穿洞:地质奇观与科学宝库

作者: 陈志强

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广西壮族自治区河池市凤山县的社更穿洞(摄影/李晋)

什么是穿洞?

穿洞(light-through cave),是一种贯穿山体、两端开口且透光的天然洞道形态,主要分布于喀斯特地区。这类地质奇观形成于山顶、山腰或山脚,是地球不同演化阶段的产物,展现了地质运动与自然造化的神奇。

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 广西壮族自治区河池市南丹县的“美女照镜”穿洞(摄影/张远海)

穿洞的命名往往富有诗意,凝聚着人们对自然的浪漫想象。如月岩、月亮洞、日月岩、水月洞、南天门、天门洞、穿龙岩、穿山岩、过山洞、石门洞、天生桥、美女照镜、仙人过桥等,这些名字既形象生动,又充满文化意蕴。

一些与穿洞相关的山体同样引人入胜,例如:广西壮族自治区桂林市的象鼻山、穿山月岩和阳朔县的月亮山,湖南省保靖县的吕洞山、湖南省张家界市的天门山以及贵州省瓮安县的仙桥山等。其中,桂林市的穿山月岩、阳朔的月亮山穿洞尤为著名。穿山月岩位于半山腰,高约10米、宽20余米、长约70米,远望如一轮明月悬于山间;月亮山海拔411米,相对高度约300米,山体中空一洞,形如半圆形拱门,堪称喀斯特地区的标志性景观。

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穿洞形成示意图(供图/陈志强   张远海)

与穿洞类似的地质形态是天生桥,二者成因相同。当穿洞顶部逐渐坍塌,顶板变薄、宽度缩小,最终仅剩薄层桥状结构时,便形成了天生桥。

穿洞的地质学价值

穿洞是喀斯特地貌演化的典型产物,通常是古地下河系统的遗迹,完整记录了岩溶作用、地壳抬升和水文变迁的地质历史。其洞顶、洞底及现今河谷,分别对应三期地质作用的痕迹,为研究区域古水文演化提供了重要依据。

以广西壮族自治区河池市凤山县的社更穿洞为例,其洞长239米、宽142米、高76米,原为古坡心地下河出口洞穴,因地壳抬升导致地下河水位下降并改道,出口废弃。相连洞道一端塌陷形成天坑,另一端崩塌成谷地,仅残留中间段成为现今穿洞。

洞壁上的流痕是古水流方向和强度的重要记录。通过研究这些流痕,科学家可以重建古代水文系统的动力特征。洞顶高度、洞底形态及周边河谷发育特征,分别反映了岩溶作用、地壳运动与河流侵蚀的耦合过程,为研究区域地质历史提供了直接证据。

由于穿洞两端洞口的透光性强,不用灯光也可以一览无余,同时还能将洞外风景纳入视野;加之社更穿洞贝窝丰富,洞壁流石众多,成为岩壁攀爬天然的“抓握点”,这里由此建立了全国最大的洞穴国际攀岩基地,成为地质遗迹保护与可持续利用的典范。

穿洞的生态学价值

穿洞因其独特的光照和湿度条件,成为多种生物的理想栖息地,为研究生态系统演化和物种适应性提供了宝贵资料。

穿洞中充足的光线使植物能够进行光合作用,成为植物的避难所。尤其在我国西南喀斯特地区的湿润气候下,穿洞常生长耐阴植物,包括岩黄连、楼梯草、苦苣苔、秋海棠、报春花、三角蕨、多枝花、卷柏等,这些植物表现出强烈的向光性。研究这些群落对于理解生命如何在极端环境中适应至关重要。

此外,穿洞内由光线梯度形成的不同生态位,显著影响着微生物群落的生物多样性,为揭示光线条件、洞穴地质特征与生物多样性间复杂的相互作用关系提供了重要研究对象,具有突出的生态学研究价值。

穿洞遮风避雨,为洞穴动物提供了稳定的栖息环境。例如,广西巴马瑶族自治县的百鸟岩,正是因洞内燕子栖集、蝙蝠掠飞而得名。

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▶ 广西壮族自治区河池市凤山县的社更穿洞(摄影/赵忠军)

穿洞通常洞口较大,阳光从洞口照射进来,在洞穴通道和阴影区的洞壁表面生长着大量的藻类、苔藓、地衣等生物。一方面,这些具有光合能力的生物依赖进入洞穴中的光照,在碳酸盐岩体基质上持续繁殖、生长,并通过生物钻孔作用影响岩体——由于生物钻孔的差异性,岩壁上形成了大量的石刺;另一方面,在钟乳石表面生长的藻类通过阻挡扰动水流、吸收与吸附作用,促使水中碳酸钙沉积,在洞口形成向外斜伸的龙头状钟乳石。这些生物对碳酸盐岩产生的侵蚀或沉积作用,叫生物岩溶作用。

穿洞的文化价值

穿洞不仅是自然地质的杰作,也承载着丰富的人文历史和文化象征意义。

对早期人类来说,穿洞堪称天然居所。其内部空间宽敞且冬暖夏凉,既能遮挡风雨,又可抵御野兽侵袭,因而成为古人类理想的定居点。以贵州普定穿洞遗址为例,这里自然条件优越,古人类曾在此持续繁衍生息约8000年。穿洞两端开口透光,利于古人类在洞内进行日常活动;其洞口附近通常有丰富的自然资源,便于获取食物和水源。普定穿洞不仅是重要的地质遗迹,更是旧石器时代晚期人类活动的考古圣地。这里出土的石器、骨器等遗存,生动记录了早期人类与自然环境的相互关系,为研究中国西南地区史前文化提供了关键线索,被誉为“亚洲文明之灯”。

桂林象鼻山的水月洞则以水光石影著称。该洞长17米、高12米、宽9.5米,底面积约150平方米,半悬江上,东西贯通。其造型圆润修长,空间轩敞明亮,洞壁规整平滑,倒映水中宛如皓月当空,故得名“水月洞”。洞壁镌刻有大量唐宋时期的石刻诗文,这些珍贵的人文遗存与独特的自然景观相得益彰,堪称文旅融合的典范。

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广西壮族自治区桂林市灵川县的南圩穿洞(摄影/牛红旗)

张家界天门山以世界罕见的穿洞——天门洞而闻名。这座四周绝壁的孤峰海拔1518.6米,虽山体不高,但近300米的垂直崖壁使其如拔地而起,视觉震撼。天门洞高悬于半山之上,洞高131.5米、宽57米、深60米,宛若一道“通天”的门户,“天门吐雾”和“天门霞光”两大气象奇观更令其享誉全球。天门洞不仅以其鬼斧神工的自然景观吸引着世界游客,更承载着深厚的文化内涵,这里始终是人与自然对话的绝佳舞台。

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张家界天门山的天门洞

通过科学保护和可持续开发,我们既能“破译”自然造物的神奇密码,又能促进生态旅游与科普教育的协同发展,让这一珍贵的地质遗产——穿洞,永续传承。

(责任编辑 / 李银慧  高琳  美术编辑 / 周游)

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