天坑，大地的“陷落”

本刊综合

天坑家族又添新成员！前段时间，自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所组织科考探险队在广西百色市乐业县探险结束后，确认发现1 个标准天坑。至此，乐业县的天坑家族成员增至30 个。

天坑是一种坑洞，是大地突如其来的“陷落”，隐藏在地平线之下，如同巨大的石桶，深不见底。它们又不仅仅是坑洞，里面还藏着“生物世界”，具有很高的科研价值。

接下来，我们就走近天坑，来了解它们的与众不同吧！

天坑是什么

天坑不是陨石撞击地球的结果，也不是超自然力量的创造，而是一种喀斯特地貌。

不同于峰林、石林、溶洞等，天坑是特殊的喀斯特负地形，口径和深度不小于一百米或容积大于一百万立方米，四周或大部分岩壁为陡壁，或曾与地下河连通。

在一定范围内，若干个天坑通过地下河系统相互连通，即可形成一个天坑群。

图1 大石围天坑（图/图虫创意）

知识小课堂

在喀斯特地貌分布区，存在着两个“世界”。一个是地表的，一个是地下的。

地表喀斯特地貌显而易见，如峰林、峰丛、石林、岩柱。它们就像从地上生长出来的，峻峭秀丽。

地下喀斯特地貌更像是隐藏在大地深处的另一个世界，神秘莫测，如溶洞、地下河。

在两个“世界”之间，还有一种喀斯特地貌，它是连接“地表世界”和“地下世界”的通道，就像大地的肚脐。我们称这种喀斯特地貌为喀斯特负地形，洼地、漏斗、竖井、天坑均属此列。

天坑的命名是中国科学家的特殊贡献哦。

在2001 年以前，天坑只是对重庆奉节县小寨天坑这种景观的特称，类似的地貌在全国各地有不同的名称，如“龙缸”“石院”“石围”等。

它们往往被当成喀斯特地貌中竖井和漏斗的一种特殊形态，即“竖井状的巨型漏斗”或“漏斗状的巨型竖井”。但是，后来，地质学家们发现，同一种地貌既叫漏斗又称竖井，不合适。

2001 年，我国岩溶学家朱学稳首次提出将天坑从大型漏斗或竖井中分离出来，作为专门的喀斯特地貌术语。

2005 年，国际喀斯特天坑考察组在重庆、广西一带考察后，“天坑”这个术语在国际喀斯特学术界获得了一致认可，并开始以汉语拼音“tiankeng”在国际通行。

这是继峰林（fenglin）和峰丛（fengcong）之后，第三个由中国人定义并用汉语和拼音命名的喀斯特地貌术语。

你知道吗

蓝洞是海底巨大的深洞。

从空中鸟瞰，蓝洞是海面上突然出现的深蓝色的圆形水域，仿佛是大海的瞳孔，深邃、神秘、诡异。

地球上大多数蓝洞是地表的洞穴系统被海水淹没之后形成的，因此蓝洞算是大海中的“天坑”。

新成员长这样

天坑“新成员”——“神鹰天坑”位于广西百色市乐业县逻西乡平峨村陇坳屯附近。科考探险队从坑口沿峭壁垂降约百米，攀爬数小时后踏足坑底。

这是个非常标准的天坑。坑口呈椭圆形，东西方向长306 米，南北方向宽150 米，最大深度192 米，平均深度约139 米，容积超过500 万立方米。

坑壁上有3 个大型洞口，据推测，这是天坑演化早期的洞穴遗迹。坑底保存着完好的原始森林系统，大量崩塌块石隐藏其中。朝着天坑顶部集中生长的古树接近40 米高，密集的阴生植物快没过肩膀。

图2 “神鹰天坑”航拍图（图/广西702 洞穴探险队）

知识小课堂

广西百色市乐业县属于中国南方喀斯特典型的岩溶区，是世界最大天坑群——乐业天坑群所在地，被誉为“世界天坑博物馆”。

不同于乐业天坑群中的天坑，这次新发现的天坑发育于伏归地下河。这个地下河系统是否还有其他天坑呢？期待科学家们进一步的考察结果。

天坑是如何“炼成”的

喀斯特又称“岩溶”，即水溶蚀可溶岩所产生的地质现象。作为喀斯特地貌，天坑也是流水和岩石长期作用的杰作。

形成条件

到底天坑形成需要哪些条件呢？主要是两大方面。

岩层本身

碳酸盐岩层要厚，只有足够厚的岩层才能为天坑的形成提供足够的空间。

图3 溶洞内有石钟乳、石笋、石珍珠等（图/央视新闻网）

包气带（含气体的岩层）也要够厚。

岩层与地面需平行，就像一层层石板叠在一起，只有这样的岩层才能垮塌。

水文条件

地下河的水要够深。

降水量要足够大。地下河的流量和动力足够大，才能将塌落的石头冲走。

地壳突起这一条件也要满足，这样地壳运动才会给岩层的垮塌提供动力。

“发育”过程

根据成因不同，天坑可以分为两种：塌陷型天坑和冲蚀型天坑。

塌陷型天坑

塌陷型天坑的形成分为三个阶段：

第一阶段，地下河不断溶蚀和侵蚀巨厚的碳酸盐岩层，使之形成地下空洞，洞壁和洞顶岩层不断崩塌；第二阶段，水流长年累月冲刷带走崩塌物，崩塌空间逐渐扩大，形成穹隆状的地下大厅；第三阶段，在地表水的侵蚀和重力作用下，大厅顶部岩层崩塌，陷落部分就此成为塌陷型天坑。世界上大部分天坑是这种类型的。

冲蚀型天坑

冲蚀型天坑是地表水长期冲蚀与溶蚀碳酸盐岩层而形成的。形成过程是这样的：

在顶部岩石不连续的地方，部分易被水侵蚀的碳酸盐岩露出来，于是地表水顺势渗到地下，并在某个地方找到出口；时间久了，顶部碳酸盐岩露出的地方形成落水洞，同时在落水洞和出水口之间形成一条地下河；随着汇聚水量的增加，落水洞越来越大，甚至形成岩屋，之后岩屋崩塌，便形成冲蚀型天坑。

天坑从形成、成熟到衰败就如同生命从孕育、成长到衰老，阶段不同，形态各异。

孕育期的天坑口小、“肚子”大，呈坛形，也被称为“天窗”；成熟期的天坑口、底几乎一样大，呈桶形；退化期的天坑口大、底小，呈碗形。

家族成员“大聚会”

国际上有一句话——世界天坑看中国。天坑家族主要集中在中国，其中不乏“部落”——天坑群。天坑群主要分布在广西、贵州、四川、重庆、云南以及陕西，著名的有广西乐业天坑群、重庆武隆后坪乡天坑群、陕西汉中天坑群。

按照规模大小，天坑可以分为三类：一类是超级天坑，直径和深度都大于500 米；一类是大型天坑，直径和深度为300 米～500 米；一类是标准或常态天坑，直径和深度为100 米～300 米，这类天坑数量最多。

在天坑家族中，有一些成员非常有名，你们了解它们吗？

小寨天坑

所在地：重庆奉节县

小寨天坑的坑口直径约622 米，坑底直径约522 米，平均深度超过660 米，容积约为1.2亿立方米，是北半球的一大奇观。

小寨天坑具有双层结构，第一层深约300米，第二层深约400 米，之间为一片缓坡状台地。坑壁异常陡峭，在东北方向的峭壁上有小道通到坑底，坑底有一条暗河经过。

大石围天坑

所在地：广西乐业县

大石围天坑是乐业天坑群中最具代表性的一个天坑。它东西长约600 米，南北宽约420 米，最大垂直深度约为613 米，容积约为0.8亿立方米。

据说，遭暴雨侵袭多日后，天坑中有时会出现一道夺目的光芒。

图4 探险队员在大石围天坑底部的洞穴泅渡地下河（图/《广西日报》）

图5 巴马瑶族自治县响水洞联体天坑群(图/《广西日报》）

好龙天坑

所在地：广西巴马瑶族自治县

在我国已发现的超级天坑中，好龙天坑的容积比小寨天坑略小。这个天坑岩壁陡峭，站在天坑的边缘俯瞰，万丈深谷令人不寒而栗。坑底被开垦为种植粮食的旱地。据说，当地人去那里耕作，一个来回就要一整天。

小岩湾天坑

所在地：四川省兴文县

小岩湾天坑俗称“天盆”，东西长约625 米，南北宽约475 米，最大深度为248 米。

攀上东缘的绝壁之巅，天坑的形态一览无遗。它就像陷落在地球的一口深井，上部岩壁裸露，光洁如墙，中下部堆积物遍布，其上覆盖着青黑色的植被。

坑内“别有洞天”

你可能想象不到，天坑是草本植物生长的天堂，蝙蝠和飞猫等动物也把天坑当作繁衍生息的“乐土”。有的天坑里还有瀑布、溶洞等。

或许你会问，植物生长需要阳光，天坑里有阳光吗？

当然有，天坑并不是一个完全封闭的空间，阳光是可以照射到里面的，并且一些区域在某些时候还会被阳光直射。

另外，不是所有的植物都需要足够的阳光。阴生植物只需要微弱的阳光就可以很好地生长，阳光多了它可能会死亡呢。

植物

桫椤桫椤科桫椤属蕨类植物，又称“树蕨”。与恐龙同时代，有着“活化石”之称。它们的茎干笔直、中空，高可达6 米，叶片大，呈长矩圆形，具有活血化瘀、清热止咳、祛风除湿的功效。

短肠蕨比桫椤还古老的蕨类植物，喜阴湿环境，块茎较大。

竹生羊奶子胡颓子科胡颓子属植物，果实非常大且富含维生素C，对于人类来说是营养丰富的果实，有极高的生态价值和经济价值。

大花石蝴蝶苦苣苔科石蝴蝶属植物，生于石灰岩石壁或石缝中，对湿度要求比较高，还需要稳定的温度。它们植株小而花朵硕大，清丽可人。

小果十大功劳小檗科十大功劳属常绿灌木，奇数羽状复叶，叶片正面为深绿色，背面为黄绿色，叶缘的刺较尖锐，花瓣呈长圆形，浆果呈球形。

香木莲木兰科木莲属乔木，树干粗壮通直，每年4月下旬至5 月上旬开花，花朵为纯白色的，大而芳香。

董棕树形美丽，树高超过20 米。喜欢阳光充足、湿润的环境，较耐寒，约20年开1次花，开花结实后死亡。

图6 竹生羊奶子的果实（图/中国科学研究院昆明植物研究所）

图7 大花石蝴蝶（图/央视新闻客户端）

图8 飞猫（图/央视新闻网）

动物

飞猫脸似狐，眼似猫，尾巴同松鼠，昼伏夜出，依靠宽大的翼蹼滑翔。

张氏贝尔蛛幽灵蛛科贝尔蛛属动物，以采集者、鱼类学家张春光教授的姓氏命名。

舟山眼镜蛇大型前沟牙毒蛇，体色一般为黑褐色或暗褐色，毒牙小。受惊扰时，常竖立前半身，颈部平扁扩大，作攻击姿态，同时颈背露出呈双圈的“眼镜”状斑纹。

紫色金线鲃鲤形目鲤科金线鲃属鱼类，体肥壮、侧扁，是国家二级野生保护动物。

价值可不小

作为不可再生资源，天坑不仅具有自然遗产、美学观赏和旅游的价值，还有重要的科研价值。

生物多样性的研究

天坑凭借其特殊的环境“哺育”了很多生物。这些生物给科学家研究生态系统、气候对生物生存的影响以及物种演化提供了特殊的案例。

另外，对天坑的研究可以增加对地球生物多样性的了解。

地质学、景观学研究

天坑在喀斯特作用下形成。它的存在与当地的水文地质和含水层的演化有密切关系。

对天坑形成机制、分布和演化规律的研究，可以让人类对喀斯特作用的基本机制有更深入的认识，丰富和发展传统岩溶地质学理论和景观地貌学理论。