最美不過地質美！知其美，更要知其所以美！

知識 07-01

當你看到特別漂亮的自然風景，

如果不知道為什麼會如此，其實是很遺憾的，

如果知道了它們的成因，那會有一種完全不一樣的感覺。

我倡導知其美，更要知其所以美。

——蘇德辰

地球，我們的家園，至今已經四十六億歲了。四十六億年的滄桑，孕育了蒼茫的大海，驚濤駭浪；孕育了無垠的草原，綠波翻湧；孕育了奔騰的江河，咆哮入海；孕育了巍峨的高山，直插霄漢……高山、湖泊、河流、草原，不同的地貌，構成了我們生活的陸地表面。這就是我們的家園，一個神奇的所在：大自然億萬年的演化，創造了無數奇美的風景，繁衍了萬千生命。更為神奇的是，她還繁衍了人類，不但能夠認識大自然的美，鑒賞大自然的美，還能夠用鏡頭記錄大自然的美……

山岳冰川地貌

地球表面是由若干個巨大的岩石圈板塊構成的，各大板塊如同海洋中的漂浮的冰山，在玄武岩基底上進行非常緩慢的運動，相互碰撞、俯衝、分離，形成了山脈、海溝和裂谷。喜馬拉雅山脈就是印度洋板塊向歐亞板塊俯衝碰的結果。在7000萬年前，喜馬拉雅山地區還是一片汪洋大海，稱為特提斯洋。

珠穆朗瑪峰（攝影：吳樹成）

3000萬年前，印度洋板塊與歐亞板塊相互碰撞，之後印度洋版塊鑽到了歐亞板塊的下方，將歐亞版塊頂了起來，特提斯洋消失，慢慢的形成了喜馬拉雅山和青藏高原。地質學家在喜馬拉雅山發現了古代海洋生物化石就是最好的證明。可以說，喜馬拉雅山是一座非常年輕的山脈，其最高峰珠穆朗瑪峰海拔8844.43m。

貢嘎山下的紅石灘

全球海拔8000m 以上的14 座高峰中有10 座位於喜馬拉雅山脈，另外4 座8000m 以上的高峰位於與大喜馬拉雅山脈近於平行的世界第二高山脈——喀喇崑崙山脈。青藏高原是地球上最高的高原，被稱為「世界屋脊」和地球的「第三極」。

青藏高原的平均海拔大於4500m，其南界為喜馬拉雅山脈，北界為祁連山，西部為帕米爾高原和喀喇崑崙山脈，西北緣為阿爾金山，東部為龍門山，東北部與秦嶺山脈西段和黃土高原相接。

冰川與冰川河（北歐）

冰川具有極強的搬運能力，在青藏高原許多階地上散落著一些體積巨大的岩塊，上面甚至可以建廟蓋房，遠遠超出洪水或泥石流的搬運能力，也非周邊山上崩塌滾落，而是早期冰川攜帶而來的漂礫。冰川還有極強的侵蝕能力，可對地表侵蝕形成「U」形谷和冰斗。

北極圈內挪威斯瓦爾巴特群島冰川地貌

挪威斯瓦爾巴特群島冰川遺迹

海岸地貌

地球上最大的地貌單元是海洋和大陸，而海岸是這兩大地貌單元的結合部位。海岸的形態受地球的構造運動、海水的動力變化、大氣環流和生物作用等多種因素控制。

海水以波浪、潮汐和海流等運動形式長年累月對海岸進行衝撞、拍打，同時波浪攜帶碎石、砂粒反覆對海底進行磨蝕，使海岸遭到破壞侵蝕，形成海蝕崖、海蝕平台、海蝕洞、海蝕柱等海蝕地貌。海水有極強的搬運和堆積能力，被海水侵蝕的岩屑、砂石以及被陸地河流帶到海中的砂泥均會在海浪的作用下在特定的場所堆積下來，形成海灘、沙堤、水下堆積階地等海積地貌。

台灣野柳公園海岸地貌（蘇祺攝）

台灣野柳公園海蝕平台上的象形岩石

美國加州西部銀白色海灘主要成分是石英和白雲母

澳大利亞「十二門徒石」海蝕柱

澳大利亞坎貝爾港國家公園的核心景點，海岸帶的石灰岩被兩組垂直節理切割。海浪的持續侵蝕，使海岸線呈港灣狀、圓弧狀等不規則形態，在海蝕平台上遺留下一系列高50m 左右的巨型海蝕柱或石灰岩牆，其中有9 個大型的海蝕柱，為吸引遊客，稱為十二門徒石。2005 年7 月一巨型海石柱崩塌，現剩餘8 個

河流與湖泊地貌

河流

大型河流的源頭多起源於高山或高原，常與冰川有關。例如，長江和黃河都發源於青藏高原，密西西比河發源於落基山脈，亞馬孫河發源於安第斯山脈，尼羅河發源於蒲隆地高原。河水在流動過程中會對河床產生向下的侵蝕作用，使河床逐漸變深，還對兩側的河岸產生側向侵蝕，使河谷變寬，河水對地表進行侵蝕和堆積所形成的所有地貌統稱為河流地貌。河流地貌受地質、地形、氣候和植被等多種因素控制。

四川阿壩藏族羌族自治州紅原縣唐克鎮

九曲黃河第一灣

瀑布

河水流過斷崖或陡立的河床時傾瀉下來的水流稱為瀑布。斷崖或陡立的河床既可以是斷層引起，也可以由軟硬不同的岩石在水流的強烈侵蝕下形成，還可以由火山噴發物或滑坡堵塞河道而形成。

黃河壺口瀑布

冬季的五大連池瀑布

壺穴

湍急的河水驅動岩屑或砂粒研磨基岩河床，在河床底部會形成大小不一、深淺不等、表面又比較光滑的圓形凹坑，地質學中稱之為壺穴。

廣東丹霞山飛花水砂礫岩中的壺穴

北京西山永定河谷石灰岩中的壺穴

湖泊

陸地上的窪地積水而成的比較寬廣的水域稱為湖泊。常單獨稱為湖或泊，如鄱陽湖、羅布泊；又可稱為海、潭、池、錯、淖等，如洱海、日月潭、天池、納木錯等。湖泊按成因可分為構造湖、冰川湖、火山口湖、堰塞湖、岩溶湖、潟湖、風蝕湖、河成湖以及隕石撞擊坑湖等。

長白山天池（吳才來攝）

察爾汗鹽湖

極乾旱環境下，內陸湖泊的蒸發量遠大於補給量，當湖水的含鹽量（礦化度）大於35g/L 時，即變成鹽湖

喀斯特地貌

岩石遇水發生溶解稱為岩溶。通常由碳酸鹽、硫酸鹽和氯化物構成的岩石溶解程度較高，稱為可溶性岩石。可溶性岩石以石灰岩分布面積最大，約佔全球陸地總面積的15%。1893 年，司威依奇（Jovan Cviji?）在對斯洛維尼亞與義大利邊境附近的石灰岩高原進行研究時，發現這一地區溶蝕作用強烈、地貌獨特，便將當地的村名「喀斯特（Karst）」來泛指溶蝕作用強烈的石灰岩地貌。

石灰岩溶蝕可以形成千姿百態的峰叢、峰林、石林等。與此同時，石灰岩發育地區的水體中往往含有濃度較高的碳酸氫鈣，在溫度上升或壓力急劇減小的環境，溶解於水中的碳酸氫鈣會以碳酸鈣的形式重新從水中沉澱析出，在比較開放的洞穴、裂隙等環境下形成石筍、鐘乳石或者石灰華台地等形態特殊的地質景觀。石灰岩在水的作用下發生溶蝕以及碳酸鈣從水中沉澱析出是兩個相反但互相依存的過程。在石灰岩廣泛分布的地區，兩種過程往往同時發生。喀斯特地貌在中國廣泛分布，南方的廣東、廣西、雲南、貴州、四川、重慶等地的喀斯特地貌更為集中和典型，由雲南石林、貴州荔波、重慶武隆、廣西桂林、貴州施秉、重慶金佛山和廣西環江七地的喀斯特地貌已經以「中國南方喀斯特」的名義被集中列入世界自然遺產名錄。

峰林與峰叢

峰林與峰叢是重要的喀斯特地貌類型。由多個錐狀或塔狀的石灰岩山峰組成，遠望如林，稱為石林。兩個或多個底部聯為一體的石灰岩山峰稱為峰叢。峰林與峰叢廣泛分布在中國南方喀斯特地區，其中典型實例有廣西桂林和貴州興義。

桂林奇峰鎮峰林

桂林會仙峰林

雲南石林

石林是喀斯特地貌的另一重要類型，是由林立的錐柱狀、椎狀和塔狀石灰岩岩體密集組合在一起構成的景觀，以雲南的路南石林和乃古石林最為典型。

石灰岩柱與溶溝

雲南乃古石林

阿詩瑪

奇異的鈣華

石灰岩的主要成分是碳酸鈣，在水和二氧化碳的共同作用下碳酸鈣可以轉化為可溶性的碳酸氫鈣。這個過程是可逆的，在適當的物理化學條件下，特別是當水的溫度升高時，水中的二氧化碳會迅速逃逸，使富含鈣離子的岩溶水發生沉澱形成鈣華。

美國西部的夢納湖（Mono Lake）

這是一個火山噴發後火山中心塌陷形成的火山口湖。自火山湖形成至今數十萬年來，周圍的河水攜帶著從土壤中溶解的礦物質不斷匯入湖中，湖水越來越咸，鹼性越來越大。現在的鹽度是大洋海水的2.5 倍，鹼度是大洋海水的80 倍

黃龍「聚寶盆」

溶洞

當地殼上升，地下水面下降，喀斯特洞穴脫離地下水位，形成干溶洞。自溶洞頂部向下次生的一種以碳酸鈣為主的沉澱, 開始只成為一小突起附在洞頂，以後逐漸增長, 形成具有同心圓狀結構的空管，因狀如鍾乳，故稱鐘乳石。當洞頂的水滴落到底板後，形成由下而上增長的碳酸鈣沉澱，形如筍狀，稱為石筍。如果鐘乳石往下長，與對應的下方的石筍相連接後便形成石柱。不同的溶洞形成的鐘乳石、石筍和石柱等千差萬別。

桂林七星岩溶洞

桂林的七星岩原是距今100 萬年的一段古河道。洞分3 層：上層高於中層8 ～ 12m 殘留的痕迹尚可辨認; 下層距中層1 ～ 10m，是仍在發育的地下河道

北京房山石花洞

石花洞園區有各類岩溶洞穴30 余個，分布在大石河沿岸。洞穴位於距今4.9 億 ~ 4.5 億年間形成的石灰岩中，其中最著名的是石花洞和銀狐洞。洞穴是在距今十幾萬年前開始形成，是中國北方溫帶氣候條件下岩溶洞穴的典型代表。洞穴內次生化學沉積物千姿百態，堪稱溶洞的藝術殿堂

紅層及丹霞地貌

紅層泛指所有地質時期形成的紅色岩系，丹霞地貌是紅層地貌中的特殊類型，主要指產狀平緩、節理髮育的陸相紅層在差異風化、重力崩塌、侵蝕、溶蝕等綜合作用下形成的城堡狀、寶塔狀、針狀、柱狀、棒狀、方山狀或峰林狀的地形。

1928 年，地質學家馮景蘭先生將丹霞山「絕崖陡壁」的紅色砂礫岩稱為「丹霞層」。1938 年，地質學家陳國達先生將丹霞山附近頂平坡直、絕壁懸崖的奇峰怪石稱為丹霞地形。1978 年，中山大學曾昭璇教授將這種以丹霞山為典型，以丹崖峭壁、石峰林立為特點的紅層地貌正式稱之為「丹霞地貌」。 2010 年，聯合國教科文組織正式將這種地貌稱為「中國丹霞」。丹霞地貌在中國已經發現1200 余處，幾乎遍布整個中國。

廣東丹霞山

構成丹霞地貌的岩石為白堊系丹霞組的砂礫岩，形成時間為新近紀以後

廣東丹霞山

承德磬錘峰（棒槌山）

由侏羅紀末期—白堊紀早期形成的紅色砂礫岩構成。磬錘峰大約形成於300 萬年前

張掖冰溝丹霞

青海坎布拉地質公園內的丹霞峰叢

主要由距今大約3800 萬年（始新世）的砂礫岩組成。這裡的丹霞地貌大約開始形成

十幾萬年前，以奇峰、方山、洞穴、峭壁為主要特徵

張掖彩色丘陵

由1 億年前白堊紀早期的河湖相砂礫岩和泥岩組成。該景觀常被稱為「七彩丹霞」，也是陸相砂礫岩為主，形成時代也是中生代，但因為沒有明顯的陡崖坡和峰林，並不是嚴格意義上的丹霞地貌

張掖彩色丘陵

岩石中有鈣質膠結物和石膏等易溶礦物，呈現出類似喀斯特特徵的地貌

風成地貌

風蝕地貌

風蝕地貌主要發育在乾旱和半乾旱地區，中國西北的沙漠、戈壁和黃土高原是典型的風蝕作用地區。風力的侵蝕表現在兩個方面，一是強風本身就具有很強的動力對岩石進行直接的擊打破壞；二是因其他原因風化崩解的岩石碎屑可被強風吹走，從而加速岩石的崩解風化過程。極端條件下形成的龍捲風或颱風則可吹移巨大的石塊。常見的風蝕地貌有風蝕柱、風蝕蘑菇、風蝕穴、風蝕窪地等。

甘肅玉門石油溝口的風蝕地貌

礫岩因風蝕作用和差異風化作用形成各種怪異的地貌景觀，強風吹過時，會出現各種怪異的聲響，被稱為魔鬼城。西北地區許多魔鬼城都是類似成因

新疆和靜縣開都河附近的花崗岩（天山）

甘肅敦煌雅丹地貌中的「鳳凰」

衛星照片上顯示的雅丹地貌

猶如一群在大海中航行的艦艇（甘肅敦煌）

沙漠地貌

風沙吹蝕作用強烈，沙丘、沙壟等風積地貌廣泛發育的地區稱為沙漠。世界上最大的沙漠是位於非洲北部的撒哈拉沙漠，位於塔里木盆地的塔克拉瑪干沙漠為中國第一大沙漠。

沙漠駝鈴（敦煌）

鳴沙山月牙泉

巴丹吉林沙漠衛星照片

風的搬運

空氣的流動產生風。風有極強的搬運能力，可將鬆散的砂和塵土等吹起並攜帶到異地。風的搬運能力受風速、顆粒大小與形態、地形等多種因素控制。粒徑小的砂粒可以搬運很遠，粉塵和氣溶膠顆粒可以隨大氣環流漂洋過海數百公里甚至上千公里。例如，塔克拉瑪乾的沙塵暴可以輕易將大量揚塵帶到日本。在前進過程中遇到障礙時，風的流動方式和速度都會改變，攜帶的砂粒便會沉積下來，形成沙丘、沙堆、沙壟等風積地貌，沙漠是最典型的風積地貌。空氣中攜帶的粉砂或懸浮的塵土等在空氣靜止或流動較慢時會呈面狀均勻沉降，我國西北的黃土高原大部分屬於風積成因。

沙塵暴