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化学世界奇观
1.3.17 是谁造出的“仙境”

是谁造出的“仙境”

“桂林山水甲天下,锦绣山河美如画”。游览过桂林山水的人都会这样赞美它。特别是桂林的溶洞,如果你走进七星岩、芦笛岩,你将看到里面的石笋、石钟乳有的像飞龙,有的像雄狮,有的又像翩翩起舞的仙女,而有的像凌冰、桌椅,千姿百态,真好似到了神仙境界,美妙极了。桂林岩洞里的石笋、石钟乳确实是奇丽、富于诗意。它招引了不少的游客,受到古今多少诗人的赞美。然而,那些美丽的石笋、石钟乳是怎样形成的呢?是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果,石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用能转化为微溶性的碳酸氢钙。由于石灰岩层各部分含石灰质多少不同,被侵蚀的程度不同,就逐渐被溶解分割成互不相依、千姿百态、陡峭秀丽的山峰和奇异景观的溶洞。如闻名于世的桂林溶洞、北京石花洞,就是由于水和二氧化碳的缓慢侵蚀而创造出来的杰作。溶有碳酸氢钙的水,当从溶洞顶滴到洞底时,由于水分蒸发或压强减少,以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙的沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚,渐渐形成了钟乳石、石笋等。如果溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶上滴落,随着水分和二氧化碳的挥发,则析出的碳酸钙就会积聚成钟乳石、石幔、石花。洞顶的钟乳石与地面的石笋连接起来了,就会形成奇特的石柱。

在自然界,溶有二氧化碳的雨水,会使石灰石构成的岩层部分溶解,使碳酸钙转变成可溶性的碳酸氢钙

CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2

当受热或压强突然减小时溶解的碳酸氢钙会分解重新变成碳酸钙沉淀

Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O

大自然经过长期和多次的重复上述反应,从而形成各种奇特壮观的溶洞,如桂林的七星岩、芦笛岩,肇庆的七星岩等。在溶洞里,有千姿百态的钟乳和石笋,它们是由碳酸氢钙分解后又沉积出来的碳酸钙形成的。

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七星岩

世界上最大的溶洞是北美阿巴拉契亚山脉的犸猛洞,位于肯塔基州境内,洞深64千米,所有的岔洞连起来的总长度达250千米。洞里宽的地方像广场,窄的地方像长廊,高的地方有30米高,整个洞平面上迂回曲折,垂直向上可分出三层。雨季,整个洞内都有流水,形成为地下河流在坡折处河水跌落,形成瀑布;旱季,局部地区有水,成地下湖泊,可能还有积水很深的潭,不妨称无底潭。

中国现知最长的溶洞是湖北利川县腾龙洞,长约40千米;最深的为贵州水城吴家大洞,深430米。

中国是个多溶洞的国家,尤以广西境内的溶洞著称,如桂林的七星岩、芦迪岩等。北京西南郊周口店附近的上方山云水洞,深612米,有七个“大厅”被一条窄长的“走廊”相连,洞的尽头是一个硕大的石笋,美名十八罗汉,石笋背后即是深不可及的落水洞,也有一定规模。周口店的龙骨洞,洞虽不大,却是我们老祖宗的栖身地。