书城自然青少年不可不读的自然地理之谜
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第8章 塌陷的地洞——重庆的“魔鬼洞”是怎么形成的地洞初现

重庆市云阳县塔棚乡芭蕉村的一位农民在自家的水稻田耕地时,地面突然下陷出一个洞,牛的一只脚掉了下去。紧接着地里的水、庄稼都被吸进了洞里。但是事情过去没几天,村里又有人发现了新的地洞。村里出现地洞的事很快传遍了整个村庄。于是有人回忆说两三年前村里就有这样的地洞了。

但是令村里人惊讶的是出现地洞的地方,有人曾在夜里听到过像牛一样的怪叫声。于是村里有人说,这里出了“魔鬼”。这样的猜测给地洞的出现蒙上了一种神秘的色彩。当地人惊恐不安,他们用石头、土填埋地洞,试图想驱赶洞里的恶魔。

但是事情并不是这么简单,无论他们用什么方法来填埋,地洞总是不断出现。田里、路上到处都是。村民们猜测洞下面可能是空的,但他们无法证实。只知道方圆几里出现的地洞已成为严重的灾害。情况越来越严重,村民们担心如果这样下去,整个村庄就会陷下去。他们向当地有关部门发出了求助。芭蕉村出现地洞的事很快传遍了整个云阳县,这一情况引起当地政府的关注,他们组织调查小组前往实地进行了调查。

川东地区的喀斯特地貌

大约在亿万年前,川东地区发生了剧烈的地壳运动。在板块碰撞的压力之下,海底的岩层被抬升出水面。在这个过程中,岩层发生了断裂和褶皱,山脉由此出现了。紧接着在这些新生的山系上发生了风化和侵蚀,一些新的河流和湖泊就形成了。经过长期的地质变迁之后,这里渐渐形成了以石灰岩为主的岩溶地貌,也就是平常说的喀斯特地貌。

喀斯特地貌是我国西南地区独有的地貌特征。在广西、云南、贵州、四川等地,都可以看到这样景色。喀斯特地貌有两大特征:一个是石灰岩的山体;另一个就是在山的下面隐藏着一些大型的暗河。

每到雨季,地面上的水透过岩石层下渗,这样就把石灰岩中的一些可溶解物质带到暗河里,经过千年、万年,甚至上百万年的漫长岁月,岩层中就生成了形态各异的溶洞。

云阳属于喀斯特地貌,这里也有一些溶洞,专家们分析芭蕉村的地洞会不会是地下溶洞塌陷造成的?

很多年前,在离芭蕉村80千米的地方出现了溶洞塌陷。地面出现了一个直径200多米、深度近100米的天坑,当地人称作为龙缸。龙缸的形成,实际上就是一种岩溶塌陷,这种塌陷是由裂隙造成的。这样的天坑到底是如何形成的呢?

通常情况下地下暗河的水是满的。但是随着地壳的不断抬升和地下水的开采,暗河里的水越来越少。一旦暗河干涸,就失去了对溶洞顶板的支撑力。再加上长期的岩溶作用,溶洞顶板岩石的缝隙会越来越宽,这样地表水就会越来越多地渗透到溶洞中来,溶洞顶板岩石在水的长期溶解下变得越来越薄。如果雨季来临,地面上的水不断渗入溶洞,这样溶洞顶板上的压力就增加了。一旦溶洞的顶板承受不了上面的压力,就会发生塌陷。而这样的塌陷可能是整个山顶或者山的某一部分整体下去,所以它的面积都很大。

但是调查小组到芭蕉村看到的实际情况却让他们大吃了一惊。眼前这些地洞最大的,直径也不过才2米。从地洞的数量以及周围的情况分析,专家们认为,地洞不可能是溶洞塌陷造成的。但是地洞的深度,仍然无法确定。

采矿导致地洞

据当地人说,这个洞没有底,扔个石头下去,只听到响,不见底。调查小组决定对洞的深度及地下水进行勘察。测量后发现这些地洞的深度大都在二三十米左右,而且这里的地下水位也没有下降。看来地洞不是溶洞塌陷造成的。那到底是什么原因呢?有没有可能是人为采矿造成的呢?

云阳是一个矿产资源丰富的地方。在这个面积只有3000多平方千米的区域上,分布着大大小小90多家煤矿。更值得一提的是,这里的云安镇曾经是我国古代井盐的重要产地之一,并有着上千年的历史。这里长期的矿产开发,会不会造成地下出现空洞,引起地面塌陷呢?

矿山的开采,不管是煤矿,还是其他金属矿藏的开采,所形成的塌陷往往都是比较大的,叫做矿洞。甚至有些地方,整座山体都是空的。在开采过程中矿柱不足,在卸荷和重力作用下,产生的塌陷的面积是非常大的,它的深度与开采的深度基本上相一致的,有的几十米,甚至上百米。

经过调查,科研人员在塔棚乡方圆几十里的地方,并没有发现有任何矿山开采的迹象。人为因素被排除了。专家们听村民们说这些地洞有时会冒出很大的烟,人们猜测这可以是汽洞。但这里没有地热,这些热气究竟是从哪里来的呢?有人怀疑这里的地下有可能发生了煤炭的自燃现象。

煤炭自燃是一种自然现象,它是由于煤层受到地球吸引力的作用产生了压缩。在压缩过程中煤层内部温度升高,当温度达到燃点时,煤就会燃烧了。随着地下煤层的不断减少,地下慢慢出现了许多空洞,久而久之地面就会发生塌陷,产生地洞。

但是在长期的煤炭开采过程中,人们发现云阳县地下煤层的厚度一般只有30厘米,同时这里的煤质不是很好,从这两点来说,这里发生煤炭自燃的可能性不大。

如果这里没有发生煤炭自燃,那么地洞里的烟又是怎么来的呢?

云阳县属于我国典型的南方气候,这里年平均气温不低于15℃,但是每当冬季来临之时,山里因海拔较高,往往也会伴随着雨雪的到来。尤其在冬季,气温会下降到5℃左右。由于地面与地下存在着温差,有时从地洞内就往外冒热气,所以老百姓以为是汽洞。

滑坡滑动是关键

专家们从洞的表面迹象没有找到地洞产生的原因,那么这里的地质结构会不会有什么问题?调查工作进入了第二个阶段。

云阳地区是以河流、山地为主的地质结构,除了第四纪之外,主要是侏罗纪地层为主,砂岩和泥岩叠压在一起。使我们看到一种软硬相间的,通俗的说法,就是三明治的地层。

专家们所说的三明治地质岩层,特点是最上面和最下面都是砂岩,而中间是泥岩。砂岩比较硬,不容易风化,中间的泥岩软,就很容易风化。而这样的地层结构非常容易产生滑坡,这是为什么呢?

所谓的滑坡就是斜面上的岩体在地球重力作用下发生下滑的现象。每当雨季来临,这样的地质灾害经常会在我国的南方地区发生。但是这样的地质结构到底与地洞的产生有什么关系呢?

就在大家一筹莫展时,调查组的专家发现了一个新的情况:他们首先看它的东西两侧是两条小水沟,它的后侧比较陡,专家分析这是滑坡滑动时造成的。现在这上面的农房、梯地、田地等全部在原来滑坡滑动所形成的堆积土上,另外在东侧水沟上面,初步分析那一块也是滑坡滑动形成的。

在这里居住的村民,万万没有想到,自己的脚下竟然是一个滑坡遗址,那么这里的滑坡到底是什么时候发生的呢?当地没有人知道发生滑坡的具体的时间,因为在他们生活的近百十年里,这里一直都非常平静。

按照滑坡发生的周期来分,滑坡体分为古滑坡、老滑坡和新滑坡体。如果一个滑坡体的稳定期能够达到10年以上,人们称它为古滑坡体,如果稳定期能达到2~3年,人们就称它为老滑坡体,假如这里每年都在发生滑坡,那它就是新滑坡体。无论是古滑坡还是老滑坡,它们并不都是一成不变的。自然因素、人为因素都可能再次导致滑坡的发生。云阳老县城就有过这样的经历。

1982年,云阳的宝塔发生了大滑坡,这次滑坡堆积体180万立方米,直接推入长江阻航几个月,间接和直接经济损失达50亿人民币,对整个县城产生很大的危害。

老滑坡的再次滑动所带来的损失超乎了人们想象。虽然当地政府采取了种种措施改善这里的地质环境,但是仍然无法彻底根除老滑坡潜藏的隐患。当大自然不肯示弱的时候,人类只好选择避让。

眼前这个小山村虽然是坐落在一个古滑坡体上,但并不意味着这里不会发生任何事情。因为古滑坡体的暂时稳定并不意味着它的使命就此结束了,它随时有机会“重操旧业”。所以居住在这里的村民,每到雨季来临之时,都不能在屋里安稳睡觉,总是提心吊胆,甚至有些人因恐惧而搬了家。

这次的调查工作除了走访当地的村民以外,科研人员还要用地形探测仪观察古滑坡体的外形情况,看看它近年来是否有新的变形。任何细微的变化都不能放过,稍有不慎,将会酿成严重的后果。然而幸运的是在调查过程当中,专家们发现这个古老的滑坡体没有发生变形的情况,周围的山体也没有产生新的裂缝,同时也没有往前滑移的迹象,这说明它是稳定的。

从调查的结果来看,地洞的出现与古滑坡体会不会再次发生滑坡好像没有太大的关系。但是地洞的确是在古滑坡体上,这其中到底有什么玄机呢?

在滑坡现场,我们注意到山体发生滑坡时,这山好像有一半都被削去了。山上滚下了许多岩石和泥土,山脚下很快就形成了新的平地。因为岩石重,泥土轻,所以平地下面是岩石,表面是一些浮土。由于新形成的平地没有地方可以滑了,所以它就稳定了。

老百姓一看,这块新土地不错,那就在这生活吧。就这样,他们在这里盖房、种树、种田。几代人过去了,这里一直都相安无事,人们就渐渐忘记了这里曾经发生过滑坡了。但是这里毕竟是岩石、泥土堆积起来的,地下比较松软。长期浇水,有些地方难免会冲出洞来。芭蕉村的地洞也是这样形成的。但是村民们还是有顾虑,许多年前听到的怪叫声到底是从哪里来的呢?

2004年6月16日,云阳县江口镇发生了滑坡,虽然这次滑坡没有造成人员伤亡,但是仍然给当地百姓带来很大的损失。通往城里唯一的公路断了。地里的庄稼也被冲了下去。就在滑坡前的那个晚上,村民们也听到了山里发出的怪声,他们说这是“走蛟”。

所谓走蛟就是蛇变大了,变成了龙,由于它不再适应这里的生活环境,它要归于大海,它一走,就要带动山。当然这只是民间的传说,没有什么科学依据。但是进入6月,雨季来临。云阳地区滑坡的确多了起来。

皓月当空,滑坡开始了,因为此时月球离地球最近。斜坡上那些原本已经松动,还没有滑下的岩石,在月球吸引力的作用下,仿佛要脱离地面,纷纷向山坡下滑动。滚动的岩石相互摩擦,发出了巨大的声响,这就是村民听到的怪叫声。有关“魔鬼洞”的秘密逐渐被揭晓了,村民们的生活渐渐恢复了平静。

许多年前因为芭蕉村发生过滑坡,所以当时人们是可以听到岩石滚动的响声。但现在这里的滑坡停止了,响声自然也就消失了。当然有关“魔鬼”的传说,也只是村里人的一种猜测。随着人类对大自然的了解,我们也就学会了如何去保护自然、利用自然。