揭開神祕面紗 不可不知的天坑現象

世界各地天坑(sinkhole)事件頻傳,光是在7月,印度德里(Delhi)羅希尼地區(Rohini)的路面,就在大雨持續侵襲下出現巨大天坑;而在美國德州休士頓(Houston)的紀念村(Memorial Village),也出現造成交通混亂的天坑。天坑的出現令人震驚,也引發恐慌,究竟難以預測的天坑是如何發生的?

什麼是天坑?

近年來在世界各地的新聞報導中,越來越常聽到所謂的天坑事件,而且往往伴隨著地面突然塌陷、造成行經車輛或行人直接掉入坑洞的悲劇。這種地面突然破了一個大洞的情況,世界各地都曾出現過,包括美國加州的公路上、日本福岡(Fukuoka) JR車站週邊的道路、以及瓜地馬拉首都市區等地,令人深感震驚心生恐懼,因為誰也不知道下一個天坑會出現在何處。

不過,相較於這些接近人口稠密區、而更受到人們關注的天坑,幾個世界級的著名天坑則散發出濃濃的神祕氣息。根據英國廣播公司(BBC)報導,中國重慶的小寨天坑深達660公尺、體積1.3億立方公尺,就是世界最深、最大的超級天坑。而位於俄羅斯北極圈內凍原帶(tundra)永凍土上的天坑,一度還引發外星人造訪的臆測。

根據科學網站「ZME Science」報導,天坑也被稱為蛇洞或燕子洞,這種似乎憑空出現的大洞,一眨眼間就能「吞噬」房屋、車輛,甚至造成人員傷亡。但實際上,天坑基本上是地球表面的自然凹陷或洞,通常是經過多年的發展,而且需要特定的條件與過程才形成,儘管肉眼不見得總是能夠觀察得到它的變化。

喀斯特地形最常見

天坑在地質學家所說的喀斯特(karst)地形中最常見。在這些地區,地表以下的一些岩石可以被流經的地下水自然溶解。可溶岩包括鹽層、石膏、石灰岩和其他碳酸鹽岩,當雨水流經土壤時,這些類型的岩石開始溶解,創造出地下空間和洞穴。以美國佛羅里達州為例,這是一個主要被石灰岩所覆蓋的地區,因此很容易受到天坑影響。

這些岩石的問題在於它們可以被水溶解。天坑沒有天然的對外表面排水系統,因此下雨時所有水都留在坑洞內,通常它們會被排入地下,並溶解週遭的岩石。不論天坑大小,這都是天坑形成的主要現象。天坑有可能還不到1公尺,也可能深達數百公尺,它們在形狀上也不盡相同,有的就像淺碟子或碗,有些則很深。

令人遺憾的是,儘管天坑的形成緩慢,但它們的形成並不總是表面可見。天坑之所以引人注目,是因為地面通常會在一段時間內保持完整,直到地下空間變得太大。一旦空間上方的土地沒有足夠的支撐,那麼地表就可能突然塌陷。真正讓天坑變得危險的是它們確實難以預測,如果沒有徹底的地質或地球物理研究,難以真正判斷地下某些變化是否正在發生。

人為天坑頗為常見

根據「ZME Science」報導,天坑可以分為人為天坑、溶解天坑(dissolution)、下沉天坑(cover-subsidence)、以及崩陷天坑(cover-collapse)。人為的天坑實際上很常見,這種天坑可能是由許多人類活動所造成,像是鑽探、採礦、重量的顯著變化、以及水流量的大幅增加等現象。有時候天坑會發生在人口稠密的城市地區,這是因為雨水沖走了下面鬆軟的地形,而後承受了人行道、建築物和汽車的重量。

道路和停車場下方的自來水管道、污水管和排水管一旦破損,也可能是造成天坑的常見原因。不論是隧道的地下建設、不穩定的採礦場、或是其他基本的城市發展,人類活動經常危及地表下岩石的結構完整,而帶來不可預期的災難。2022年8月,位於智利北部的一個銅礦場附近,就出現深度約200公尺的天坑。

氣候變遷有影響

根據新聞網站「財經內幕」(Business Insider)報導,天坑本身就可能造成嚴重的傷亡,而且修復成本巨大,但這並非是它令人擔憂的唯一原因,這是因為天坑會對集水區和周圍的廢水和雨水系統產生連鎖反應。例如美國佛州中部2016年的一處天坑,就導致受汙染的廢水外洩到佛州的主要飲用水源中。

雖然天坑常突然發生、不可預測而且無法預防,但城市定期徹底檢查供水管道,對於防止地層災難性崩塌至關重要。例如,下水道檢測設備可協助確認裂縫、腐蝕和下陷,這可能顯示出即將出現天坑的跡象。科學家認為,從某種意義上說,城市天坑可以被視為環境反擊的一種方式,而且一旦條件合適,人類的干擾可以使天坑變得更加常見。

此外,大氣中溫室氣體的排放增加和全球暖化,也會增加床岩的溶解,根據歐洲地球科學聯合會(European Geosciences Union)的研究,天坑塌陷和乾旱高峰期之間存在明顯的相關性。與氣候變遷相關的全球暖化,導致過去50年來佛州天坑塌陷事件的增加。英國獨立報(Independent)指出,研究發現,全球氣溫每上升攝氏0.1度,天坑的數量就會增加1%到3%。

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