深度阅读丨黄果树大瀑布形成之谜

发布日期:2020-10-21 编辑:信息中心 来源:中国国家历史 ,作者阿英 点击数:0 [复制文章地址] [我要打印]

    经过地质学家的深入研究,终于确认暗河坍塌是黄果树大瀑布形成的主要原因。在未来,如何保护资源、合理利用资源应当是我们持续思考的问题。

    一提到水帘洞,大家第一时间想到的估计是《西游记》里孙悟空的花果山。其实,在现实生活中就有很多水帘洞,最著名的要属贵州黄果树大瀑布后面的水帘洞。黄果树大瀑布以雄奇壮观吸引了大批中外游客,而它及身后的水帘洞成因也一度成为地质专家的研究重点。在这雄阔的景色下,究竟隐藏着什么秘密呢?

贵州黄果树大瀑布

    黄果树大瀑布位于贵州省西南部,距离省会贵阳市约128公里。瀑布高达77.8米,宽101米,雄伟壮阔,故有“中华第一瀑”之称。黄果树地区生长最多的是一种叫黄桷(jué)的榕树,贵州的口音将“黄桷树”读成了“黄果树”,黄果树大瀑布也因此得名。大瀑布巨大的落差,使得瀑底激起的水雾弥散在瀑布四周,即使人们晴天来这里参观,也要穿戴好雨具,不然还是会被雨雾淋湿。

    在以黄果树大瀑布为中心的100平方公里的范围内,还分布着大小18座瀑布。这些瀑布各具特色,比如位于黄果树大瀑布上游的陡坡塘瀑布,顶宽达105米,是黄果树地区瀑面最宽的瀑布;再如黄果树大瀑布以西8公里的滴水滩瀑布,总落差达到410米,是该地区落差最大的瀑布。

    早在三百多年前,明代旅行家徐霞客就考察过黄果树大瀑布,并留下 “珠帘钩不卷,匹练挂遥峰,俱不足以拟其壮也”的赞叹。86版电视剧《西游记》第一集“猴王初问世”的部分场景,就是在这里拍摄的。其中,有一幕是孙悟空一头扎进大瀑布消失得无影无踪,这个镜头让人见识了黄果树大瀑布一个罕见的奇观——水帘洞。正是因为有了这个水帘洞,黄果树大瀑布成为世界知名大瀑布中,唯一能从内往外看的瀑布。

孙悟空飞入水帘洞的场景

    黄果树大瀑布的奇特景观引起了地质工作者的关注,对其进行系统研究可以追溯至上世纪末。经过地质专家的多次考察,人们发现由于所处的特殊地理环境,黄果树大瀑布有着一些与众不同的特性,于是对它形成的原因展开了深入的研究探索。

    根据以往其他瀑布的成因,地质专家推论黄果树大瀑布的成因应该有以下三种可能。

    一、河床冲刷。当流水不停地冲刷河床,河床里硬性的岩石会留下来,软性岩石则被慢慢冲蚀,造成整个河床地形高低不同,最终形成陡崖。著名的壶口瀑布就是如此形成的。

    二、火山喷发。当火山喷发后,会在火山顶端留下一个火山口。如果火山口积水成湖,湖水溢出来最后也能形成瀑布,比如吉林长白山瀑布。

    三、地壳抬升。地质抬升运动造成河床断裂,形成巨大的落差,河流流过这里形成瀑布。贵州赤水瀑布就是这种类型的典型代表。

    这三种成因在黄果树大瀑布身上真的成立吗?

    地质专家查阅了当地大量水文资料,发现大瀑布所在的打邦河是珠江水系的三级支流。打邦河的水会先汇入北盘江,再由北盘江汇入珠江,年均水量并不大。河床冲刷形成的瀑布,有个很基础的条件,那就是河流水量大,流速快。但以打邦河的水量和流速,基本不可能冲刷形成像黄果树大瀑布这样落差如此巨大的瀑布。河床冲刷说首先被排除。

    为了判断黄果树大瀑布是否是火山喷发形成的,地质学者对当地岩石的岩性进行探测,发现黄果树地区是典型的喀斯特地貌,碳酸盐岩四处遍布,却没有发现火山岩遗迹。火山喷发说也无可能。

    其实,在三种推论中,地质运动形成大瀑布的可能性更大一些。在2亿多年前,整个贵州地区还是一片汪洋大海,直到1700万年以前,喜马拉雅造山运动使得贵州大部分地区地壳抬升,浮出了水面。贵州地区丰富的地壳运动经历,使得这一学说更具有现实依据。

    由于地壳在抬升过程中力量不均衡,会造成岩体发生断裂和错位,因而断裂的两侧岩体倾角就会出现一些差异。所以要验证黄果树大瀑布是不是断层错位形成的,测量一下大瀑布上游和下游的岩层倾角即可。如果确实是个断层的话,那么峡谷瀑布上面和下面的岩层,倾向、走向和岩性都会不同。

断层构造瀑布

    1. 断层没有发生前,平静的河流和地层。

    2. 地壳运动会造成断层或裂谷,两侧河床因为位置的变动产生落差,逐渐形成瀑布。如果发生多次断层的情况,还可造成多级瀑布。

    然而,探测结果出乎人们的意料。根据地质考察,无论在瀑布下游,还是在大瀑布顶端,测得的岩层倾斜角度都是17度。人们感到非常困惑。因为黄果树大瀑布的落差如此之大,如果真的是由于地壳运动造成的,那么造成这种结果的断层错位也必然会很大,倾角不可能没有差异。

    常见的瀑布成因根本无法解释黄果树大瀑布的由来。于是地质工作者又进行了更加深入的考察,一个奇特的现象引起了他们的注意:在黄果树大瀑布前,有一座长约500米的峡谷。峡谷两岸崖壁非常陡峭,几乎与水面垂直,呈现出箱形峡谷的特点。

箱形峡谷

    流水侵蚀的河道一般会形成V形峡谷,黄果树大瀑布下游河道为什么会出现特殊的箱形峡谷呢?这或许会和大瀑布的成因有关?

V形峡谷

    在进入峡谷考察后,地质专家有了新的推断:大瀑布下游的打邦河原本是一条地下河,而大瀑布则是地下暗河的入水口,这个箱形峡谷是由暗河水常年侵蚀溶蚀暗河顶部的岩层,造成洞顶崩塌形成的。但是仅凭大峡谷前的箱形峡谷并不能证明这里以前就是暗河,还必须找到更充足的证据。

地下暗河早期

由于地壳运动,河水不断向下深切

由于重力作用,暗河顶部石块塌陷

地下的部分全部漏出地表(侧视图)

    如果证明大瀑布所在地曾是地下暗河,需要找到三个证据。一是河道里有巨型的崩塌碎石(顶部塌陷遗留的痕迹)。二是在河道两边的陡壁上能发现残留的钟乳石(地下暗河水流侵蚀的痕迹)。三是在陡壁上有天生桥。天生桥是在地下河长期侵蚀作用下生成的、横跨在谷地或河流上的石桥梁。由于地下河的长期侵蚀,大部分地下河道上方的岩石在重力的作用下,塌陷坠落到河道底部,只有天生桥这一段地下河道上方的岩石没有发生塌陷和坠落。

    科考队在考察中发现,黄果树大瀑布前的箱形峡谷中果然堆积着许多巨大的石块。但这还并不能充分说明这里曾经就是地下暗河。考察人员决定查找到另外两个证据。

    为了避免人类活动对自然证据的破坏影响,科考人员前往黄果树区域,位于打邦河下游尚未完全开发的天星岩峡谷。考察队员沿途经过的打邦河区域均为喀斯特地貌,河道两边的峡谷,大多显现箱形。河谷里堆积着许多巨大石块,与黄果树大瀑布前的峡谷非常相似。

    随着考察的深入,人们终于在峡谷里零星找到了几根钟乳石。更让人惊喜的是,在深入天星岩几百米后,狭窄的峡谷顶部出现了一座长约十米、横跨在峡谷两岸的天生桥。天生桥一般存在于岩溶地区狭窄的峡谷里,是地下溶洞曾经存在的直接证据。这座天生桥不仅证明了天星岩峡谷是暗河塌陷形成的,也证明了包括黄果树大瀑布在内的整个打邦河都曾经是一条地下暗河。

    地质学者根据考察内容,最终为我们还原了黄果树大瀑布的形成过程:

    距今2700万年以来,贵州地区经历了无数次地壳运动,使得黄果树地区的岩层产生了大量断裂和裂隙。当地表水遇到岩体断层或者裂隙时,它就会选择从缝隙进入地下,每当遇到新的缝隙又不断继续往下流动。由于水对喀斯特地区岩石的溶蚀作用,地表水进入地下,暗河的入口处会逐渐扩大。与此同时,岩体内纵横交错的裂隙受到流水侵蚀,溶蚀扩大,岩石开始崩塌,逐渐发育成巨大的洞厅。随着时间的推移,流水不停的继续侵蚀,使得地下暗河洞顶岩层越来越薄,最后在重力的作用下崩塌。地下河变成了地表河,从而形成今天的打邦河。而最大的落水洞暴露出地表,成为我们现在看到的黄果树大瀑布。

    地下河与地表河的转换是一个漫长的过程。如今黄果树大瀑布仍在自然环境中不断发生变化。经过地质学家的深入研究,终于确认暗河坍塌是黄果树大瀑布形成的主要原因。探索瀑布成因的过程,实际也在提醒我们,大自然的生态是比较脆弱的,像喀斯特这样的自然环境,就更容易受到外界因素的影响。在未来,如何保护资源、合理利用资源应当是我们持续思考的问题。


- 完 -


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