石頭也愛玩平衡

非洲有個引人注目的現象:婦女們用頭頂着似乎要壓斷脖子的龐然大物,輕鬆自如地行走。她們頂的重物竟然能夠平穩地呆在腦袋上,根本不需要用手去扶,這種頭部平衡雜技很是讓人佩服。

可你能想到嗎?自然界的石頭也會玩這樣的平衡,很多石頭用自己尖尖的 " 腦袋 " 頂着一個大大的石塊,看上去石塊一經風吹就會滾落下來,但是這種平衡,石頭已經玩了至少幾十年了。玩平衡的石頭還不少呢,很多地方都可以發現它們的這種雜技。以石頭玩平衡出名的要數津巴布韋了,津巴布韋專門有一個平衡石塊的國家公園,裏面的石頭一個賽一個地能玩,有的甚至是手指頭那麼大的面積頂着一個重重的磨盤般的花崗岩硬石!這些玩平衡的石頭可以說佔盡了風頭,每年有很多人來參觀它們。

對於這種石頭,人類可以說很佩服,有的石頭看上去是傾斜的,好像馬上就要滾落,卻能夠頑強地平衡地立在尖尖的底座上,它們爲什麼能夠掌握好自己的平衡?

經過考察和分析,研究者發現這樣的石頭一般是軟硬兩種石頭組成,頂部是堅硬的難以被風化侵蝕的石頭,底部是較軟的容易被侵蝕的石頭,當底部的石頭因風化而只剩下很小的一部分時,小石頭頂着一個大石頭的鏡頭就會出現。可爲什麼大石頭不會從小石頭上滾落下來?原來小石頭自有平衡能力:當大石頭稍有傾斜時,大石頭下傾的那一端會對下面小石頭有更大的壓力,導致小石頭一端被壓緊,變得更硬實,從而能夠頑強地支撐大石頭傾斜的重力,再加上摩擦力的幫忙,於是小石頭還能把大石頭繼續留在頭頂。

熔岩 " 走 " 出自己的路

在地質活動曾經劇烈的地區,例如美國加利福尼亞的熔岩國家紀念園,夏威夷的火山國家公園等地,有一種長長的隧道形狀的洞,隧道寬窄均勻,洞壁還算平滑,比較規則,像是人工開鑿的。但科學家檢驗過所有洞壁,卻沒有發現任何人工的鑿痕。洞內地面看上去有泥漿流過的痕跡,兩邊都留有棕褐色的像是泥巴的滓,但是考察一下,那些並不是泥巴,而是棕褐色的岩石,可這些岩石爲什麼會分佈成流淌的形狀呢?

據地質學家分析,原來是地下湧出的熔岩熔化了山體的岩石,衝開了一個長長的熔岩隧道。這很容易理解,用燒紅的鐵絲就可以給木頭穿洞,隨着木頭接觸鐵絲的地方不斷被鐵絲燒成黑煙,炙熱鐵絲就可以穿過木頭,製造出細長孔洞。而熔岩的溫度要比燒紅的鐵絲溫度高得多,湧出的熔岩又具有很大的衝擊力,因此很容易在山體上衝出一個熔岩流淌的 " 管道 "。後來隨着熔岩流量越來越少,從充滿整個 " 管道 ",到半 " 管道 ",再到少量 " 小溪流 ",由於少量的熔岩在流淌過程中會散熱沉積下來,因此會在洞壁上積下巖漬,形成了熔岩流淌的 " 水位線 "。

至此,我們明白了,原來這種規則的隧道是熔岩開掘的。

背風山坡是後孃養的

世界上的很多高山地帶,一般會出現山的一面雨量充沛,山的另一面卻異常乾旱,甚至出現沙漠地帶,例如最典型的青藏高原上就有一片沙漠,位於喜馬拉雅山北麓,而喜馬拉雅山南麓卻雨量充沛。你不覺得奇怪嗎?同樣是靠着山,爲什麼兩面的待遇卻不同?

原來是風向有偏愛。當暖溼氣流來到高山時,會沿着山坡向上爬,由於高空氣壓降低,暖溼氣流膨脹變冷,其中的水汽就會因溫度降低而冷凝,形成雨滴落下來,給山坡的迎風面帶來充沛的雨量。

但是當這股氣流爬過山頂後,由於重力作用沿着山坡下降,就會遇到與之前相反的過程,隨着下降而氣溫升高。由於氣流中的水汽已經因之前的降雨而大大減少,現在的溫度升高更讓氣流乾燥,不但不會給山坡的背風面帶來雨水,還會掠走沿途的水汽,讓背風面異常乾旱,從而導致沙漠出現。這在地理學上叫做 " 雨影 " 地區。

我國的海南島就是個極好的例子。本來海南島四面環海,應該是整個島嶼都雨量充沛的,但是西線地區,尤其是東方市等地卻很乾,很少降雨。原因就是東方市屬於五指山的雨影地區。既然海南島四面環海,海風向哪個方向吹應該隨意吧?爲什麼東方市不可以成爲迎風區呢?這是因爲海南島西面和北面異常靠近亞洲大陸,海風一般只能從海島東部登陸,向西吹,當繞過海拔 1000 多米的五指山的時候,氣流就變得很乾燥了。

珊瑚圈出自留地

珊瑚一般喜歡生長在溫暖的淺海區,它們的生長需要豐盛的食物和氧氣,因此熱帶和亞熱帶的淺海區是珊瑚礁分佈的主要區域。但曾經讓人不解的是,有很多珊瑚礁的分佈是環狀的,好像珊瑚們要把一片海域包圍起來,圈一個自己的自留地一樣。整個馬爾代夫地區就有 26 個這種環礁,從高空俯視,那片海域被珊瑚們圈成了一個個圈,很是壯觀。有的環礁包圍的海域面積異常巨大,例如圈海面積最大的露出海面的環礁是大芝加哥銀行環礁,圈出的海域面積達 12642 平方千米,大約海南島面積的 1/3 了,而珊瑚礁面積卻只有海域面積的 1/3000 左右。

難道珊瑚們真有劃出自己 " 自留地 " 的習慣?經多方考察和分析,環礁的形成是一個很有意思的過程,與火山島的升降息息相關。

火山噴發的火山灰富有營養,滋養了附近海域,珊瑚也喜歡在這樣的食物豐盛的地方安家,但是珊瑚屬於淺海生物,只是在火山和海平面交界的那一圈交界線附近生長,形成了環繞火山半山腰的一圈珊瑚礁。但是由於地質活動導致的火山逐漸下降,或者由於海平面逐漸上漲,海平面與火山的交界線逐漸向山頂蔓延,於是珊瑚的生長地點也隨着交界線一起向上移動,珊瑚的生長面積也逐漸向內擴張,但外圈的珊瑚還會繼續繁殖,不論是火山下降還是海平面上升都無法阻止它們向上繁殖生長,到達海面以上。最後海平面完全沒過了火山頂,火山消失了,但是珊瑚礁還頑強地通過珊瑚的繁殖而冒出水面。

由於珊瑚礁圈外的海流較快,相當於活水,會帶來富足的食物和氧氣,而圈內的海水流動要慢得多,相當於死水,又有那麼多珊瑚們競爭,因此珊瑚礁的外圈生長旺盛,一般都會露出海面,而內圈的珊瑚因生長繁殖緩慢,導致內部形成低窪區,一般會被海水覆蓋。這樣,環礁的形狀就固定了下來——珊瑚礁形成的海中圓圈。

這個解釋確實感覺很合理,但有什麼證據呢?一個最有力最有趣的證據,是以渾圓和圈內圓洞而出名的環礁——大藍洞,大藍洞周圍包圍着一圈珊瑚礁,中心卻是個深達 125 米的深洞。洞內幾十米深的地方竟然有石灰岩溶洞以及石筍和石鐘乳,這些都是陸地上形成的地形,不可能是海洋中形成的。因爲石筍和石鐘乳的形成是碳酸氫鈣水溶液在空氣中下滴,過程中二氧化碳跑掉,重新變成碳酸鈣石灰岩的過程,在海洋中是不會有這個過程的。因此可以證明大藍洞內的地形原本是露出海面的。

超級鏈接 大藍洞

大藍洞位於伯利茲城(中美洲洪都拉斯共和國的首都)海岸附近,以它中心的又圓又深的洞而得名。

從高空俯視大藍洞,只見一圈圓圓的棕褐色珊瑚礁包圍着中間一個幽藍的深洞,從洞的顏色能感覺到,那洞深不可測。洞的直徑是 318 米,也就是環礁的直徑爲 300 多米,洞深達 125 米!環礁內部能形成如此深的洞,確實是個奇蹟。

大藍洞不但深,而且洞內的奇觀林林總總,可以說是別有洞天。據探索,整個洞的形狀是沙漏形的,上面寬,下面也寬,中間是細瓶頸。從水面下潛到 20 米深時,已經沒有了任何水流波動,水幾乎是完全靜止的。下潛到 30 米深的時候,竟然會發現石筍和石鐘乳,這裏的石筍和石鐘乳很大,長度可以達到 8 米多。而且有的石筍和石鐘乳是傾斜的,與水平方向的夾角不是 90 °,而是 77 ° 到 85 °。石筍和石鐘乳是碳酸氫鈣在滴下的過程中把二氧化碳再釋放到空氣中,從而形成石鐘乳和石筍,這樣形成的鐘乳石由於重力作用,一般都是豎直的。但是大藍洞中的鐘乳石卻是傾斜的。這說明大藍洞經歷了一定的地質變遷。

潛到約 50 米深時,在洞壁西側另有個洞,這個洞延伸的方向先是斜向上後又水平延伸達 46 米,洞內佈滿了海龜和海洋生物的骨骼,好像它們是突然陷入這麼深的洞內,無法適應新環境而死亡。下潛到約八九十米深時,海水是酸的,水中充滿了硫化氫,洞的直徑在此處也開始擴展,往下,洞的直徑也越來越大。這層海水是渾濁的,之下的水裏沒有任何氧氣,因此沒有什麼生命生存。據推測,硫化氫是洞口落入的有機物質被厭氧細菌腐化後形成的。至於洞底,則堆滿了石灰石石塊。

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