豆豆
這個(gè)內(nèi)部被巨大的柱狀水晶填滿(mǎn)的洞窟地處西班牙境內(nèi),被稱(chēng)作普爾皮晶洞。洞窟中充滿(mǎn)了透明的光輝,堪稱(chēng)神秘的世界。如此美麗的空間是如何形成的?這似乎與遠(yuǎn)古時(shí)期發(fā)生的氣候變化有很大的關(guān)系。
面朝地中海和大西洋的西班牙安達(dá)盧西亞省,在其東北部距離穆?tīng)栁鱽喼葸吔缫还锏牡胤接幸粋€(gè)名叫普爾皮的小鎮(zhèn),因1999年被發(fā)現(xiàn)的世界最大級(jí)的晶洞而聞名于世。
晶洞指的是在巖石中形成的,被以水晶為主的各種各樣的礦物質(zhì)結(jié)晶所填滿(mǎn)的空洞。不知各位是否見(jiàn)過(guò)內(nèi)部滿(mǎn)是水晶的巖石被劈成兩半后作為土特產(chǎn)出售?普爾皮晶洞基本上就是這類(lèi)土特產(chǎn)的巨型版。在一次可容納10個(gè)成年人的進(jìn)深8米的巨大空間中,數(shù)不盡的高度達(dá)2米的水晶柱排列其中,這樣的場(chǎng)景僅憑照片都足以令人驚愕。
如今已經(jīng)完全廢棄的米納里卡銀礦山。普爾皮晶洞就位于這里的地下50米處。
世界上最大的晶洞是位于墨西哥西北部奇瓦瓦州的奈卡礦山的Cueva de los Cristales(水晶洞窟),即使配備了專(zhuān)業(yè)設(shè)備想要進(jìn)入其中也十分困難。至今涉足其中的只有發(fā)現(xiàn)者、科學(xué)家、當(dāng)?shù)卣{(diào)查隊(duì)以及同行的攝影師。
然而,普爾皮晶洞對(duì)普通人而言很容易進(jìn)入,無(wú)論是作為觀光資源還是作為激發(fā)小朋友對(duì)礦物學(xué)興趣的科普基地,都是絕佳的場(chǎng)所。它位于上世紀(jì)60年代被封鎖的米納里卡銀礦山的地下50米處,1999年被礦物學(xué)者小組發(fā)現(xiàn),此后針對(duì)這里的學(xué)術(shù)調(diào)查一直沒(méi)中斷,直到2019年8月才開(kāi)始對(duì)外開(kāi)放。
充滿(mǎn)晶洞內(nèi)部的是叫做透石膏的較為柔軟的礦物。硝酸鈣形成柱狀需要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的時(shí)間。據(jù)估計(jì),普爾皮晶洞在6萬(wàn)~200萬(wàn)年前形成現(xiàn)在的樣子。晶洞從整體規(guī)模來(lái)看,進(jìn)深8米、高達(dá)2米。覆蓋內(nèi)壁的柱狀透石膏柱的透明度極高,保存狀態(tài)也很好,從而形成了一個(gè)分外美麗的空間,簡(jiǎn)直可以稱(chēng)為地下天堂。
專(zhuān)業(yè)雜志《地質(zhì)學(xué)》在2019年10月刊登了一篇題為《普爾皮晶洞的透石膏結(jié)晶起源》的實(shí)地調(diào)查學(xué)術(shù)論文。實(shí)地調(diào)查的目的是為了收集巖石學(xué)和地質(zhì)學(xué)方面的數(shù)據(jù)資料,這些都是了解晶洞形成的地質(zhì)學(xué)歷史所必須的。其內(nèi)部有三疊紀(jì)的碳鹽礦物化后的巖石,這種巖石含有碳酸鐵和重晶石、天青石、以及石膏等成分。并且石膏的成分曾暴露于攝氏零下70度到100度以上的溫度中,為這些數(shù)不清的透石膏柱的形成創(chuàng)造了最為理想的環(huán)境。
被巨大的結(jié)晶填滿(mǎn)的普爾皮晶洞內(nèi)部
論文的開(kāi)篇是這樣寫(xiě)的:
“如今,世界各地接連發(fā)現(xiàn)大規(guī)模晶洞。在新發(fā)現(xiàn)的晶洞中,墨西哥的Cueva de los Cristales名聲遠(yuǎn)揚(yáng),還有其他規(guī)模相當(dāng)、位于實(shí)地調(diào)查理想地點(diǎn)的晶洞。由于要弄清晶洞形成的機(jī)制,有必要詳細(xì)地了解作為礦物結(jié)晶成長(zhǎng)的主要因素——時(shí)間方面的問(wèn)題,而且實(shí)驗(yàn)設(shè)施中的類(lèi)群分析也無(wú)法準(zhǔn)確進(jìn)行,所以不得不說(shuō)這是非常困難的現(xiàn)實(shí)情況。”
論文的核心是透明度極高的透石膏柱的形成機(jī)制:
“普爾皮晶洞內(nèi)的柱狀透明石膏,應(yīng)該是由含有海水蒸發(fā)冷凝成分的水溶液滲透而生成的。”
論文將這些作用分成不同的階段,分別闡明了其各自的地質(zhì)學(xué)機(jī)制,說(shuō)明了從一個(gè)階段到下一個(gè)階段的聯(lián)系,最終俯瞰了普爾皮晶洞形成現(xiàn)在的樣子的整個(gè)過(guò)程。
我們知道特定的礦物質(zhì)會(huì)在特定溫度下結(jié)晶化。如果采集結(jié)晶內(nèi)部殘留的水分,就能夠檢測(cè)出天青石(硫酸鍶)和重晶石(硫酸鋇)的成分。對(duì)這些成分進(jìn)行分析后得到的結(jié)果是,普爾皮晶洞的水晶形成于攝氏20度左右的可能性極高。
安達(dá)盧西亞地區(qū)東北部一帶的土壤中,含有豐富的無(wú)水石膏。
講述晶洞成長(zhǎng)故事的結(jié)晶紋理
散發(fā)著透明光澤的水晶
在形成世界最大規(guī)模的晶洞的原因中,或許這樣的土壤特性是第一位的。另外還有一個(gè)重要的原因,就是振動(dòng)溫度,即局部地區(qū)性的溫度變化。據(jù)當(dāng)?shù)卣{(diào)查小組得到的數(shù)據(jù)顯示,晶洞周?chē)臏囟日駝?dòng)在攝氏 20度±5度間。
振動(dòng)溫度如實(shí)反映了全球大氣溫度的變化,因此普遍認(rèn)為其對(duì)近地面層的影響會(huì)更大。雖然晶洞的形成需要具備各種各樣的條件,不過(guò)或許最重要的因素還是氣候的變化。普爾皮晶洞距離地面50米,可想而知,在晶洞形成方面,地表的溫度變化起到了決定性的作用。
始于600萬(wàn)年前、結(jié)束于6萬(wàn)年前,普爾皮晶洞形成的大致流程如下:
從地表滲透的水分一邊溶解石灰?guī)r層,一邊進(jìn)行積累,并在這種積累的狀態(tài)下,歷經(jīng)幾次火山活動(dòng)被加熱,水分蒸發(fā)后形成空洞,空洞內(nèi)壁上礦物性物質(zhì)發(fā)生結(jié)晶化。在幾百萬(wàn)年的悠長(zhǎng)歲月中,氣候反復(fù)產(chǎn)生變化,并且聯(lián)動(dòng)影響著晶洞內(nèi)的溫度變化,在現(xiàn)代人無(wú)法想象的漫長(zhǎng)時(shí)光中,生成了適合柱狀水晶成長(zhǎng)的理想環(huán)境,并持續(xù)了很長(zhǎng)時(shí)間。
普爾皮晶洞將地球刻下的時(shí)間原原本本地呈現(xiàn)了,充滿(mǎn)了不可思議的悠久歷程,地球以“地下天堂”的形式為我們留下這種痕跡。