溶洞形成之謎

大自然的景觀千奇百怪，有許多奇妙的景觀。例如，杭州的瑤琳仙境，宜興的張公洞、善卷洞，桂林的七星巖、蘆笛巖……這些溶洞都是旅游勝地。到過(guò)這些溶洞的人都不會(huì)忘記那千姿百態(tài)的石鐘乳、石筍和石柱，不會(huì)忘記那寬敞高大的洞穴、曲折迂回的通道。人們不僅喜歡這些溶洞，更關(guān)心這些引人入勝、宛如地下龍宮的溶洞的形成原因。

過(guò)去人們有一種看法，就是這些溶洞是地下水沉淀和溶蝕的結(jié)果。雖然溶洞都是十分堅(jiān)硬的碳酸鹽質(zhì)巖石，但由于長(zhǎng)期沉浸在地下水中，因此被溶解，特別是當(dāng)水中含有二氧化碳時(shí)，其溶解速度更加迅速。這樣一年又一年，堅(jiān)硬的巖層就會(huì)被溶蝕出一個(gè)個(gè)洞穴。當(dāng)溶有石灰質(zhì)的地下水再次滴入洞中時(shí)，由于環(huán)境中壓力、溫度的變化，使水中的二氧化碳逸出，從而降低了水對(duì)石灰質(zhì)的溶解力，這樣原本溶解在水中的部分石灰質(zhì)會(huì)因?yàn)檫^(guò)于飽和而沉淀析出，長(zhǎng)時(shí)間的累積就會(huì)形成一根根形態(tài)各異的石鐘乳、石柱和石筍。

但是，不久前這種傳統(tǒng)的觀點(diǎn)受到了中國(guó)科學(xué)家的挑戰(zhàn)。經(jīng)過(guò)5年的考察，中國(guó)溶洞科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，溶洞的形成和藻類生物有著十分密切的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上提出了溶洞形成的“生物建造說(shuō)”新理論。

生物建造說(shuō)認(rèn)為，藻類是一種地球上最早出現(xiàn)、到現(xiàn)在依然廣泛分布的原始植物，它們與其他植物一樣具有光合作用的能力和趨光生長(zhǎng)的特性。因?yàn)樗鼈冊(cè)谏L(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中會(huì)分泌鈣質(zhì)，可以收集、粘接微細(xì)的石灰質(zhì)顆粒，而且經(jīng)常集群生活，很多藻類一代又一代地生長(zhǎng)在一起，從而形成了許多海洋生物礁。而溶洞中的石鐘乳幾乎都是迎著光線向上彎曲生長(zhǎng)的，這符合藻類的趨光生長(zhǎng)的特性。石鐘乳、石筍內(nèi)部還有像樹(shù)木年輪一樣的同心圓狀構(gòu)造，這又可以理解為是藻類生物逐年生長(zhǎng)、分泌、收集和粘接石灰質(zhì)微粒的結(jié)果。另外，在有些溶洞的巖石中還找到了近似古代藻類生物的層狀化石結(jié)構(gòu)；在有些溶洞的表層，則發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在依然在生長(zhǎng)的多種多樣的藻類生物。

根據(jù)上面的分析，生物建造學(xué)認(rèn)為，雖然溶洞的洞穴空間的形成和水的溶蝕作用相關(guān)，但溶洞里那些千奇百怪的石鐘乳、石筍和石柱的形成，就應(yīng)該主要是藻類生物在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歲月中逐漸建造起來(lái)的，然后經(jīng)過(guò)后來(lái)的石化作用，才形成今天的面貌。