在地質學上，天坑是一種特大型喀斯特負地形，顯現出非凡的空間與形態特質，如巨大的容積，陡峭而圈閉的岩壁，呈深陷的井狀或桶狀輪廓等。天坑通常發育在厚度巨大、地下水位很深的可溶性岩層中，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縣，樂業天坑群的范圍達20多平方千米，由大石圍天坑和附近的數十個天坑密集排列而成。關于樂業天坑群的形成原因，我國地質學家認為，主要與樂業縣特殊的地質構造有關。樂業縣的地層呈S形旋扭構造，而天坑分布的地區正處于這個旋扭構造的中部，因此當發生地殼震蕩時，此處産生的張力最大，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，岩層本身。首先，石灰岩層的厚度要足夠，才能為天坑的形成提供足夠的空間；其次，包氣帶(含氣體的岩層)的厚度也要夠大；再次，岩層與地面需平行，就像一層層石板堆在四周一樣，只有這樣的岩層才能垮塌。

      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，當地下河的流量和動力足夠大，才能將塌落的石頭衝走。第三，還要滿足地殼突起的條件，這樣地殼運動才會給岩層的垮塌提供動力。

      天坑按照成因類型分為塌陷型和衝蝕型。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，導致洞壁和洞頂岩層不斷崩塌；第二階段，水流經年累月地衝刷帶走崩塌物，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，大廳頂部岩層崩塌，最終形成天窗天坑。而衝蝕型天坑是由于地表水流不斷衝蝕擴大與加深碳酸鹽岩層發育的落水洞共同形成的。

      目前在全世界發現的岩溶天坑絕大多數為塌陷型天坑，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。

      天坑不僅是旅遊景觀，還是寶貴的地質研究對象。地質學家可以借助天坑來判斷峰叢地貌是否發育成熟，從而判斷所在的峰叢區是否有各類洞穴、地下河、天生橋等相關的地質遺跡。岩溶天坑理論豐富和發展了傳統岩溶地質學理論和景觀地貌學理論，推動了相關學科的發展。

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

本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創，轉載時務請注明出處。

【糾錯】

責任編輯： 郭童