本文由羊羊的地理教室首发,如转载请注明出处
作者 竹杖芒鞋 | 审稿 羊羊
美国国家地理频道曾把土耳其棉花堡评为“一生不得不去的50个全球奇景之一”。从希腊时代起就是温泉疗养胜地,这里的水温终年保持在36℃至38℃之间,水的酸碱值大概6左右。据科学鉴定,泉水富含钙、镁等矿物质,还可以直接饮用。由于在棉花堡的温泉免费,来此泡温泉的游人络绎不绝。
“棉花”是指其色白如棉,远看像棉花团,其实是坚硬的石灰岩地形。“城堡”是说它由整个山坡构成,一层又一层,形状像城堡,故得名棉花堡。棉花堡位于土耳其代尼兹利(Denizli)市的北部,是远近闻名的温泉度假胜地,不仅有上千年的天然温泉,更有钙化形成的似棉花一样的山丘。这里被联合国教科文组织认定为世界自然与文化双重遗产。
这些白色阶梯其实是以石灰华(主要成分为碳酸钙),又称钙华,是在地表由岩溶泉、河、湖水沉积形成的大孔隙次生碳酸钙,它的形成和水有密切关系。
为了更好的理解这个过程,我们可以把它分成两个阶段。
① 雨水下渗变温泉
当地的雨水渗入地下,经过漫长的循环又以温泉形式涌出,在此过程中溶解了大量岩石中的石灰质和其他矿物质。
② 温泉流出,钙质沉积
当温泉顺山坡流淌,这种富含碳酸钙物质的水流,一旦出露地表水温和压力就会降低,使二氧化碳气体溢出碳酸钙也结晶析出,沿途沉积,久而久之便形成一片片阶梯状的钙化堤,形成层层叠叠的半圆形白色阶梯,远看像大朵大朵棉花矗立在山丘上。
棉花堡作为石灰岩地貌的一种,不仅存在于土耳其,在中国也有它的身影。
① 云南白水台
白水台位于香格里拉东南的三坝乡白地村,这里海拔两千三百八十米,占地三平方公里。石灰岩溶洞中流出的泉水里面携带着很多的碳酸钙物质,出露地表,后来经过阳光的照射发生了分解反应,就形成了碳酸钙的白色的沉淀物,不断地覆盖地面,就形成了千姿百态的溶岩地貌。
② 四川黄龙五彩池
高山上的冰雪融水和地表水渗入地下,流过石灰岩层在地下水循环的过程中溶解了大量石灰岩中的碳酸钙物质,通过泉眼、岩石裂隙流出或渗透融入溪流,碳酸钙结晶析出,形成钙华,又经过数万年的积累就形成了厚数十厘米、高十余厘米到两米不等的钙华围堤。随着地形的起伏,钙华围堤呈阶梯状上下层叠,围堤内逐渐汇集成形形色色、大小不一的彩池,小的一两平方米,大的则有数百平方米。主要是因为黄龙五彩池的钙华含有不同的成分。不含杂质的碳酸钙和碳酸镁为白色或灰白色。但如果有褐铁矿杂质,则会呈现黄色、褐黄色。如果钙华上有蓝绿藻类,则会呈现蓝色或绿色。如果钙华失去水的滋润,炭化以后则呈现黑色。无论是土耳其的棉花堡,中国的黄龙五彩池、云南白水台,随着近年来的旅游开发,它们都面临着不同程度的破坏,温泉水量不断减少,钙化堤开始变窄变黄。钙华地貌从无到有至少需要上万年,一年能沉积厚度以毫米计。对于人类而言它们是不可再生的旅游资源,不合理的旅游景区管理和不文明的旅游行为对它们构成了不可逆的破坏。我们需要采取必要的措施保护它们,比如说:
限制观赏区域
约束温泉旅馆的开发
进入规定范围内的浴场要赤脚,以防鞋底对石灰岩造成磨损
建设人工阶地,比如在原有地形上用水泥砌成人工阶梯边缘,延缓水流,利于泉水中的碳酸钙在上面堆积,形成人工的石灰阶地
调节和补充温泉水量,对于天然泉水还进行有计划的管控
材料一 钙华又称石灰华,是在地表由岩溶泉、河、湖水沉积形成的大孔隙次生碳酸钙。其成因是由于岩溶地区的地下水或地表水在适宜的环境下,且往往是在植物作用(光合作用和呼吸作用)影响下,导致碳酸钙过饱和而沉积。钙华沉积的多少要看净光合作用(总光合作用减去总呼吸作用),净光合作用在一定低温(低于20°C)达到最大值。材料二 光合作用与呼吸作用 碳酸钙的溶蚀与沉淀作用材料三 在青藏高原东缘横断山区,高原边缘的密集断裂给降水的渗流提供了通道,也使地下水因沟谷的切割,易于溢出形成饱含碳酸钙的喀斯特泉,泉水在山谷中溢出,一旦条件合适,水中的碳酸钙就会沉淀出来,在地表堆积成钙华。因此,横断山区从北到南形成一条钙华景观带。(1)根据材料一和材料二,试分析植物作用如何影响钙华的沉积与溶解。(3)同样是石灰岩被溶蚀,为什么华南地区多形成峰丛、峰林,而横断山区不能形成。试分析原因。(4)与中国南方相比,横断山区喀斯特地貌动态变化速率更快,景观稳定期更短,也更容易受环境变化的影响,说明原因。(1)水生植物白天主要进行光合作用,消耗水中的二氧化碳,放出氧气,使钙华沉淀;晚上进行呼吸作用,消耗水中的氧气,产生二氧化碳,让钙华溶解。
(2)有大面积的石灰岩分布;横断山区地处东南季风的迎风坡,降水丰沛;有丰富的水生植物;海拔较高,气候温凉,净光合作用大钙华沉积多;(地势起伏大,水流快,且多断裂或裂隙,来自深处的地下水涌出后,压力骤减,水中二氧化碳易逸出)
(3)因为横断山区处于地壳强烈上升的区域,喀斯特的溶蚀作用来不及对地表石灰岩进行充分的塑造,山体就被快速抬升。而华南地区地壳比较稳定,由于流水溶蚀常期稳定的作用,所以形成峰丛、峰林地貌。(4)因为横断山地区地壳运动十分活跃,地震,滑坡,崩塌多发,所以更易受到环境变化的影响。