要问神州大地有什么盛景,发育于中国西南的喀斯特地貌,一定榜上有名。且不说那壮阔的天坑、奇幻的溶洞、幽深的暗河,一句“桂林山水甲天下”,就把喀斯特地区的魅力概括得淋漓尽致。通过“喀斯特”这三个稀奇古怪的字,很难猜到它到底什么意思——这只是英文“Karst”的音译。中文里对应的名词“岩溶地貌”更好理解,即“岩石”、“被溶解”、“而形成”、“的地貌”。
我国西南地区岩溶地貌的出现,得益于三个最重要的条件:降水充足;石灰岩地层出露丰富;地质运动频繁。缺了这三个条件中的任何一个,岩溶地貌都无法形成。先说说第一个条件:降水丰富。举个生活中的例子:食盐(氯化钠)是由许多小小的晶体堆成的,把盐放入碗里并倒进水,食盐就不见了。其实,食盐并不是消失了,而是溶在了水里。在晶体状态下,钠离子和氯离子就像被“铁丝”串着的一个个小球,这根“铁丝”的学名叫离子键。
当他们进入水中后,离子键消失,钠离子和氯离子就可以在水中自由地“游来游去”。“盐溶”如此,地球表面的“岩溶”也是这样。要想把岩石溶掉,首先得有水。在干燥的沙漠或者冻土带里,连丰沛的流水都满足不了,又何谈“溶”呢?这也是为什么岩溶地貌一般不发育于高纬度地区的原因。有水之后,溶谁、不溶谁,也是有讲究的。为什么水能把碗中的食盐溶掉,却不能溶掉碗?
因为碗的材质一般是陶瓷、金属、或者塑料,溶解度比食盐小太多。岩石也一样,只有当一个地区布满容易被溶解掉的岩石类型时,流水才能顺利地发挥它们的“才能”。比起地表其他常见岩石,以碳酸钙为主要成分的石灰岩可以说是最容易被溶解的岩石类型了。虽然碳酸钙一般被当做不溶的沉淀物对待,但天然水中含有一定量的氢离子。
有了它们的帮助,碳酸钙在天然水的长期溶蚀下,被拆成了可以在水中自由流动的钙离子和碳酸氢根离子,肉眼看上去,自然就是这些灰岩慢慢“消失”了。但是,几乎绝大多数石灰岩都是海洋的特产(在岩溶地貌区中经常可以看到岩石里含有海螺或者贝壳的化石),身居内陆的西南地区,现今并不能形成石灰岩。如今保存在西南地区地表的那些石灰岩,都是在5亿~2亿年前的远古时光中缓缓沉淀的。
在悠久的岁月里,这些古老的海洋遗迹,会被缓慢地埋入数千米深的地下。但有一种力量可以让它们重见天日,那就是构造运动强大的抬升力。石灰岩来到地表之后,南方地区丰沛的降水就开始对它们进行溶蚀。这些由远古海洋孕育的遗迹,在历经亿万年的地底之旅后,又用岩溶这种方式,重新回到了水的怀抱。