广西地质学会 官方网站
 
广西地质学会
首页 通知公告 学会概况 工作动态 政策法规 行业动态 党政建设 教育培训 建言献策 地学科普 学术活动 会员管理
石笋的秘密
作者:薛刚  来源:中国科学院地球环境研究所  发布日期:2020-11-19  点击:

  提到石笋,有人就会说,我只知道莴笋、竹笋,什么是石笋啊?既然不知道便百度一番,发现原来是我国东南部盛产的一种特产,吃火锅的时候涮一下一定特别好吃。

  (图片来源于淘宝)

  如果您这样认为,那便大错特错了!我们介绍的石笋是生长在洞穴中的一种碳酸钙沉积物。洞穴通常分布在喀斯特地貌区(岩溶地貌区),地表水从碳酸盐岩(石灰岩/白云岩)裂隙进入到岩体的过程中,水对石灰岩有溶解作用,导致裂隙扩大从而形成了大大小小的溶洞(Fairchild and Baker, 2012; Speleothem Science)。岩溶洞穴分布于我国的大江南北,但主要集中在西南地区。洞穴中常常分布着多种多样的岩溶景观,包括:钟乳石、石笋、石柱等等。

  (洞穴中丰富的碳酸钙沉积物, 来自全景网)

  事实上,这些景观的形成主要是由于降水与洞穴上方土壤中的二氧化碳结合形成具有酸性的溶液,该溶液流经碳酸盐岩的裂隙并溶解了一部分碳酸钙最终到达洞穴内部,由于洞穴内部环境条件与外界不同,使得原本溶液中的二氧化碳溢出导致碳酸钙重新析出,一部分形成从洞顶向下生长的钟乳石,另一部分由于滴水从洞顶滴到洞底,形成从下向上生长的石笋。

  (石笋、钟乳石与流石相互交错 引自Blyth et al., 2016)

  洞穴中这些碳酸钙沉积物(钟乳石和石笋等)往往会构成大自然的美丽画卷,美的让我们惊叹!随着经济的发展,许多洞穴已经被开发为著名景点,有一些甚至还成为地质公园。这些石笋不仅仅是漂亮的景观,还蕴藏着许多“秘密”。

  (美丽的柞水溶洞来自http://shangluo.hsw.cn/system/2015/0402/9941_13.shtml)

  那到底什么是石笋的秘密呢?下面由我来给您介绍。从地球上海洋诞生以来,时时刻刻都发生着冷暖干湿的变化。石笋的生长离不开滴水的作用,而每一滴滴水都携带着当时的气候信息,并把这些秘密悄然“锁”在了石笋中的矿物晶格当中。为了探索它的秘密,我们首先需要知道石笋有多少岁?从哪一年“活”到了哪一年?通过放射性同位素测年就可以得到石笋的年龄。然后,利用物理化学手段从石笋中可以提取出其每一时间段内的“秘密”,便可以知道在它生长时间段内的气候变化状况。有人可能会问:知道这些气候变化的状况又有什么用呢?其实,知过去方可看未来。目前,利用石笋重现的气候变化状态已经可以回溯到64万年前,这为我们预测未来的气候信息提供了非常坚实的基础。

  (绿色的曲线代表了石笋反演的64万年以来的气候变化引自Cheng et al., 2016)

  喜欢看电影的应该都知道有一部美国大片叫做《后天(The day after tomorrow)》,它讲述了气候从我们目前的适宜状态突然转变到了非常寒冷的状态,从而让人类措手不及的科幻故事。故事中,气候学家杰克·霍尔(丹尼斯·奎德饰演)在观察史前气候研究后指出,温室效应带来的全球变暖将会引发地球空前灾难。杰克博士曾警告政府官员采取预防行动,但警告显然已经太晚(引自时光网),最终还是造成了巨大灾难。

  为了不让电影中的悲剧上演,科学家们就需要了解过去气候变化的状况,进而结合计算机模拟等手段,科学地预估未来可能的气候变化。

  实际上,从气候演变的历史来看,其变化(自然条件下)是有规律的,就像石笋反演的64万年以来的气候曲线一样有规律的上下波动。利用它提供的这些信息就可以给应对未来气候突变提供基础数据及资料。

  而这就是石笋的“秘密”!

 
 
  学会导航 NAVIGATION
  > 学会简介
  > 学会章程
  > 联系我们
 
 
主办单位:广西地质学会(www.gxdzxh.com) Copyright©2009-2020 All Rights Reserved.
地 址:广西壮族自治区南宁市青秀区竹溪大道35号(华业园)9楼 邮编:530022
联系电话:0771-5736966 电子邮箱:gxdzxh@qq.com
本网站从学术研究角度出发,所载资讯部分来自相关媒体,版权属原作者所有。