在地質(zhì)學(xué)上，天坑是一種特大型喀斯特負(fù)地形，顯現(xiàn)出非凡的空間與形態(tài)特質(zhì)，如巨大的容積，陡峭而圈閉的巖壁，呈深陷的井狀或桶狀輪廓等。天坑通常發(fā)育在厚度巨大、地下水位很深的可溶性巖層中，從地下通往地面，平均寬度與深度均大于100米，底部通常與地下河相連接。

　　世界上最大的天坑群位于我國廣西樂業(yè)縣，樂業(yè)天坑群的范圍達(dá)20多平方千米，由大石圍天坑和附近的數(shù)十個天坑密集排列而成。關(guān)于樂業(yè)天坑群的形成原因，我國地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，主要與樂業(yè)縣特殊的地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)。樂業(yè)縣的地層呈S形旋扭構(gòu)造，而天坑分布的地區(qū)正處于這個旋扭構(gòu)造的中部，因此當(dāng)發(fā)生地殼震蕩時，此處產(chǎn)生的張力最大，形成了許多抵抗張力的裂隙，從而形成了天坑群。

　　天坑的形成需要同時滿足多方面的條件。

　　第一，巖層本身。首先，石灰?guī)r層的厚度要足夠，才能為天坑的形成提供足夠的空間；其次，包氣帶(含氣體的巖層)的厚度也要夠大；再次，巖層與地面需平行，就像一層層石板堆在四周一樣，只有這樣的巖層才能垮塌。

　　第二，水文條件。首先，地下河的水位要很深；其次，降雨量要足夠大，當(dāng)?shù)叵潞拥牧髁亢蛣恿ψ銐虼?，才能將塌落的石頭沖走。第三，還要滿足地殼突起的條件，這樣地殼運動才會給巖層的垮塌提供動力。

　　天坑按照成因類型分為塌陷型和沖蝕型。塌陷型天坑的形成分為地下暗河、塌陷大廳、天窗天坑三個階段。第一階段，地下水不斷地溶蝕和侵蝕，導(dǎo)致洞壁和洞頂巖層不斷崩塌；第二階段，水流經(jīng)年累月地沖刷帶走崩塌物，逐漸擴大崩塌空間，形成穹隆狀的地下大廳；第三階段，在地表水的侵蝕和重力作用下，大廳頂部巖層崩塌，最終形成天窗天坑。而沖蝕型天坑是由于地表水流不斷沖蝕擴大與加深碳酸鹽巖層發(fā)育的落水洞共同形成的。

　　目前在全世界發(fā)現(xiàn)的巖溶天坑絕大多數(shù)為塌陷型天坑，主要分布于我國南方（以紅水河流域、長江流域為主），低緯度的東南亞、加勒比海沿岸，以及地中海沿岸的一些國家。

　　天坑不僅是旅游景觀，還是寶貴的地質(zhì)研究對象。地質(zhì)學(xué)家可以借助天坑來判斷峰叢地貌是否發(fā)育成熟，從而判斷所在的峰叢區(qū)是否有各類洞穴、地下河、天生橋等相關(guān)的地質(zhì)遺跡。巖溶天坑理論豐富和發(fā)展了傳統(tǒng)巖溶地質(zhì)學(xué)理論和景觀地貌學(xué)理論，推動了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。

　　本文由中國人民大學(xué)附屬中學(xué)第二分校一級教師王和意進行科學(xué)性把關(guān)。

　　本作品為“科普中國-科學(xué)原理一點通”原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載時務(wù)請注明出處。

　　作者： 程方潔

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