海面上耸立约1600 个石峰(岛屿),一般高出水面100 ~200 米,最低的仅5 ~10 米。
古巴的德桑巴尔科国家公园表征热带海岸的喀斯特景观及其正在进行的喀斯特地质过程。
菲律宾的普林塞萨港地下河国家公园,既有典型的地表喀斯特形态,又有直接流入海中、与潮汐关系密切的地下河。
墨西哥尤卡坦半岛的锡安卡恩生物保护区的特征地貌是有许多落水洞,当地称为“cenote”,意为“天成”。
非洲马达加斯加的贝马拉哈国家公园由剑状石灰岩石峰、巨大的河流峡谷等喀斯特景观组成,马南布卢河的峡谷从北向南延展几十千米,两岸陡崖高300~400 米。
保加利亚的皮林国家公园部分地段有石灰岩、大理岩分布,形成多种自然景观,有洞穴、瀑布、湖泊、冰斗等,并有许多珍稀植物。
马来西亚的古那穆鲁于1975 年建国家公园,是世界上热带地区被研究得最多的喀斯特区,2001 年被列为世界自然遗产地。古那穆鲁国家公园面积544 平方千米,这里位于湿润的热带地区,年降雨量达到5000 ~10000 毫米,喀斯特作用非常强烈,有众多的洞穴,地表石林亦甚为奇特。已探查过的洞穴通道总长在295 千米以上,最有名的是鹿洞,洞内有世界上最大的厅堂—沙捞越大厅,长600 米,宽415 米,穹形洞顶高90 米,面积16.2 万平方米,容积12 万立方米。鹿洞洞道规模也很大,有长达1000 米,高和宽约100 米的洞道,一向被认为是世界最大的洞穴通道。
阿格泰列克洞穴和斯洛伐克喀斯特岩洞位于匈牙利和斯洛伐克交界处,在近200 平方千米范围内有712 个洞穴,组成典型的温带喀斯特系统,对研究近几千年的地质变化史有重要意义,最有名的洞穴是巴拉德拉—多米卡洞穴群,其系统为地下河系统,长21 千米,横跨匈牙利和斯洛伐克国境,洞中的石笋高达32.7 米。
土耳其东南部希拉波利斯和帕姆卡莱是世界自然文化遗产地,主要景观为20 米高的泉华陡崖和瀑布,沿山边分布,最高处高出平原面200 米,延伸长度6 千米。
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