卡爾斯巴德洞穴（美國）

Mica

2021年12月下旬的美國西南之行，正值新冠疫情泛濫之際（相對穩定），鑒于安全的考慮，我們將行程鎖定在新墨西哥州和德克薩斯州的國家公園。行前做準備，感覺這兩個州值得去的地方并不多。新墨西哥州雖然屬于四角地的一角，但落基山脈綿延至此已近尾聲，沒有了大開大合的壯闊氣勢，相對于鄰近三州風格獨特的國家公園而言（如大峽谷國家公園，錫安國家公園，拱門國家公園等），其吸引游客的力度倍遭碾壓。<div><br><div>卡爾斯巴德洞穴（Carlsbad Cavern NP）是新墨南部的卡斯特地貌景觀，為世界十大洞穴之一，于1995年收入世界自然遺產保護名錄，但由于強鄰林立，又地處偏僻之地，始終進不了熱點榜單。2017年我們曾經自駕四角地，一路在其他三個州轉，唯獨沒進過新墨西哥州地界。這次借新墨之行的機會，特去訪問了卡爾斯巴德洞穴，感覺確實不一般，它理應歸入"值得一去的國家公園"行列之中。理由，且不說多姿多彩豐富奇特的地下世界，就憑它獨特的地質構造和對洞穴研究的特殊貢獻，實在有被冷落之嫌。</div><div><br></div><div>卡爾斯巴德洞穴確實不容易去，沒什么捷徑可走。它距離新墨首都圣達菲近500公里，距休斯頓約1000多公里，車程將近10小時，還是在不停車休息的情況下，中間也沒有可值得停留的城市作為過渡。我們從休斯頓出發，一天直取卡爾斯巴德鎮，十幾個小時全耗在了路上。</div></div> 1900年，農民金.懷特在瓜達盧普山中尋找失蹤羊群時偶然發現了這個超大的洞口，同時目睹了一群蝙蝠從洞口飛出，在天空形成一條旋轉的網帶。從此，卡爾斯巴德洞穴開始被世人觀注。1923年10月，洞穴被宣布為"國家紀念地"（National Momument), 1930年5月14日建成國家公園，對公眾開放。<div><br><div>該地經科學家反復的斟測，目前尚已測得這是個由119個溶洞組成的洞穴走廊體系，長達百公里（可能還更長），為世界十大洞穴之一（目前最長的是美國肯塔基州的猛瑪洞）。洞穴空間總面積達2593.2平方米，分為三層，鉆入地表最深處為305米，進一步的斟測仍在進行中。</div><div><br></div><div>洞穴內因為居住著40多萬只（據稱原有100萬只)墨西哥犬吻蝙蝠而著名，又稱"蝙蝠洞"。夏季，每當落日時分，洞內的幾十萬只蝙蝠傾巢而出覓食，升空后旋轉形成巨大的蝙蝠網，場景十分壯觀。建在拱形洞口前的弧形階梯劇場便是為了觀賞這一奇觀特為建造的（上圖，蝙蝠圖片來自網絡），我們來時正值隆冬，自是與蝙蝠秀無緣。</div></div> 搜索了一張卡爾斯巴德洞穴示意圖（上圖），溶洞開放的部分修建的十分完美，有垂直電梯直通巨室洞穴（深228米）。另外有一條徒步線路可供愛好者選擇。徒步者要自地表一路下行至230多米的深度。自已走下去的優點是可以觀賞沿途更多的景觀，了解不同層次大自然創造的地下世界，但費時費力。如果你的計劃只是在此做短暫的停留，那最好選擇還是乘垂直升降電梯直接到達Big Room，因為主要的精華都集中在這里。我們選擇徒步路線下到洞底，然后乘電梯返回地面。洞穴內沒有釆用五顏六色的彩燈加以裝點，僅僅使用了普通燈光照明，為的是能盡量保持住洞穴的自然狀態，這點令人感覺很舒服。洞內的色彩完全來源于地層中礦物質中的微量成份。徒步通道的部分路段照明不足，需事先備好手電或頭頂燈。另外徒步者不許帶登山杖入洞，但路面狀態非常好，標識清楚，下降坡度不大，只是有些濕滑，最好穿徒步登山鞋進入。<div><br><div>上圖所示為巨大的拱形入口，Z字型的下坡路直通往黑漆漆的洞穴中，看起來有點恐怖。</div></div> 洞口部分。 Z字形徒步路線（上圖）。通常喀斯特地貌的成因是化學反應的結果，自然界中由石灰石（碳酸鈣）構成的巖石層和溶有二氧化碳的水接觸后轉化成可溶性的碳酸氫鈣，后者更易溶于水中。<div>CaCO?+CO?+H?O=Ca(HCO?)?</div><div>溶于水中的碳酸氫鈣隨著水流在溫度及壓力發生變化的情況下，溶解成碳酸鈣沉淀下來。Ca(HCO?)?=CaCO?↓+CO?↑+H?O。這一過程經過成百上千萬年的沉積鈣化，便形成了特殊的地貌結構，呈現出洞穴，溶洞，石林，石溝，石芽等奇特的自然景象。<br></div><div><br></div><div>上圖為沿途見到的部分景像。</div> 溶洞的形成同理，先決條件首先是石灰石構成的巖層，然后要有富含碳酸氫鈣的地下水或暗河流動。經年日久的碳酸鈣析出沉淀（溫度，壓力的催化），最終形成溶洞內千姿百態的鐘乳石(stalactite)，石筍(stalagmite)，石灰華帷幕（drapery)和石柱（column)。但這個理論卻不適合用來解釋卡爾斯巴德洞穴的形成，因為它并非一般的喀斯特地貌，也不是普通的洞穴構造。長期以來這里有三個疑問一直困擾著地質界：一是洞內沒有發現流動的活水或是暗河。二是有大量無法解釋的石膏存在？（石膏的成份主要是硫酸鈣）。三是在上述的前提下，這個洞穴走廊為什么會如此巨大？<div><br></div> 距離洞穴不遠處（120英里）的白沙漠可以佐證該地區存在著大量石膏（上圖）。這是現今世界上最大的石膏沙漠，成份是石膏晶體。當水溶性的石膏被水流帶到了沒有出海口的盆地后，或流入地下或干涸后形成結晶的形式留于地表。在風化和侵蝕的作用下，石膏晶體被磨成沙粒，隨風而行形成沙丘。 <div>為了解答上述的疑問，地質研究者們經過了深入的調查和取證，在上世紀八十年代給出了驚人的結論：卡爾斯巴德洞穴的形成于硫磺酸有關，而非一般的傳統溶洞形成說。根據是這里有著特別的地質構造，它靠近石油和天然氣層，又有火山爆發后大片寬闊的熔巖帶而非一般的"喀斯特地貌"。這個"硫酸成洞假說"一經推出便震動了整個學術界。<br></div><div><br></div><div>上圖是名為"圖騰柱"的石柱。</div> 該假說大概是這樣的：卡爾斯巴德洞穴位于石灰石巖層之上，巖層深層為石油貯層，下面是地下水。由于水平面的下降，巖層中出現了小的空洞。大約在新石器晚期，硫化氫開始從石油貯層或火山系統中溢出，氧化生成二氧化硫：<div><br></div><div>1, 2H?S+3O?= 2SO?+2H?O</div><div><br></div><div>二氧化硫與水結合生成亞硫酸，3,后者氧化形成硫酸<br></div><div><br></div><div>2, SO?+ H?O= H?SO?, 3, 2H?SO?+ 2O?= 2H?SO?</div><div><br></div><div>硫酸持續不斷地向上滲入石灰石巖層中，劇烈溶解了碳酸鈣巖層，在無流動水的情況下洞穴快速擴大。現在洞穴中大量存在的石膏正是硫酸和石灰石反應后的付產品硫酸鈣（易溶于水）CaCO?+H?SO?=CaSO?+H?O+CO?↑，此點即解釋了為何大量存在有石膏，同時也有力的支持了這一假說。洞穴形成之后，雨水和溶雪滲入地下吸收了二氧化碳形成碳酸氫鈣，碳酸鈣析出沉淀，沉淀物從洞頂向下生長形成鐘乳石，由洞底向上生長形成石筍、石柱等各種地質結構。<div><br></div><div>這種對傳統溶洞理論的顛覆性說法，一度曾不被學界接受，但隨著大量證據的不斷涌現，已日漸被廣泛認可。1995年，世界文化遺產委員會正是基于此點將卡爾斯巴德洞穴收入自然文化遺產保護名錄，其評判的標準即是：該洞穴代表了"一種重要的地質過程的實例，同時為地質學家研究地質構造提供了完整的信息"。</div><div><br></div><div>上圖的巖洞壁被大片地侵蝕后形成了溶骨狀形態，被形容為＂Boneyard"。</div></div> 公園管理局原本設計有多條觀賞路線，難易程度各異，有些必須由導游帶領，但由于疫情的影響基本處于關閉狀態。主線"Big Room Trail"目前也沒有導游帶領，2公里的觀賞路線平均需時1.5-2小時(因人而異)，完全可以自已走。<br> 地表下230米一250米深處的巨大洞室被稱為"Big Room"，它是西半球最大的洞室，約可裝下14個足球場，高78米，令人嘆為觀止。這里集中了卡爾斯巴德洞穴中最精華的部分，如巖壁石柱（Rock of Age)，巨型石柱（Giant Dome)，孿生石柱(Twin Domes)，石灰華帷幕（Drapery）…和不計其數千姿百態的鐘乳石結構，走入這個巨大的"宮殿"，恍如進入了一座神秘的地質博物館，一個魔幻的地下世界（上圖）。<div><div><br></div></div> 圖1 頭頂上方懸掛著千姿百態的鐘乳石，細小的成"陣"成"勢"（上圖1），大個的成形成狀（上圖2)。<br> 洞底溝壑交錯，丘陵起伏。從洞底根部向上生長的石柱、石筍胡亂自由地長滿了巨室各處，雖雜亂無章錯落無序參次不齊，卻又變幻多姿似人似物生趣盎然，與懸垂的鐘乳石上下輝映構建成一幅奇特的畫面，讓人贊嘆稱奇的同時無法不驚嘆大自然的鬼斧神工。<div><br></div><div>現在擇取部分著名的景觀，沿途不要錯了。<br><div><br></div></div> 奇怪的鐘乳石造型，取名"Saracen's Tent" ，撒拉遜人的帳篷 (上圖）。鐘乳石 "chandelier"，大吊燈(上圖中）。 "Drapery" 石灰華帷幕。感覺型似華蓋，恍如布幔，充滿柔軟和動感。（上圖）除了流柱狀的向下生長外，洞頂巖壁還會被侵蝕成這樣的絮狀結構（上圖）。著名的"Giant Dome" ，巨型石柱（上圖 )，高近于19米，直徑4.87米，嘆為觀止。傾斜的外表很似比薩斜塔。巨石旁的 "Twin Dome"，孿生石柱(上圖）。三柱一體的樣子（上圖)。組合石柱，名"Temple of the Sun" ，太陽神廟（上圖）。巨室中最高大的巖壁石柱—"Rock of Ages"，中文譯為＂世紀之石"(上圖)。名稱本身源自一首同名基督教贊美詩，該圣歌創作于1776年，作者是英國新教圣公會牧師奧古斯塔斯.托帕迪(Augustus Toplady)。<div><br><div>據介紹，1928年歌唱家（歌劇）卡梅倫.麥克萊恩（Cameron Mclaen)到訪了卡爾斯巴德洞穴，他在巨室中參觀時，被洞中的魔幻世界深深地吸引，遂在此長時間的流漣往返。那些變幻莫測神奇的地貌構造不斷激發藝術家的靈感和豐富的想象力，待他行到最高處的巨型石柱前時，激情迸發一展歌喉唱響了這首"Rock of Ages"圣歌，歌曲的開始唱到:<div> "Rock of Ages, cleft for me,</div><div>let me hide myself in thee"?</div><div><br></div><div>之后這個巖壁石柱便有了"世紀之石"的冠名，它隨之也成了該洞穴中最著名的景觀之一。</div></div></div> 同年，洞穴管理者借此機會開發出一款稱作"Rock of Ages ceremony"的導游項目，參加該活動的游人，每人將手持一支蠟燭（界時巨室中的照明將關閉），伴隨著導游的介紹廵游瀏覽，最后聚集在世紀之石前，集體歌唱圣歌"Rock of Ages"。上圖拍攝的時間為1930年，舉行儀式的場景（源自網絡）。<div><br></div><div>該項目自1928年始一直持續至1944年，最終被NPS（National Park Service)叫停。2000年，卡爾斯巴德洞穴決定恢復部分傳統的導游項目，"Rock of Ages Ceremony"因被人們懷念也被重新恢復。據說儀式會在每年的12月舉行，而今年因為疫情所有項目全部關閉。</div> 帶有色彩的巖石，彩色來源于巖層本身所含有的微量元素，而非人工所為（上圖中）。鐘乳石，標牌名為 "Caveman " ，穴居人（上圖左，中)。造型更像須鯨的大嘴。 Stalagmites，石筍群（上圖1-2) 溶洞中的著名景觀"King's palace"，國王廳（上圖）。這里是各種鈣化沉積結構的混合場，可在導游的帶領下進去參觀，現在只可遠遠觀望。國王廳局部（上圖）緊鄰國王廳的是"Queen's Chamber"，皇后宮（上圖也是各種各樣的組合 )。自我感覺不太像后宮，反而更有萬邦來朝的氣氛。 "Green Lake" 和 "Mirror Lake" (綠湖／鏡湖)。溶洞內很小的一片水域，顏色應該是翠綠的，現在看不到。鏡湖比較貼切些。據介紹，水面漂浮著如祥云般的圖案是自然形成的，感覺卻很不真實(上圖右上左)。鏡湖倒影。 "Crystal Spring Dome" (上圖)，非常漂亮的石柱。工作人員介紹說這個巨型的碳酸鈣沉積柱是目前洞穴內唯一活著的石柱，仍在繼續生長。石柱通體潔白、濕潤，可見到不斷有水珠從柱身滴落。 <div>黑洞（上圖），深不可測不知通往何處？在此，真心敬佩那些勇敢的洞穴探險者們，勇氣可嘉。</div> "Doll's theater"，玩偶劇場（上圖）。巨室中的小洞穴，鈣化沉積過程中，鐘乳石與石柱上下銜接溶合成一個整體，奇異、虛幻、不可思議? "Pained Grotto"，痛苦的石窟（上圖）。洞內的鐘乳石有些已與石柱連接，但大部分還處于懸垂狀態中。 "Chinese Theater" ，中國劇場（上圖）。這里是徒步路線的終結處（上圖，通往休息廳的小徑）。深達地下200多米的休息大廳建的非常棒，出乎意料地寬敞舒適，咖啡廳、洗手間等服務設施一應俱全，垂直式升降電梯也位于這里。<div><br><div>新墨西哥州南部的特殊地質地貌的確十分少見，這也是該州最有意思的國家公園，若感興趣可以前往。雖然白沙漠因為鄰近的導彈試射場而沒被接受為世界自然保護遺產，但它自身存在的價值已不用過多去判定。</div><div><br></div></div>

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