一百年才長(zhǎng)幾毫米！鐘乳石是怎么“長(zhǎng)高”的？？

以水為媒，穿過絲絲巖縫，攜帶著碳酸鹽巖的主力軍—;—;鈣離子，二氧化碳終于從碳酸氫根離子恢復(fù)了真身，逸散到空氣中。滴答，滴答，碳酸鈣被慢慢沉積下來(lái).......

可是......

（圖片來(lái)源：網(wǎng)易新聞）

近日，鐘乳石家族的寧?kù)o被再次打破了。繼今年四月份在山東臨沂沂水地下畫廊景區(qū)的“比翼鳥”鐘乳石被破壞后，湖北宜昌市遠(yuǎn)安縣太清洞景區(qū)又遭到游客攻擊，一百年才生長(zhǎng)13毫米的鐘乳石被硬生生掰斷了。

如果再這樣下去，以鐘乳石的生長(zhǎng)速度，那可真是傷不起啊！

鐘乳石的生長(zhǎng)速度到底有多“慢”？

鐘乳石可以說是時(shí)光里的老頑童了，它生長(zhǎng)太—;—;太—;—;太緩慢，它的“生長(zhǎng)速度”（用專有名詞叫做“沉積速率”）有多慢？

舉個(gè)栗子，近日成為“網(wǎng)紅”的湖北省宜昌市太清洞的鐘乳石沉積速率大約是0.13毫米/年，也就是說平均每一百年才增長(zhǎng)1厘米左右。你是不是仿佛看見了時(shí)間靜止的模樣？

但是，這個(gè)數(shù)據(jù)并不能一概而論。一方面，鐘乳石的沉積速率受氣候冷暖、降水量、碳酸鹽成分、斷裂裂隙發(fā)育、水文地質(zhì)條件等多方面影響，環(huán)境不同，沉積速率也不同。

另一方面，不同類型的鐘乳石沉積速率也不一樣。比如，在相同條件下石筍的沉積速率是鐘乳石類中最快的，大約一萬(wàn)年增高0.6-1.2米左右，相比其它鐘乳石，石筍接受的沉積物更多，也更容易沉積。

貴州織金溶洞（圖片來(lái)源：so.redocn.com）

一般來(lái)說，鐘乳石的沉積速率最小值只有零點(diǎn)幾毫米每一百年，較大的值可以達(dá)到10毫米/百年，這與全球氣候變化密不可分。

就拿全新世間冰期來(lái)說，由于氣候溫暖，鐘乳石的沉積速率非?？欤源蠹s10毫米/百年的沉積速率為主，而在晚更新世冰期，鐘乳石沉積速率非常小，甚至出現(xiàn)一萬(wàn)年都難以生長(zhǎng)1毫米的現(xiàn)象。

這時(shí)，“時(shí)間是把殺豬刀”這句在人類面前屢試不爽的話，在鐘乳石面前基本沒有存在感。

總之，鐘乳石的生長(zhǎng)速度非常緩慢，一旦被破壞，后果很嚴(yán)重?。。∵@也是鐘乳石為何如此珍貴的原因之一。

鐘乳石的生長(zhǎng)速度怎么測(cè)量？

既然鐘乳石的生長(zhǎng)速度肉眼幾不可見，那筆者和專家，你們憑啥說它們生長(zhǎng)速度是每百年幾毫米呢？你們靠猜的？當(dāng)然不是！

測(cè)算方法還是有的，主要有以下三種：

方法一：利用微量元素密度測(cè)試 ，如TIMS-U系測(cè)年法。

方法二：利用放射性同位素“C”測(cè)定法，用C14測(cè)定鐘乳石橫向增厚速度以及沉積速率，可以算出鐘乳石較為準(zhǔn)確的年齡；

方法三：利用歷史計(jì)算法測(cè)定，根具歷史古人所做的標(biāo)記，推算鐘乳石平均每年的增長(zhǎng)速度。

鐘乳石是怎么“長(zhǎng)高”的？

鐘乳石是特殊的地下巖溶地貌景觀，它其實(shí)沒有生命特征，所以并不能真正地“生長(zhǎng)”。不過，鐘乳石是憑借什么長(zhǎng)高的呢？

在古代，徐霞客就曾描述過鐘乳石的成因：“崖間有懸于虬枝為水所淋漓者，其外皆結(jié)構(gòu)為石, 蓋石膏日久凝胎而成?！?/p>

所以，鐘乳石的形成離不開兩位大功臣—;—;水和二氧化碳，它們?nèi)缤娙槭桂B(yǎng)者，把“Ca”（鈣）這種元素以一種形態(tài)轉(zhuǎn)化另一種形態(tài)喂養(yǎng)鐘乳石，使它慢慢長(zhǎng)大。

滴水沉積（圖片來(lái)源：www.quanjing.com）

為了喂養(yǎng)鐘乳石，地表水在通過土壤等物質(zhì)的時(shí)候與二氧化碳達(dá)成聯(lián)盟，形成弱酸性溶液。

之后，它們?cè)诹鹘?jīng)巖層裂隙過程中攻克堅(jiān)硬的碳酸巖的阻擋，把巖石中的鈣離子偷偷攜帶出來(lái)，形成碳酸氫鈣溶液（反應(yīng)方程式：H2O+CO2+CaCO3=Ca(HCO3)2），當(dāng)它們克服重重關(guān)卡終于快逃出狹小的裂隙時(shí)，由于受外界壓力突然變小或溫度的變化，部分二氧化碳不適應(yīng)環(huán)境的改變，被迫與原溶液分離，部分水也被蒸發(fā)為水蒸氣，聯(lián)盟就此解散。

地表水與二氧化碳完成使命后，它們攜帶出的鈣離子沉淀下來(lái)形成碳酸鈣沉淀，被鐘乳石食用（Ca(HCO3)2=H2O+CO2↑+CaCO3↓），鐘乳石得到營(yíng)養(yǎng)的補(bǔ)充，日積月累，便慢慢長(zhǎng)高了。

鐘乳石為何千姿百態(tài)？

我們常見的鐘乳石有石筍、石鐘乳、石柱、石瀑布等，但要想真正地了解鐘乳石的形態(tài)成因，還得從各種水文機(jī)制說起，如：滴水、流水、池水、濺水、毛細(xì)水等，它們既可以單獨(dú)行動(dòng)，又可以相互作用。

壁流石：石瀑布（圖片來(lái)源：俠客地理）

我們以重力水沉積中的滴水為例，當(dāng)溶液從溶洞頂部滲出，如果滴水的速度很慢，二氧化碳在洞頂附著階段就逸出了，這時(shí)有利于碳酸鈣在洞頂沉積，形成由上向下生長(zhǎng)的石鐘乳。

如果水滴滴落速度過快，則有利于碳酸鈣在洞底沉積，形成從下往上生長(zhǎng)的石筍，石鐘乳和石筍宛如一對(duì)同孿兄弟，在溶洞中共同生長(zhǎng)發(fā)育，當(dāng)兄弟倆兒生長(zhǎng)到一定程度便齊心連在一起，形成堅(jiān)固的石柱。

石柱形成（圖片來(lái)源：覓知網(wǎng)，文字由作者標(biāo)注）

又比如濺水沉積，滴水從高處落下濺起的水滴或水霧，攜帶著碳酸鈣沉積在之前的沉積物表面上，在巖壁上形成像珍珠一樣的石葡萄，你可以想像一下“大珠小珠落玉盤”的感覺，不過請(qǐng)把這個(gè)畫面放慢千萬(wàn)倍。

濺水沉積：石葡萄（來(lái)源：俠客地理）

鐘乳石形態(tài)各異，有的在非重力水沉積下形成卷曲石、石花。還有的在協(xié)同性沉積下形成蓮花盆、穴珠等。它們千姿百態(tài)，至今人們都還沒完全搞清某些形態(tài)形成的原因。

卷曲石（圖片來(lái)源：xw.qq.com）

蓮花盆（圖片來(lái)源：mafengwo.cn）

鐘乳石為什么這么珍貴？

鐘乳石生長(zhǎng)速度緩慢，擁有奇特的形態(tài)，一旦遭到損壞基本不能修復(fù)。

除此以外，人家還是重要的科學(xué)研究對(duì)象，鐘乳石的橫截面環(huán)帶猶如樹木的年輪，生長(zhǎng)在中心部分的年代相對(duì)較老，邊緣較新，環(huán)帶記錄了過去的氣候歷程，我們可以根據(jù)環(huán)帶的寬度變化來(lái)推測(cè)氣候周期變化。

所以，鐘乳石是研究第四紀(jì)全球低緯度地區(qū)氣候變化的重要途徑，對(duì)恢復(fù)古地理環(huán)境、指導(dǎo)找礦都具有重要意義。

鐘乳石環(huán)帶（圖片來(lái)源：博物）

另外，鐘乳石還具有一系列的藥用價(jià)值，據(jù)《本草綱目》記載“石鐘乳，其氣熛急，令陽(yáng)氣暴沖，飲食倍增，而體型壯盛?！?/p>

鐘乳石在古代又稱藥石、石髓等，用于治療陽(yáng)虛冷喘、腰膝冷痛、胃病泛酸、乳汁不通等病癥。在現(xiàn)代，鐘乳石的藥用價(jià)值依然在挖掘之中。

藥材：鐘乳石（www.hjh118.com）

鐘乳石經(jīng)流水與光陰的雕琢，以千姿百態(tài)的樣貌展現(xiàn)在我們眼前，我們給它配上五彩斑斕的燈光，讓它不再懼怕黑暗；我們走近它，感嘆它奇特的美。

在喧囂中，靜靜地欣賞是對(duì)鐘乳石最好的保護(hù)。目前，有關(guān)鐘乳石的保護(hù)已納入相關(guān)法律，任何故意破壞都會(huì)受到相應(yīng)的處罰。

Tips：

全新世間冰期：是指自晚更新世冰期結(jié)束后，氣溫轉(zhuǎn)暖，冰川消融，冰雪覆蓋面積大大縮小的一段時(shí)期，開始于12000-10000年前一直持續(xù)至今，整個(gè)時(shí)段又被稱為冰后期。

晚更新世冰期：第四紀(jì)更新世最后階段，冰川作用占主導(dǎo)地位，氣候寒冷，冰雪覆蓋了北半球大部分陸地，猛犸象、劍齒虎和智人等動(dòng)物共同生活在一起。

TIMS-U系測(cè)年法：在鐘乳石形成過程中，會(huì)有極低的放射性物質(zhì)U（鈾）與碳酸鈣一同被沉淀，因其放射性特性，鈾會(huì)衰變成另一種元素Th(釷),利用高精度熱電離質(zhì)譜儀對(duì)放射性元素進(jìn)行分析，以此確定鐘乳石年齡，推算出沉積速率。

參考文獻(xiàn)：

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