地理環(huán)境
天坑在地理學(xué)上叫“巖溶漏斗地貌。它是幾座山峰間凹下去的一個(gè)橢圓形大漏斗。天坑是由地下暗河長(zhǎng)期沖擊碳酸鹽巖巖層,引起巖層塌陷而形成的地質(zhì)奇觀,這是喀斯特地貌的重要特征。重慶小寨天坑就是這種地質(zhì)奇觀的代表。重慶小寨天坑的坑口直徑為622米,坑底直徑為522米。天坑深度為666.2米。坑壁四周陡峭,在東北方向峭壁上有小道通到坑底。
小寨天坑與天井峽地縫屬同一巖溶系統(tǒng),從天坑至迷宮峽出口地下河道長(zhǎng)約4千米。
小寨天坑坑壁有兩級(jí)臺(tái)地,位于300米深處的一級(jí)臺(tái)地,寬2―10米,臺(tái)地有兩間房屋,曾有人隱居;另一級(jí)臺(tái)地位于400米深處,呈斜坡?tīng)睿碌厣喜菽緟采?,野花爛漫,坑壁有幾個(gè)懸泉飛瀉坑底。站在坑口往下看,一削千丈的絕壁直插地下,深不見(jiàn)底,令人目眩。坑底下邊有地下河,小寨天坑是地下河的一個(gè)“天窗”。站在坑底抬頭仰視,只見(jiàn)藍(lán)天好像一輪圓月,頗有“坐井觀天”之感。
天坑內(nèi)不僅有眾多暗河,還有四通八達(dá)的密洞。而這些河岸大量珍奇的動(dòng)植物,到底有多少?誰(shuí)也不知道。天坑中的洞穴群更是奇絕險(xiǎn)峻,從進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái),各國(guó)的探險(xiǎn)家們就曾多次進(jìn)行探險(xiǎn)考察,但仍未完全了解天坑中許多洞穴的情況。他們都認(rèn)為這兒是世界上第一流的魔幻式洞穴群。科學(xué)家們還在許多洞穴中,發(fā)現(xiàn)不少珍稀動(dòng)植物和古生物化石。
在2001年前,提及天坑這個(gè)詞匯,通常只是特指重慶奉節(jié)縣的小寨天坑。其他形似小寨天坑的喀斯特地貌曾有過(guò)五花八門(mén)的名字,如石圍、石院、龍缸、巖灣等。2005年后,“天坑”這個(gè)由中國(guó)人定義的術(shù)語(yǔ)在國(guó)際喀斯特學(xué)術(shù)界獲得了一致的認(rèn)可,并開(kāi)始使用漢語(yǔ)拼音“tiankeng”,通行國(guó)際。直至今日,已經(jīng)被確認(rèn)的天坑達(dá)78個(gè),其中2/3分布在中國(guó),當(dāng)然關(guān)于天坑的考察、認(rèn)定和爭(zhēng)論尚未停止。
負(fù)地形就是下凹的地形,從一般的經(jīng)驗(yàn)看,形似天坑的喀斯特負(fù)地形還有豎井、漏斗和峰叢洼地等。天坑與峰叢洼地不至于混淆,因?yàn)樘炜拥膰诤芏?,底下有地下?而洼地的四周很和緩,底部是封閉的,沒(méi)有地下河。但是,天坑與豎井、漏斗尤其是特型塌陷漏斗的區(qū)分,并非易事。
小寨天坑與天井峽地縫屬同一巖溶系統(tǒng),天坑底部的地下河水由天井峽地縫補(bǔ)給,自迷宮峽排泄,從天坑至迷宮峽出口地下河道長(zhǎng)約4千米。天坑是一種特殊的地質(zhì)現(xiàn)象,天坑一般都出現(xiàn)在峰叢喀斯特地貌,且地面河流切割很深的地區(qū)。天坑的形成分三個(gè)階段:先是有底下河流;如果地質(zhì)條件有利,由于水流長(zhǎng)期沖蝕,就會(huì)形成地下大廳;地下大廳垮塌后就形成了天坑。中外地質(zhì)學(xué)家對(duì)此早有考證普遍認(rèn)為地陷形成了天坑。
主要景點(diǎn)
天井峽地縫,小寨天坑位于距奉節(jié)縣城91千米的興隆區(qū)境內(nèi)。地面有一條天然縫隙,當(dāng)?shù)胤Q(chēng)天井峽地縫。地縫全長(zhǎng)14千米,分上、下兩段。上段從興隆場(chǎng)大象山至遲谷槽,長(zhǎng)約8千米,為隱伏于地下的暗縫。由興隆場(chǎng)大象山天井峽能進(jìn)入縫底,通行長(zhǎng)度為3.5千米??p深80——200米,底寬3——30米,縫兩壁陡峭如刀切,是典型的“一線天”峽谷景觀??p底有落水洞,暴雨后有水流。下段由天坑至迷宮峽,是長(zhǎng)約6千米的暗洞,1994年8月,由英國(guó)洞穴探險(xiǎn)家探通。天坑內(nèi)有眾多暗河,有四通八達(dá)的密洞。而這些河岸大量珍奇的動(dòng)植物,到底有多少,誰(shuí)也不知道。天坑中的洞穴群更是奇絕險(xiǎn)峻,各國(guó)探險(xiǎn)家曾多次進(jìn)行探險(xiǎn)考察,但仍未完全了解天坑中許多洞穴的情況。他們都認(rèn)為這兒是世界上第一流的魔幻式洞穴群!科學(xué)家們?cè)谠S多洞穴中,發(fā)現(xiàn)不少珍稀動(dòng)植物和古生物化石。名震中外的“巫山猿人”化石,就是在距小寨天坑二三十千米外的巫山龍骨坡發(fā)現(xiàn)的。
游覽觀光
小寨天坑不僅巨大,其色彩也極其豐富。絕壁上的巖紋顏色奇特,紅、黃、黑相間,猶如一幅國(guó)畫(huà)。飛禽在巖縫中飛進(jìn)飛出,鳴叫、覓食,給這幅巨大的國(guó)畫(huà)平添了幾分生機(jī)。
如果到了天坑,那不妨順便到地縫去瀏覽一番。天井峽地縫位于小寨村附近的興隆區(qū)境內(nèi)。地面有一條天然縫隙,當(dāng)?shù)胤Q(chēng)天井峽地縫。天井峽地縫與小寨天坑屬同一巖溶系統(tǒng)。地縫全長(zhǎng)14千米,分上、下兩段。上段從興隆場(chǎng)大象山至遲谷槽,長(zhǎng)約8千米,為隱伏于地下的暗縫。由興隆場(chǎng)大象山天井峽能進(jìn)入縫底,通行長(zhǎng)度為3.5千米。縫深80—200米,底寬3—30米,縫兩壁陡峭如刀切,是典型的"一線天"峽谷景觀??p底有落水洞,暴雨后有水流。下段由天坑至迷宮峽,是長(zhǎng)約6千米的暗洞,1994年8月,由英國(guó)洞穴探險(xiǎn)家探通。
天坑成因
奉節(jié)小寨天坑自上世紀(jì)末被發(fā)現(xiàn)后,關(guān)于它的成因便一直備受科學(xué)界關(guān)注。有說(shuō)天坑是數(shù)億年前隕星撞擊地球所成。經(jīng)過(guò)中外地質(zhì)學(xué)家的實(shí)地考證后,一種地陷形成說(shuō)逐漸統(tǒng)領(lǐng)了整個(gè)學(xué)術(shù)界,這種說(shuō)法認(rèn)為,小寨天坑是由地下暗河沖擊碳酸鹽巖層而引起巖層塌陷而形成的地質(zhì)奇觀。[2]
2006年8月中旬,一支由中英美三國(guó)洞穴專(zhuān)家組成的科考探險(xiǎn)隊(duì)再次對(duì)小寨天坑和地縫進(jìn)行科學(xué)考察。這是由中國(guó)洞穴研究會(huì)和國(guó)際洞穴協(xié)會(huì)聯(lián)合組織的第9次科考探險(xiǎn)活動(dòng),中國(guó)洞穴研究會(huì)會(huì)長(zhǎng)朱學(xué)穩(wěn)和國(guó)際洞穴協(xié)會(huì)副主席安迪將率領(lǐng)8名科學(xué)家、探險(xiǎn)家對(duì)天坑地縫進(jìn)行為期15天的科學(xué)考察和探險(xiǎn)活動(dòng)。
天坑定義
首先說(shuō)漏斗。漏斗的剖面呈現(xiàn)漏斗狀,底部也有地下河;分布最普遍的一種漏斗,叫做塌陷漏斗,主要因?yàn)樘纬?。按照朱教授的理論,大多?shù)的天坑也是由坍塌形成的:地下河在可溶巖層中流淌,穿鑿出洞穴通道、洞穴大廳,洞穴大廳不斷塌陷,上層的巖石層越來(lái)越薄,最終貫穿了地表裸露在陽(yáng)光下可是他的一些文章里,甚至多次提及這樣的概念:天坑就是達(dá)到一定規(guī)模的“塌陷漏斗”。
它們的成因不盡相同,體量上不可同日而語(yǔ)。漏斗的坍塌是從地表開(kāi)始的,與天坑從地底向地表的坍塌機(jī)制不相同,當(dāng)然一般人看不出來(lái)。所以更直觀的區(qū)別還是,普通的漏斗難以達(dá)到寬度和深度大于100米的尺寸要求。
深寬比可能是一個(gè)關(guān)鍵。因?yàn)椋玫綄W(xué)術(shù)界承認(rèn)的78個(gè)天坑,其深寬比大約都在0.7-2之間。那些名聞遐爾的著名天坑,其深寬比無(wú)一例外地接近“1”。而伊甸園漏斗深度只有150—300米,寬度達(dá)800—1200米,深寬比還不到0.4,與天坑的形態(tài)的確存在很大的差異。
天坑的成因分兩種,大多數(shù)屬于塌陷型,罕見(jiàn)的屬于沖蝕型。朱教授有一個(gè)形象的比喻,他認(rèn)為塌陷型的天坑底下的地下河是“通過(guò)式”的,就好像穿冰糖葫蘆的那根竹扦,串起了一個(gè)個(gè)天坑。對(duì)這種成因我非常理解:的確,百朗河的地下水系串起的廣西樂(lè)業(yè)天坑群,多像一串超長(zhǎng)的、多枝杈的冰糖葫蘆??!
沖蝕型的天坑與地下河的關(guān)系也有個(gè)比喻,叫做煙斗型。即地下河從這個(gè)天坑底部誕生并流出。水源從哪里來(lái)呢?是天坑之外的地表水。這與豎井的成因幾乎一模一樣。在重慶武隆考察那里著名的后坪沖蝕天坑群,在菁口天坑底部,仰天望見(jiàn)瀑布從坑口瀉下的時(shí)候,就有這種強(qiáng)烈感受。
豎井是用深度排名的,一般寬度不大,罕有超過(guò)100米的。通常,深寬比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2,最好就叫豎井了,其實(shí)塌陷天坑在形成過(guò)程中,往往同時(shí)也有沖蝕成因存在,譬如小寨天坑偶爾也有季節(jié)性的瀑布跌入,而菁口這樣的沖蝕天坑偶爾也會(huì)有塌陷作用發(fā)生。
那么能達(dá)到這個(gè)規(guī)模的都是天坑嗎?馬來(lái)西亞的伊甸園漏斗是不是天坑呢?當(dāng)今世界最大的天坑——小寨天坑容積約為1.2億立方米,但是伊甸園的容積約為1.5億立方米!如果伊甸園大漏斗也是天坑,小寨就只能排第二名了。
伊甸園是個(gè)特例。別的漏斗絕少能達(dá)到天坑的體量。或許伊甸園曾經(jīng)是個(gè)天坑,但到2008年它只有大約一半的圍壁了,另一半是個(gè)斜坡,所以從形態(tài)上看不出來(lái)。而且它的深度與寬度的比值太小了,剖面更接近碟狀??傊?是否把它確認(rèn)為天坑還存在許多爭(zhēng)議。
顯然,天坑的定義像其他地理、地質(zhì)名詞一樣,屬于描述性的。對(duì)于天坑的確認(rèn),需要考慮發(fā)育成因,也需要形態(tài)學(xué)的限制。天坑的定義可能還有不夠完美和明晰的地方,但我很贊同中國(guó)工程院院士、著名喀斯特學(xué)家盧耀如對(duì)此的看法:“無(wú)論如何,天坑作為一個(gè)新術(shù)語(yǔ)是很有根據(jù)的。因?yàn)橹旖淌诘热说呐?,天坑已?jīng)引起了中國(guó)乃至全世界喀斯特學(xué)術(shù)界、洞穴探險(xiǎn)界的關(guān)注,甚至進(jìn)入了人們的審美視野。
世界上的主要天坑及其分布規(guī)律:2/3在中國(guó),絕大多數(shù)在峰叢區(qū)域世界上已發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)的天坑共有78個(gè),其中52個(gè)在中國(guó)。按照天坑的分級(jí)原則,深度與寬度均超過(guò)500米的為超級(jí)天坑,全世界僅有3例,全部在中國(guó);深度與寬度在300—500米之間的為大型天坑,全世界共有16例,9例在中國(guó);深度與寬度在100—300米之間的,為標(biāo)準(zhǔn)天坑,相對(duì)數(shù)量較多,分布較廣。
述及世界上的主要天坑,重慶奉節(jié)的小寨天坑自然是首屈一指的。它圍壁圓滿(mǎn),體量巨大,深度為521—662米,寬度為535—625米,從深度和容積兩個(gè)指標(biāo)看,都是真正的“世界第一天坑”。早在1987年,小寨附近另一個(gè)天坑還打出過(guò)“天下第一坑”的名號(hào),當(dāng)時(shí)正在小寨天坑附近建設(shè)水電站的一名工程師認(rèn)為小寨比那個(gè)“第一”更大,于是他寫(xiě)了一篇報(bào)道《小寨有天坑,世界排第一》,經(jīng)北京一家雜志在扉頁(yè)上醒目刊出,引起了關(guān)注。關(guān)于天坑的來(lái)歷眾說(shuō)紛紜,有“外星人的地球工廠”,有“隕石留下的巨坑”,為此,北京科教電影制片廠還專(zhuān)門(mén)拍攝了一個(gè)專(zhuān)題片。
中國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、愛(ài)爾蘭等國(guó)的探險(xiǎn)家先后8次來(lái)到小寨開(kāi)展科考探險(xiǎn)活動(dòng),他們發(fā)現(xiàn),小寨坑底附近的洞穴規(guī)模宏大,是典型的峽谷式洞道。其地下暗河總長(zhǎng)10余千米,與著名的天井峽地縫屬同一水系。這里的水系是如此發(fā)達(dá),強(qiáng)勁的水動(dòng)力使得天坑底部的暗河變成了一條大河。