“天坑”與“地陷”辨析

華東師范大學(xué)地理學(xué)系（200062） 王家偉 段玉山

最近一個時期，我國江蘇、廣東、江西、浙江、廣西、四川等地相繼出現(xiàn)地表局部塌陷形成坑洞的情況，有網(wǎng)友戲稱為“天坑”。而地球的另一端似乎也不平靜，南美洲危地馬拉也出現(xiàn)了一個直徑30米的巨大“天坑”。

那么，各地由于地面塌陷而形成的大坑，到底是“天坑”還是“地陷”？是什么原因造成的？這些大坑的出現(xiàn)，是否就是某種災(zāi)難的預(yù)兆？與現(xiàn)在頻發(fā)的自然災(zāi)害有沒有內(nèi)在的聯(lián)系？要回答這些問題，就需要我們辨析天坑和地陷之間的區(qū)別，以便正確認(rèn)識這一地理現(xiàn)象。

一、各地天坑地陷面面觀

現(xiàn)象1 2010年6月1日，由于受熱帶風(fēng)暴“阿加莎”所引發(fā)暴雨的影響，南美洲危地馬拉首都危地馬拉城市區(qū)的街道地面突然塌陷，出現(xiàn)了一個巨大駭人的圓柱體深坑。危地馬拉深坑的直徑約30米，深約100米，已經(jīng)有超過一個十字路口的區(qū)域被這個大坑侵吞（如圖1所示）。

現(xiàn)象2 從2010年4月27日到2010年6月1日，四川宜賓市長寧縣硐底鎮(zhèn)方圓6公里區(qū)域內(nèi)先后發(fā)生了地面塌陷現(xiàn)象，形成直徑從5米到60米不等的43座大坑（如圖2所示）。

圖1 2010年南美洲危地馬拉深坑

圖2 四川長寧塌陷大坑

圖3 浙江衢州黃衢南高速公路塌陷大坑

現(xiàn)象3 2010年6月3日，浙江衢州黃衢南高速公路江山段路面忽然塌陷，形成了一個直徑8.3米、深6米的大洞（如圖3所示）。

現(xiàn)象4 1998年，在廣西壯族自治區(qū)百色地區(qū)樂業(yè)縣，發(fā)現(xiàn)一種世界罕見的地質(zhì)奇觀—— 喀斯特漏斗群，又稱樂業(yè)天坑群。其中最大的大石圍天坑，垂直深度613米，坑口南北走向?qū)?20米，東西走向600米，容積約0.8億立方米（如圖 4所示）。

圖4 廣西樂業(yè)大石圍天坑

二、何為天坑 何為地陷

明明是幾米、幾十米直徑的土坑，為何無一“幸免”的都被莫名其妙地強(qiáng)行戴上“天坑”的帽子？一方面是新聞媒體出于炒作的需要，另一方面也是眾多媒體和網(wǎng)友對天坑與地陷的各自的定義、類型及成因沒有加以辨別，導(dǎo)致了將天坑與地陷混為一談的錯誤。天坑與地陷的區(qū)別可以從以下幾點(diǎn)考慮（見下表）。

根據(jù)地質(zhì)學(xué)定義，真正的“天坑”是指具有巨大容積、陡峭而圈閉的碳酸鹽巖層壁，通俗地說就是一種大的“石頭坑”，其平均直徑與深度均在100米以上，有的達(dá)到數(shù)百米，許多天坑在人類出現(xiàn)之前就早已存在。反觀近來國內(nèi)頻繁出現(xiàn)的“天坑”，直徑多為幾米或十幾米，極個別的幾十米，且多數(shù)出現(xiàn)在土質(zhì)層中，屬于“土坑”，因此確切地說，近日發(fā)生在我國各地以及南美危地馬拉的多起“天坑”事件，不是真正意義上的天坑，而是和泥石流、山體滑坡一樣，屬于一種典型的地質(zhì)災(zāi)害——地陷。

名稱類別 天坑地陷案例 廣西樂業(yè)大石圍天坑 危地馬拉地陷；我國各地地陷基本定義天坑是指發(fā)育在碳酸鹽巖層中，從地下通向地面，四周巖壁峭立，深度與平面寬度（口部或底部）從百米至數(shù)百米以上，底部與其發(fā)育期的地下河連接的陷坑狀負(fù)喀斯特地形。概括來說天坑是指由于水不斷侵蝕固體基巖，使地表發(fā)生塌陷形成的一個巨大的深坑，它是一種特大型喀斯特地形。地陷，顧名思義是地面塌陷，地面出現(xiàn)大坑，是指在自然因素或人類工程經(jīng)濟(jì)活動因素影響下，地面由于地下物質(zhì)移動而發(fā)生的漸進(jìn)下陷或急劇下沉。從嚴(yán)格意義上說，地陷和泥石流、山體滑坡一樣，本身屬于一種典型的地質(zhì)災(zāi)害，其危害嚴(yán)重，自古以來有之。主要成因天坑的成因主要分兩種，常見的是塌陷型（廣西樂業(yè)天坑群等），罕見的是沖蝕型（重慶武隆后坪沖蝕天坑群等）。天坑的形成至少要同時具備六個條件：第一、較厚的石灰?guī)r層。只有足夠厚的巖層才能給天坑的形成提供足夠的空間。第二、較深的地下河水位。第三、較厚的包氣帶（含氣體的巖層）。第四、較大的降雨量。這樣地下河的流量和動力才足夠大，才足以將塌落下來的石頭沖走。第五、較平的巖層。從天坑四周的絕壁看就會發(fā)現(xiàn)，巖層與地面是平行的，就像一層層的石板堆在四周一樣，只有這樣的巖層才能垮塌。第六、突起的地殼。地殼的運(yùn)動會給巖層的垮塌提供動力。地陷的成因主要有兩種，一是自然因素，二是人類工程與經(jīng)濟(jì)活動因素。自然因素有：第一、石灰?guī)r受地下水流影響較大,長時間浸泡后容易產(chǎn)生地下孔道、洞穴等,從而導(dǎo)致巖石頂板不堪壓力出現(xiàn)裂痕、倒塌等,造成地陷的發(fā)生。第二、地面土層的軟化、移位也會造成地陷。因自然原因造成地下水儲量升高,長時間浸泡土層后,容易出現(xiàn)土層軟化,導(dǎo)致發(fā)生地陷。人類工程與經(jīng)濟(jì)活動因素有：第一、大量開采地下水、地下水溶性氣體或石油等。第二、開采地下固體礦藏特別是沉積礦床，如煤礦、鐵礦，將形成大面積的地下采空區(qū)，導(dǎo)致地面變形（下沉）。第三、由于地面建筑經(jīng)過長時間擠壓,地基出現(xiàn)“滑移”或者“懸空”,從而導(dǎo)致地陷。

三、為天坑地陷“撥亂返正”

中國各地陸續(xù)出現(xiàn)的“天坑”現(xiàn)象，引發(fā)人們的爭論和部分民眾的恐慌。有人認(rèn)為天坑出現(xiàn)后，火山爆發(fā)、大規(guī)模地震、海嘯等自然災(zāi)害將會接踵而至，把天坑看成是災(zāi)難的預(yù)兆；有人甚至將其和電影《2012》聯(lián)系起來，稱全國各地相繼出現(xiàn)這種坑洞，是2012來臨的一個前兆，這些都是對天坑和地陷的誤讀，是毫無根據(jù)的。

據(jù)有關(guān)專家考證，上文中提到的浙江衢州高速公路的塌陷，很可能是高速公路下原有溶洞坍塌所致；四川宜賓長寧的塌陷，是由于附近煤礦過度抽取地下水，使當(dāng)?shù)氐叵滤幌陆担斐傻孛婺嗤了蓜?，最終發(fā)生坍塌；由于危地馬拉城部分市區(qū)地面不是處于固體基巖之上，而是位于一層通常有數(shù)百英尺厚的松弛的、由碎石構(gòu)成的火山浮石上，該地區(qū)曾經(jīng)多次發(fā)生過地表塌陷，所以今年的地表塌陷，很可能與熱帶風(fēng)暴襲擊和暴雨有關(guān)。

近期頻繁出現(xiàn)的地陷也并不是地震等災(zāi)難的前兆。有關(guān)專家指出，如果地陷與地震等構(gòu)造運(yùn)動有關(guān)，其分布應(yīng)具有較強(qiáng)的方向性，而且與地震同時發(fā)生或發(fā)生在地震之后。近期頻繁出現(xiàn)的地陷零散分布，當(dāng)?shù)匾矝]有出現(xiàn)過地震，且從未有地震學(xué)家將地陷作為地震的前兆，更沒有證據(jù)表明地陷是地震的前兆。南美洲危地馬拉有關(guān)專家在談到當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)的這一特大地陷時也表示，它與地質(zhì)構(gòu)造改變毫無關(guān)系，很可能是水流沖刷侵蝕所致。

天坑與地陷是貌合神離的兩種不同的地理景觀，二者看上去十分相似，但只要對其進(jìn)行細(xì)致的分析，無論是性質(zhì)還是規(guī)模，地陷都與真正的“天坑”有著天壤之別。天坑多由自然因素所引起，以化學(xué)反應(yīng)為主，規(guī)模較大，主要分布在喀斯特地形區(qū)（我國的天坑主要分布在西南和華北等地的喀斯特地形區(qū)，地理分布地區(qū)較廣）；而地陷的發(fā)生，除了少部分是由地下水沖刷侵蝕等自然因素導(dǎo)致外，一些地陷的發(fā)生主要是由人類的工程經(jīng)濟(jì)活動引起，以物理過程為主，規(guī)模較小，其地理分布具有偶然性，不具規(guī)律性。人類的生活和工程活動，高速公路長期負(fù)荷超標(biāo)，長期超量抽取地下水或其他液態(tài)流礦體、氣體等，都有可能誘發(fā)和加劇地陷的產(chǎn)生。這些都在提醒人類：人類與地球要和諧相處，保護(hù)地球刻不容緩！