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How do minerals form in caves?

2025/2/14
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Moment of Um

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H
Hazel Barton
Topics
Hazel Barton: 作为一名地质学教授,我主要研究洞穴。洞穴中可以形成多种多样的矿物,其中最常见的就是钟乳石和石笋。它们的形成是由于含有二氧化碳的水溶解了地表的岩石,当这些水进入洞穴后,如果将二氧化碳释放到大气中,水便失去了酸性,无法继续溶解岩石。这个过程导致了石灰岩的沉淀,与洞穴的形成过程相似,但发生在干燥的环境中。每次滴水都会留下少量的岩石,经过漫长的时间积累,最终形成了我们所见的钟乳石和石笋。最初形成的是一种叫做苏打吸管的结构,即水滴周围形成微小的晶体外壳,看起来像一根饮用吸管。如果吸管堵塞,水会溢出并在外部形成钟乳石。滴落在地面上的水则会形成石笋,有时钟乳石和石笋会相遇形成石柱,或者沿着墙壁形成窗帘状的结构。有些洞穴中甚至含有超过300种不同的矿物。通过研究这些矿物,我们可以了解洞穴的形成历史,甚至可以利用钟乳石和石笋来推断洞穴所在地的天气变化。

Deep Dive

Shownotes Transcript

来自Brains On幕后团队,这是“嗯的时刻”。“嗯的时刻”由APM工作室为您带来。我是巴蒂·克罗克,一只蝙蝠。没错,是巴蒂·克罗克,不是贝蒂·克罗克。我是一只小棕蝠,碰巧与一个著名的烘焙品牌吉祥物有着非常相似的名字。

我们是否都喜欢制作柔软蓬松的蛋糕,上面覆盖着棉花糖般甜美的糖霜?是的。我们是否都拥有热情好客的个性?是的,显然是。我们是否都喜欢在夜空中翱翔,吃美味的昆虫?是的。但这就是贝蒂·克罗克(烘焙吉祥物)和我(巴蒂·克罗克,蝙蝠)之间相似之处结束的地方。

虽然,我想我确实拥有那条格纹围裙。但这与重点无关。重点是,作为一只蝙蝠,我可以做很多贝蒂·克罗克做不到的事情。比如住在这个由岩石构造物环绕的令人敬畏的洞穴里。看到这些像冰柱一样的东西了吗?它们是巨大的岩石,叫做钟乳石,悬挂在天花板上。

而那些从地面向上突出的东西,那些是石笋。这里有一个小小的蝙蝠秘密告诉你。我总是记得哪个是哪个,因为石笋(stalagmites)里有一个G,就像地面(ground)这个词一样。石笋,地面。石笋从地面长出来。无论如何,所有这些岩石构造都是由矿物质构成的,就像地面上的岩石一样。

但是它们是如何形成的呢?Amber也对此提出了一个问题。洞穴中形成的矿物质种类繁多。我叫Hazel Barton。我是一位地质学教授,我研究洞穴。所以人们最熟悉的一种就是钟乳石和石笋。

当从地表吸收CO2的水溶解岩石进入洞穴时,这些水就会以水滴的形式滴落。它并没有将二氧化碳提供给水来制造酸来形成洞穴,而是将二氧化碳释放到大气中。当它这样做时,它就不再是酸性的了。

因为它不再是酸性的,所以它就不能再溶解岩石了。发生的事情与它变成酸性时相反。所以你会得到一种叫做沉淀的东西,也就是形成少量石灰岩的地方。这与形成洞穴的过程完全相同,但它发生在干燥的洞穴中。所以它只是留下了一小块岩石。然后下一滴水滴下来,又留下了一小块岩石。然后随着时间的推移,它们不断积累,不断积累,不断积累。

首先你会得到一种叫做吸管的东西,你会在水滴周围得到一层细小的晶体。随着时间的推移,它不断积累,看起来就像一根吸管。然后你会得到一些泥土堵塞吸管。就像吸管一样,如果它堵塞了,你就无法吸到饮料。你也无法让水滴通过它。所以水必须流到吸管外面。然后你就得到了钟乳石。

然后它的水滴会落到地上,在那里你会得到一小块岩石。这叫做石笋。它们从地面向上生长,直到可能到达天花板。有时它们在中间相遇,我们称之为石柱。有时它们沿着墙壁延伸,我们称之为帷幕,因为它看起来像岩石的帷幕。还有很多其他的矿物质形成。有一个洞穴里就有超过300种矿物质。

这些矿物质告诉我们洞穴是如何形成的。你实际上可以使用钟乳石和石笋来了解洞穴所在地区的天气历史。嗯,呃,

当水渗入地下时,这些岩石结构就会在洞穴中形成。它渗入地下并溶解岩石。最终,这些水滴偷偷地从洞穴的天花板上滴落下来。因为它在途中溶解了岩石,所以水中含有矿物质。所以当它进入洞穴时,矿物质会重新变成岩石。

在漫长的时间里,滴水形成了岩石结构。有些又长又尖,像冰柱。其他的是圆形的,像蛋糕。哦,说到这个,我的彩点纸杯蛋糕做好了。贝蒂·克罗克,你输了。巴蒂·克罗克将继续存在。

如果你喜欢这一集,请花一点时间订阅“嗯的时刻”,无论你在哪里收听播客。如果你想了解另一种令人难以置信的岩石,请查看Brains On播客,我们有一整集节目都是关于在月球上建造房屋是否可能的。太酷了。想看看我们的节目如何栩栩如生吗?前往YouTube,我们还有其他节目。

下次再见,后天再见,每天工作日再见。在那之前,嗯……

嘿,谁动了我的格纹围裙和搅拌碗?我不是开玩笑!