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危地马拉天坑引起科学界兴趣  

2010-06-17 11:23:59|  分类: 杂七杂八 |  标签: |举报 |字号 订阅

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危地马拉天坑引起科学界兴趣 - 司古 - 司古的博客

 
司古
一场热带飓风过后,危地马拉城中出现了一个巨大的天坑,这个直径20米,深达60米的圆形大坑让周围的居民惊恐不已,这张“巨口”几乎吞掉了大半十字路口。随着地面一道陷落的,还有一座原本位于这里的制衣工厂,但工厂工人无人丧生,周围居民对此都感到奇怪。居民奥利瓦说,“工人们真幸运,他们6点钟下班了,一小时后地面就张开了嘴。”更幸运的是,就连周末留守的保安也碰巧离开了。就在2007年,据此两公里外也曾出现过天坑,当时天坑吞噬了几座民宅,造成3人死亡。但对于地理学家而言,他们感兴趣的不仅是这些,还有这个天坑近乎完美的圆润外形。为了寻找天坑的成因,专家们已经制定了到天坑底部进行探查的计划。地理学者们认为,天坑形成说明其底部形成了一个空洞,但为何呈现完美的圆形还是一个谜。国家灾害管理局的地质专家蒙特卢索说,“现在可以认定,这不是地质断层的结果,也不是地震的结果。目前所知的就这么多,我们将到坑底进行探查。”
关于危地马拉天坑的成因,有专家猜测与城中排水系统问题有关。飓风引起的强烈降雨裹挟大量泥沙通过路面下水口进入地表下方,而下水管路的多处破裂,让这些泥浆在地表下方扩散,在其冲刷作用下,地下空洞的顶部发生突然塌陷。实际上,等于是强烈降雨加上爆裂的下水管路改变了局部的排水格局,进而改变了地下空洞的结构受力情况。美国麻省达特墨斯学院学者波尼斯认为,危地马拉最近几次火山喷发导致全城覆盖了一层火山灰,这些火山灰造成了排水管路阻塞,在地下某些部分出现了破裂。地下排水管路破裂一直被认为是2007年当地天坑出现的直接原因。当时天坑后来被人们用大石块和其他建筑渣土填平,至今仍很稳定。如今的天坑尺寸比2007年更为巨大,填平需要大量的土石。肯塔基大学水文地质专家卡伦斯则认为,根据地质表层的具体构成情况,这个天坑“可能继续扩大,吞噬更多的建筑”。
天坑的尺寸差异很大,最小的直径不足一米,最大的可达300米。有些天坑是缓慢形成的,有些则是突然出现的,全世界各地都有天坑现象。通常,天坑的形成是由于地下存在空洞结构,这种空洞性结构可能是地壳内部多孔性水溶性材质被地下水溶蚀导致。有时,地下水可能造成石灰质岩层自然裂隙的扩大,不断扩大的缝隙导致上层土壤缓慢下沉,最终形成天坑。有些天坑是由于地表浅层吸水性土壤或其他物质吸收了大量水分,导致地表重量负荷激增,致使地层中原有的空洞塌陷。美国地质调查显示,天坑现象在美国佛罗里达、德克萨斯、亚拉巴马、密苏里、肯塔基、田纳西以及宾夕法尼亚等州比较普遍,这些地区地层中富含石灰岩、碳酸盐等易于溶解的岩石,流经岩层的地下水很容易溶蚀岩层,在地表下方造成空洞。在某些外界条件下,空洞的顶部发生塌陷,就形成了天坑。
几个世纪来,人类一直在利用天坑,最为常见做法的是把天坑当成天然垃圾填埋场,但这种做法会污染地下水源,给当地人的健康造成隐患。与之相反,玛雅文明有时却将尤卡坦半岛的天坑作为收存贵重物品和神圣祭品的地方。
形成天坑的原因很多,有些由于自然侵蚀的作用,有些是由于岩床在地下水溶蚀作用下逐渐移动,有些则是因为地下溶洞顶部的坍塌或者是地下水位的下降等。美国麦莫斯洞穴国家公园的锡达特大天坑中,洞底就能看到一条暗河穿过。天坑容易出现在某些特定的地质环境中,地表下方存在石灰石、碳酸类岩石、盐床以及其他能够被地下水溶蚀的岩层的环境,都是天坑可能出现的场所。废弃的矿井也是天坑形成的温床——它们的顶部存在塌陷的可能,在美国西弗吉尼亚州,这种现象时常发生。
有些天坑会逐渐被尘土和沙石填平,另外一些则在风雨作用下遭到严重侵蚀。最为危险的天坑是那些突然塌陷形成的天坑。有时候,这种现象的出现,是由于原本充满地下空洞的地下水的消失,其原因可能是干旱,也可能是人类的采矿和抽取地下水等活动改变了地下水的流动。失去了地下水的支撑,上层地表就会陷落。在存在地下空洞的地区,人类的建筑活动可能促使地表压力载荷过大,造成空洞上部塌陷,形成天坑。这类突然出现的天坑能在瞬间吞噬车辆、房屋,如果出现在湖泊地区,甚至可以在毫无预兆的情况下让整个湖泊变得滴水不剩。1999年9月,位于佛州塔拉哈西附近面积超过16平方公里的杰克逊湖,就因为湖内出现的15米深天坑而几乎彻底消失。根据佛罗里达州当地记载,该湖每25年就消失和重现一次。
    近日,我国各地屡现各种小型地陷,有网友戏称为“天坑”。这些所谓“天坑”多数规模不大,直径多为几米或十几米,深度也不算大,应该属于小规模地表塌陷,不能算是真正的天坑。有关专家指出,如果地陷与地震等构造运动有关,其分布应当有较强的方向性,而且应当与地震同时发生或在地震之后。而目前频现的地陷分布零散,当地也没有出现过地震,因此没有足够的证据表明这类塌陷是地震的前兆。

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