石笋(Stalagmite),为碳酸钙石灰岩,位于溶洞洞底的尖锥体,是喀斯特地形的一种自然现象。石笋形如竹笋出土,自下向上生长,与钟乳石成长缓慢,一万年约长高一米。石笋是由于含碳酸的水不断点滴到一处,碳酸钙沉淀而形成的,自下向上生长的是石笋,从上往下生长的是石钟乳。石笋可以有不同的形状,水滴的流量、滴水的高度以及地面的状况均会影响石笋的形状。
定义
石笋指在溶洞中直立在洞底的尖锥体。
石笋是由饱含着碳酸钙的水通过洞顶的裂隙或从钟乳石上滴至洞底,一方面由于水分蒸发,另一方面,由于在洞穴里有时温度较高,水溶解CO2的量减小,所以,钙质析出,沉积在洞底而形成的。日积月累就会自下向上生长的是石笋,从上往下生长的是石钟乳。石笋形如竹笋出土,自下向上生长。石笋与钟乳石成长缓慢,一万年约长高一米。
成因
石笋是碳酸钙遇到溶有二氧化碳的水时,会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙;溶有碳酸氢钙的水遇热或当压强突然变小时,溶解在水里的碳酸氢钙就会分解,重新生成碳酸钙沉积下来,同时放出二氧化碳。洞顶的水在慢慢向下渗漏时,水中的碳酸氢钙发生上述反应,有的沉积在洞顶,有的沉积在洞底,日久天长洞顶的形成石钟乳,洞底的形成石笋。
还有是因为由于地壳不断运动,海水退去,出现了绵延不断的喀斯特岩溶地貌石灰岩山峰。这些露出来的石山,长期受雨水风霜冲刷,顶部变成刀山剑石状了。石峰底座,由于地史时期地下水的长期溶蚀,河水的长期冲击,渐渐地形成了溶洞。溶洞继续被溶蚀扩大,而溶于水中的石灰岩溶液,从洞顶往下滴,甚至往下流,促进二氧化碳进一步扩散,同时溶液受蒸发作用,形成饱和,剩余的碳酸氢钙沉淀,就形成了自下而上生长的石笋。石钟乳的形成,同石笋形成的过程是一样的。只不过石钟乳从上往下长就是了。那些顶天立地的“灵芝柱”,就是石笋和石钟乳对接起来之后形成的。据说,石笋和石钟乳,每百年才长高一厘米,长1米,就是10000年了。在地上长成一个尖锥体,很像竹笋,故名石笋。
反映气候变化
除了特别干旱的年份,洞顶不再往下滴水外,石笋一般每年都会生长。随着季节的变化,洞顶滴下的水里面含的物质成分不同,这样一来,与树木形成的树轮一样,石笋也会形成自己的年轮,通过年轮还可以数出石笋的年龄。许多石笋是很久之前形成的,后拉由于没有滴水就不再生长,成为“死掉”的石笋,而研究人员有办法准确的测出这些石笋生长的年代。
随着气候的变化,石笋石灰质中含有的物质也会变化,科学家测定这些物质的变化,可以复原过去的气候变化情况。中国有许多石灰岩洞穴,其中生长了大量的石笋,成为古气候研究的重要材料。比如贵州的董歌洞、南京的葫芦洞以及甘肃的万象洞等,都是利用石笋研究古气候的风水宝地。现在世界各地的科学家都在研究这些石笋,由于可以准确的定年,石笋也被认为可鞥成为深海沉淀物、冰芯和黄土之后的又一古气候研究支柱材料。
形状影响因素
石笋是由于含碳酸的水不断点滴到一处,碳酸钙沉淀而形成的。可以有不同的形状,水滴的流量、滴水的高度以及地面的状况均会影响石笋的形状。
水滴内的物质
假如滴水和里面含的矿物质均匀的话会形成比较细长,粗细均匀的石笋,它们可以以均匀的直径达到数米的高度。
水滴的流量
假如滴水比较强,而且是来自渗入洞里的雨水的话那么会形成圆锥状的石笋,它们在根部可以达数米直径。
滴水高度
滴水高度会影响石笋顶部的形状。高度小的话石笋的顶是圆的,高度越大它越平,在极限状态下甚至可能是凹的。
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