天坑是如何工作的

当你往下看时，天坑看起来很壮观，但真正的行动发生在表面之下。天坑的特征集中在覆盖层下或基岩上的土壤上的缝隙、裂缝、空洞和空隙。随着这些空隙的发展、扩大和合并，覆盖层中的土壤开始填充空隙。

就像我们刚才提到的，天坑突然打开，吞没了一辆汽车，它的形成是因为覆盖层不再足够稳定来支撑自己。这种常见的天坑类型被称为塌陷或盖层塌陷陷落坑．尽管这些天坑可能突然出现，但使它们发生的侵蚀很可能已经发生了数周或数年，在地下，在视野之外。所以让我们去地下吧。

覆盖-塌陷天坑的顶层通常是软覆盖层，由含有大量粘土的土壤构成。随着时间的推移，在土壤下面形成了一个小洞穴。机会主义沉淀物利用新自由的土地开始溢出到洞穴中——这个过程被称为剥落．随着剥落的继续，地下洞穴会充满更多的沉积物，使覆盖层下的空间空洞化。最终，覆盖层变得非常薄，以至于它突然塌陷到下面的洞穴中(这就是“覆盖塌陷”)，形成一个天坑。在某些情况下，封面可以支撑自身的重量，但一旦增加重量，无论是不幸的人还是车，越过它。

具有cover-subsidence灰岩坑,水渗透软覆盖层。这种地形的一个例子是覆盖层，由高达100英尺(30米)的沙子和下面的少量粘土组成，然后才会屈服于软石灰岩。当石灰石溶解并留下空隙时，覆盖层的沉积物渗入，形成碗状印记地球．这些天坑通常只有几英尺宽和几英尺深，比其他许多天坑要小，因为在达到一定的尺寸后，沙子和沉积物会涌进洞里[来源:佛罗里达西南水资源管理区]。流入的沉淀物堵住了连接天坑和地下管道的裂缝和通道，从而阻挡了水的流出。许多天坑后来变成了池塘，因为水没有地方排出去。它们也不会产生与覆盖塌陷天坑相关的那种壮观的塌陷。

A.解散或溶陷坑基本上是在地面上留下深刻的印象。这些灰岩坑通常有很薄的覆盖层（如有），会被冲走或侵蚀。现在裸露的岩石在接触酸性水时会逐渐溶解。裸露的区域被挖空，形成一个浅盆。水经常在溶蚀落水洞的表面聚集，形成一种池塘，加剧了下面岩石的侵蚀。此外，与其他类型的天坑一样，物体和其他材料可能会卡在裂缝中，而水通常会从裂缝中流出。与覆盖沉陷天坑不同，没有覆盖层或覆盖沉积物散落到天坑中或覆盖侵蚀岩石。

人类活动造成了一些最严重的天坑。我们将在下一页看到它们。

2002年12月，洛杉矶市一条破碎的水主要部分坍塌了。洛杉矶的一个大问题是水侵蚀了街道的地基。

迈克尼尔森/法新社/盖蒂图片社

特别是在城市环境中，天坑的形成可能与其他任何因素一样，都是人类活动的结果。在某些情况下，天坑的出现是由于工业活动或开发、软石灰岩基岩和不到200英尺（61米）的覆盖层[来源：佛罗里达西南水管理区].以下人为行为也可能导致天坑：

天坑也可能在水有规律流动的地方形成，如暴雨排水沟，或水源被转移或切断，特别是由于抽取地下水。破裂的管道会导致水淹和土壤变弱，从而导致天坑的形成，但它也会为管道周围的泥土和岩石提供一个出口。当足够多的物质落入管道并被运输出去后，周围的土壤就会变得不稳定，导致天坑形成，污水或水溢出，或其他灾难。

最严重的人为地陷之一发生在1994年佛罗里达州中部的波尔克县。首先，介绍一些背景资料:世界上30%的磷酸盐来自佛罗里达州，通常会作为肥料的原料[来源:laugenberg].蓬勃发展的磷酸盐工业带来了成吨的轻度放射性废物，被称为磷石膏．佛罗里达的矿业公司将磷石膏排列成巨大的堆栈，可以覆盖数百英亩，重达数百万吨。其他磷石膏处理方法，包括回收它用于建筑或人工珊瑚礁，还没有起飞，因为关于这种材料是否太有放射性而不能重复使用的辩论。近10亿吨的垃圾堆积在佛罗里达中部[来源:美国环保署].所有这些重量压在佛罗里达州柔软、布满天坑的地形上都可能导致灾难。

1994年，当其中一个烟囱倒塌成一个150英尺（46米）高的烟囱时深陷的天坑。数百万吨磷石膏进入了天坑，污染了该州的供水。清理工作耗资数百万美元，让人们认识到天坑的问题，以及需要为该州磷酸盐工业产生的数百万吨副产品废物找到用途。

我们已经讨论了天坑是如何形成的以及其中涉及的一些基本危险。但它们还会引起什么其他问题呢?我们将在下一页更详细地探讨这个问题。

鸟瞰图，危地马拉城污水系统倒塌后的巨大洞。如果你看看周围的建筑，你会发现那个可怕的天坑有多大。

奥兰多塞拉/法新社/盖蒂图片社

天坑并不总是一个严重的危险。有时，根据它们的大小，它们只是不方便。天坑突然出现或看似巨大，这使得天坑对人类安全、建筑和基础设施都很危险。建筑工程经常要应对因管道破裂或粗心钻探而引起的天坑。这些地质空洞的修复费用高昂，吞噬家园和汽车以及它们通过吸收垃圾或污水而污染地下水供应的能力。

洪水当涉及到天坑时，这是一个特别令人担忧的问题。我们已经讨论了洪水如何影响落水洞的发育，但落水洞也可以通过多种方式影响周围地区的洪水。如果将落水洞连接到管道或供水系统（如地下溪流）的出口充满了垃圾和碎屑，那么水就无处流动。然后，水池或天坑充满水，导致洪水泛滥。天坑淹水也可能发生，因为水进入天坑的速度比通过管道或其他出口排出的速度快。最后一种洪水情况发生在溢出的河流通过地下溪流和管道连接到天坑时。流经天坑的水通常会排入河流。但是因为河水已经被淹没了，倒流发生这种情况时，多余的水会射入灰岩坑，使其充满水，并可能淹没周围地区。

天坑可能会突然出现，并伴随着巨大的暴力，任何城市规划者或工程师都必须牢记这一点。危地马拉首都危地马拉城发生了一起值得注意的悲剧。2007年2月23日清晨，一个330英尺（101米）深的天坑几乎立刻出现，造成至少三人死亡，并吞噬了拥挤市区的房屋。地面震动，一股可怕的气味从破裂的下水道中飘出，人们认为这是雨水造成的灾难。尽管灾难发生得很突然，但居民们报告说，大约在天坑出现前一个月，他们听到并感觉到地面在晃动[来源：美联社]政府曾计划派遣一个机器人摄像系统进行调查，但没有及时采取行动。

如果你的房子位于这样的风景区，我们有一些坏消息要告诉你。

g·R。“迪克”罗伯茨/ NSIL /盖蒂图片社

有时，我们不需要政府人员来确认这个地区是否有一个天坑。相反，从地上的大洞可以明显看出。但在其他时候，天坑可能很难探测到——例如，如果它们仍然覆盖着一层薄薄的覆盖层，还没有塌陷到下面的空洞中。财产损失，尤其是地基周围的损失，可能是一个微妙的信号，表明出了问题。此外，如果植被意外死亡，天坑可能已经破坏了通常为植物提供养分的底层溪流。其他需要注意的迹象包括污染或泥浆水，形成新的池塘和树木，或出现坍塌的标志杆。

有些人把天坑当作临时的垃圾桶，而实际上，任何扔进去的东西都可能会进入当地的供水系统。在许多社区，这种做法不仅对环境有害，而且是非法的[来源:宾夕法尼亚州环境保护部]．

如果你的房子因天坑而受损，它可能会被房主保险覆盖。天坑通常应用栅栏隔开或以其他方式标记。西南佛罗里达水管理区建议用沙子填充，尽管许多房主求助于专业承包商[来源：西南佛罗里达水管理区]。如果他们坐在公共财产上，需要联系市政府官员。在公共或私人土地上发现的严重天坑可能必须用混凝土修复，或者需要土方设备来阻止侵蚀。

美国不能忽视天坑。该国老化的下水道和供水系统让专家担心，像危地马拉城这样的致命天坑可能会出现[来源:鲁尼]．毫无疑问，他们的担忧是基于这样一个事实:全国各地许多重要的基础设施改善都被忽视了。管道,桥而预期使用50年左右的类似产品正在接近或已经超过预期的保质期[来源：鲁尼,瓦尔德]例如，你可能还记得2007年8月1日发生在明尼阿波利斯的灾难性35W州际大桥坍塌，造成13人死亡。当局后来将桥梁坍塌归咎于设计错误，以及在没有升级桥梁支撑系统的情况下逐渐增加了更多重量，如混凝土分隔带。

我们已经讨论了位于佛罗里达州波尔克县、危地马拉城和俄罗斯贝列兹尼基的大型天坑。在下一页，我们将看一些来自世界各地的不寻常的天坑。

鸟瞰委内瑞拉玻利瓦尔的萨里萨里纳马天坑。如果你在那里跌倒，你会到达失落的世界吗?

胡安·席尔瓦/盖蒂图片社

也许没有一个落水洞比这个洞更与众不同了Qattara抑郁．这个巨大的天坑更像是一个大盆地，横跨埃及的大片区域。它被认为是地球上最大的自然形成的天坑地球[来源：WebEcoist]大萧条“只有”436英尺（133米）深，但它也有75英里（120公里）宽和50英里（80公里）很长一段时间。二战期间，大萧条的险峻地形使其成为英国军队的重要防御边界，现在它被视为旅游胜地。人们已经设想了各种方案来利用卡塔拉大萧条进行能源生产。有一种可能性是将其填满水然后利用该盆地的低海拔和水分蒸发作为水力太阳能项目的一部分。

像卡塔拉大萧条一样，天坑也可能是美丽的，相对无害的，尽管令人震惊和灾难性的区别往往取决于地理位置。委内瑞拉以其独特的地理位置而闻名Sarisarinama灰岩坑：1000英尺（305米）宽，至少有那么深的水池，几乎是完美的圆圈。这些天坑的出现位置使其更加独特；它们位于该国特普地区的高台地上。Tepuis是令人难以置信的与世隔绝的地区，到处都是茂密的森林和瀑布。Sarisarinama天坑首次发现于1974年，位于山顶平坦的特普伊山上，被描述为“失落的世界”的一部分[来源:Melham]这些落水洞一直是科学家们的宝藏，他们仍然对除了在萨里萨里纳马落水洞中发现的独一无二的动植物物种着迷。几个世纪以来，天坑和特皮斯也吸引了无数探险家，一些人受到了他们偏远环境的挑战，另一些人则是在有传言称大量金块被冲刷到特皮斯顶部的溪流中之后。

如果你曾见过“我的朋友”地球“纪录片系列，那么你可能很熟悉天然井，与水下洞穴和溪流相连的充满水的天坑。纪念碑通常形成华丽的游泳场所，以水下洞穴、瀑布和其他有趣的构造为特色。中东国家阿曼的BimMAh塌陷坑是相似的。这个天坑吸引了许多游客来到它闪闪发光、半透明的蓝绿色水域。同样，澳大利亚南部的甘比亚山以其风景如画的充满水的灰岩坑和火山口而闻名。其中一些天坑包含修剪良好的梯田花园。

世界上天坑活动的中心之一是死海这片咸水地带夹在以色列和约旦之间。死海是地球上的最低点(海平面以下1371英尺或417米)，是一个重要的旅游和历史景点，也是数亿鸟类迁徙路线的一部分。死海的水位每年都在下降，这是因为采矿工业的发展，以及从流入死海的约旦河引水用于灌溉农作物和提供饮用水。

死海新发现的区域布满了天坑。蒸发的淡水池正在分解盐沉积物，形成“洞”，使地面不稳定，导致天坑。人们提出了各种补救措施，包括耗资数十亿美元修建连接死海和地中海或红海的运河。一位科学家的理论认为，随着海水变得太咸而无法进一步蒸发，平衡点将不可避免地达到[来源:安德森]．但到那时，死海的面积将是21世纪初的三分之一左右，与此同时，死海周围的度假村正在与不断退去的海水和不稳定的、布满天坑的土地作斗争。

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