石头也爱玩平衡

非洲有个引人注目的现象:妇女们用头顶着似乎要压断脖子的庞然大物,轻松自如地行走。她们顶的重物竟然能够平稳地呆在脑袋上,根本不需要用手去扶,这种头部平衡杂技很是让人佩服。

可你能想到吗?自然界的石头也会玩这样的平衡,很多石头用自己尖尖的 " 脑袋 " 顶着一个大大的石块,看上去石块一经风吹就会滚落下来,但是这种平衡,石头已经玩了至少几十年了。玩平衡的石头还不少呢,很多地方都可以发现它们的这种杂技。以石头玩平衡出名的要数津巴布韦了,津巴布韦专门有一个平衡石块的国家公园,里面的石头一个赛一个地能玩,有的甚至是手指头那么大的面积顶着一个重重的磨盘般的花岗岩硬石!这些玩平衡的石头可以说占尽了风头,每年有很多人来参观它们。

对于这种石头,人类可以说很佩服,有的石头看上去是倾斜的,好像马上就要滚落,却能够顽强地平衡地立在尖尖的底座上,它们为什么能够掌握好自己的平衡?

经过考察和分析,研究者发现这样的石头一般是软硬两种石头组成,顶部是坚硬的难以被风化侵蚀的石头,底部是较软的容易被侵蚀的石头,当底部的石头因风化而只剩下很小的一部分时,小石头顶着一个大石头的镜头就会出现。可为什么大石头不会从小石头上滚落下来?原来小石头自有平衡能力:当大石头稍有倾斜时,大石头下倾的那一端会对下面小石头有更大的压力,导致小石头一端被压紧,变得更硬实,从而能够顽强地支撑大石头倾斜的重力,再加上摩擦力的帮忙,于是小石头还能把大石头继续留在头顶。

熔岩 " 走 " 出自己的路

在地质活动曾经剧烈的地区,例如美国加利福尼亚的熔岩国家纪念园,夏威夷的火山国家公园等地,有一种长长的隧道形状的洞,隧道宽窄均匀,洞壁还算平滑,比较规则,像是人工开凿的。但科学家检验过所有洞壁,却没有发现任何人工的凿痕。洞内地面看上去有泥浆流过的痕迹,两边都留有棕褐色的像是泥巴的滓,但是考察一下,那些并不是泥巴,而是棕褐色的岩石,可这些岩石为什么会分布成流淌的形状呢?

据地质学家分析,原来是地下涌出的熔岩熔化了山体的岩石,冲开了一个长长的熔岩隧道。这很容易理解,用烧红的铁丝就可以给木头穿洞,随着木头接触铁丝的地方不断被铁丝烧成黑烟,炙热铁丝就可以穿过木头,制造出细长孔洞。而熔岩的温度要比烧红的铁丝温度高得多,涌出的熔岩又具有很大的冲击力,因此很容易在山体上冲出一个熔岩流淌的 " 管道 "。后来随着熔岩流量越来越少,从充满整个 " 管道 ",到半 " 管道 ",再到少量 " 小溪流 ",由于少量的熔岩在流淌过程中会散热沉积下来,因此会在洞壁上积下岩渍,形成了熔岩流淌的 " 水位线 "。

至此,我们明白了,原来这种规则的隧道是熔岩开掘的。

背风山坡是后娘养的

世界上的很多高山地带,一般会出现山的一面雨量充沛,山的另一面却异常干旱,甚至出现沙漠地带,例如最典型的青藏高原上就有一片沙漠,位于喜马拉雅山北麓,而喜马拉雅山南麓却雨量充沛。你不觉得奇怪吗?同样是靠着山,为什么两面的待遇却不同?

原来是风向有偏爱。当暖湿气流来到高山时,会沿着山坡向上爬,由于高空气压降低,暖湿气流膨胀变冷,其中的水汽就会因温度降低而冷凝,形成雨滴落下来,给山坡的迎风面带来充沛的雨量。

但是当这股气流爬过山顶后,由于重力作用沿着山坡下降,就会遇到与之前相反的过程,随着下降而气温升高。由于气流中的水汽已经因之前的降雨而大大减少,现在的温度升高更让气流干燥,不但不会给山坡的背风面带来雨水,还会掠走沿途的水汽,让背风面异常干旱,从而导致沙漠出现。这在地理学上叫做 " 雨影 " 地区。

我国的海南岛就是个极好的例子。本来海南岛四面环海,应该是整个岛屿都雨量充沛的,但是西线地区,尤其是东方市等地却很干,很少降雨。原因就是东方市属于五指山的雨影地区。既然海南岛四面环海,海风向哪个方向吹应该随意吧?为什么东方市不可以成为迎风区呢?这是因为海南岛西面和北面异常靠近亚洲大陆,海风一般只能从海岛东部登陆,向西吹,当绕过海拔 1000 多米的五指山的时候,气流就变得很干燥了。

珊瑚圈出自留地

珊瑚一般喜欢生长在温暖的浅海区,它们的生长需要丰盛的食物和氧气,因此热带和亚热带的浅海区是珊瑚礁分布的主要区域。但曾经让人不解的是,有很多珊瑚礁的分布是环状的,好像珊瑚们要把一片海域包围起来,圈一个自己的自留地一样。整个马尔代夫地区就有 26 个这种环礁,从高空俯视,那片海域被珊瑚们圈成了一个个圈,很是壮观。有的环礁包围的海域面积异常巨大,例如圈海面积最大的露出海面的环礁是大芝加哥银行环礁,圈出的海域面积达 12642 平方千米,大约海南岛面积的 1/3 了,而珊瑚礁面积却只有海域面积的 1/3000 左右。

难道珊瑚们真有划出自己 " 自留地 " 的习惯?经多方考察和分析,环礁的形成是一个很有意思的过程,与火山岛的升降息息相关。

火山喷发的火山灰富有营养,滋养了附近海域,珊瑚也喜欢在这样的食物丰盛的地方安家,但是珊瑚属于浅海生物,只是在火山和海平面交界的那一圈交界线附近生长,形成了环绕火山半山腰的一圈珊瑚礁。但是由于地质活动导致的火山逐渐下降,或者由于海平面逐渐上涨,海平面与火山的交界线逐渐向山顶蔓延,于是珊瑚的生长地点也随着交界线一起向上移动,珊瑚的生长面积也逐渐向内扩张,但外圈的珊瑚还会继续繁殖,不论是火山下降还是海平面上升都无法阻止它们向上繁殖生长,到达海面以上。最后海平面完全没过了火山顶,火山消失了,但是珊瑚礁还顽强地通过珊瑚的繁殖而冒出水面。

由于珊瑚礁圈外的海流较快,相当于活水,会带来富足的食物和氧气,而圈内的海水流动要慢得多,相当于死水,又有那么多珊瑚们竞争,因此珊瑚礁的外圈生长旺盛,一般都会露出海面,而内圈的珊瑚因生长繁殖缓慢,导致内部形成低洼区,一般会被海水覆盖。这样,环礁的形状就固定了下来——珊瑚礁形成的海中圆圈。

这个解释确实感觉很合理,但有什么证据呢?一个最有力最有趣的证据,是以浑圆和圈内圆洞而出名的环礁——大蓝洞,大蓝洞周围包围着一圈珊瑚礁,中心却是个深达 125 米的深洞。洞内几十米深的地方竟然有石灰岩溶洞以及石笋和石钟乳,这些都是陆地上形成的地形,不可能是海洋中形成的。因为石笋和石钟乳的形成是碳酸氢钙水溶液在空气中下滴,过程中二氧化碳跑掉,重新变成碳酸钙石灰岩的过程,在海洋中是不会有这个过程的。因此可以证明大蓝洞内的地形原本是露出海面的。

超级链接 大蓝洞

大蓝洞位于伯利兹城(中美洲洪都拉斯共和国的首都)海岸附近,以它中心的又圆又深的洞而得名。

从高空俯视大蓝洞,只见一圈圆圆的棕褐色珊瑚礁包围着中间一个幽蓝的深洞,从洞的颜色能感觉到,那洞深不可测。洞的直径是 318 米,也就是环礁的直径为 300 多米,洞深达 125 米!环礁内部能形成如此深的洞,确实是个奇迹。

大蓝洞不但深,而且洞内的奇观林林总总,可以说是别有洞天。据探索,整个洞的形状是沙漏形的,上面宽,下面也宽,中间是细瓶颈。从水面下潜到 20 米深时,已经没有了任何水流波动,水几乎是完全静止的。下潜到 30 米深的时候,竟然会发现石笋和石钟乳,这里的石笋和石钟乳很大,长度可以达到 8 米多。而且有的石笋和石钟乳是倾斜的,与水平方向的夹角不是 90 °,而是 77 ° 到 85 °。石笋和石钟乳是碳酸氢钙在滴下的过程中把二氧化碳再释放到空气中,从而形成石钟乳和石笋,这样形成的钟乳石由于重力作用,一般都是竖直的。但是大蓝洞中的钟乳石却是倾斜的。这说明大蓝洞经历了一定的地质变迁。

潜到约 50 米深时,在洞壁西侧另有个洞,这个洞延伸的方向先是斜向上后又水平延伸达 46 米,洞内布满了海龟和海洋生物的骨骼,好像它们是突然陷入这么深的洞内,无法适应新环境而死亡。下潜到约八九十米深时,海水是酸的,水中充满了硫化氢,洞的直径在此处也开始扩展,往下,洞的直径也越来越大。这层海水是浑浊的,之下的水里没有任何氧气,因此没有什么生命生存。据推测,硫化氢是洞口落入的有机物质被厌氧细菌腐化后形成的。至于洞底,则堆满了石灰石石块。

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