黄龙洞奇遇记
2032年5月4日,微风不燥,阳光正好,教我们化学的陈老师带领我们参观著名的国家旅游景点——黄龙洞。黄龙洞享有“世界溶洞奇观”、“世界溶洞全能冠军”之美誉,2005年被评选为“中国最美旅游溶洞”。
走进洞中,凉气扑面而来,大家不禁打了个冷颤。但是,同学们的热情很快被洞里美景点燃。“大家快看,是石钟乳啊!那个好像一朵荷花,还有那边的好大,像大树一样……”小潮同学惊奇的喊道。“石钟乳?这个应该叫钟乳石吧!我们都是叫钟乳石的啊。”大福同学反驳道,很多学生也随之应和着。“不对,是石钟乳……”“是钟乳石才对……”。
“是谁在这儿吵闹啊,还能不能让我好好休息了!”一个苍老但有力的声音从洞顶传来。大家不约而同地抬起头,发现一个巨大的钟乳石正慈祥地俯视着他们……
1 钟乳石的形成
“你们的问题,我已经知道了,那就让我来给你们详细的介绍一下我们这个历史悠久的大家庭吧!首先,关于我的名字,大家先观察一下我的家吧,就是你们现在所在的溶洞。我呢,是悬挂于洞顶的圆锥形堆积物,样子像倒挂的钟,又像乳头,所以大家叫我石钟乳;在我的下面,与我相应的洞底位置上是向上生长的圆锥形堆积物,看起来像笋子,叫做石笋;再看前面,有的石钟乳和石笋相连就形成了一根柱子,他们就是石柱了;当然还有其他形态的堆积物,他们都有自己的名字。尽管我们形态不同,但我们同属一个大家族,都是碳酸钙沉淀物。对我们这个大家族,你们称钟乳石或者石钟乳都可以。”
“原来如此,大家说的其实都是对的。那你们都是怎样形成的呢?为什么有的长在上面有的长在下面,甚至有连在一起的,形状也是千奇百怪的?”班长小丁抬头,好奇地看着钟乳石爷爷。
“这是因为我们居住在石灰岩地区,当降水进入土壤后,吸收了土壤里的二氧化碳,含有二氧化碳的水会渗入石灰岩隙缝中,溶解其中少量的碳酸钙,形成碳酸氢钙,使水中含有钙、镁等离子。这种水从洞顶,洞壁的裂隙上滴下来,由于水分蒸发、水中的二氧化碳气体逸出,溶解的钙质又变成固体碳酸钙,他们越积越多,越垂越长,经过亿万年的堆积增长,就形成了……”钟乳石爷爷稍作停顿,满怀期待地望向他们。
“我知道!就形成了长在洞顶上面的钟乳石爷爷。”小潮激动地举手快速抢答。
“说得很对。再来说说,这水从洞顶滴下来,停留在地上,经过蒸发等过程,又把一部分原来溶在水里的碳酸氢钙分解成碳酸钙沉积下来,渐渐往上,日久天长,就形成了石笋。”
陈老师接着钟乳石爷爷的话讲解:“原理很简单,用我们化学课堂所学的知识就能解释:CaCO
3(s) + H
2O(l) + CO
2(g) = Ca(HCO
3)
2(aq); Ca(HCO
3)
2(aq) = CaCO
3(s) + H
2O(l) + CO
2(g)。
[1]”
“说到这儿,你们知道石柱是怎么形成的了吗?”钟乳石爷爷问道。
“我知道了!”大福同学大声叫喊:“钟乳石从上往下生长,而石笋从下往上生长,当钟乳石和石笋连在一起,自然就形成了石柱。”
“这位同学说得极好。两头粗中间细的石柱就是这样形成的。钟乳石长得更快,通常也比石笋更精致。”
“明白了!不过,您刚才说经过亿万年的增长?你们的形成要这么长时间吗!”小莫同学忍不住好奇地问道。
“没错。受环境影响,钟乳石的形成往往要经历上万年甚至几十万年的时间。石钟乳和石笋都长得特别慢,平均每百年才长1cm,那么1万年也就长1m。石笋的生长速度最快为每百年长10cm,而最慢为每千年长1mm,有的甚至停止生长。随着时间推移,石笋的年龄越来越大,有的石笋可以追溯到千万年前,有的才数十年至数百年。
[2]”
“原来我们看到的钟乳石已经存在这么长时间了。”小桃同学感叹道,不自觉地伸出手去触摸她面前的钟乳石。还未触及便听到钟乳石爷爷的制止声,“这位同学请等一下。”她连忙收起小手,惊慌地看向钟乳石爷爷。“看到美丽的东西大家总是想去触碰和拥有。这让我想起了一件令我们非常伤心的事情,在这里想多说一些。不知道你们愿不愿意听呢?”
“愿意!您说吧,我们很喜欢听您讲故事呢!”班长小丁开心地说道。“对呀,对呀,我们很爱听的。”同学们都应和着。
“那我就多说一点。在人类活动早期,洞穴是人类最初的庇护所,洞穴中不仅有多姿多彩的景观资源,同时也是地球气候演变等重要记录的信息库。但随着人类文明进步,人类对自然的索取,洞穴已经受到了不同程度的破坏,有的人来参观时总会不自觉地掰断我们并带走,更有甚者,为一己私利,不惜盗走洞中奇石,私自贩卖。部分早期如仙境般美丽的洞穴已经变得黯淡无光了。”钟乳石爷爷无奈地叹息。
“他们太可恶了,破坏了溶洞景观那后来的人就无法观赏了。”小莫同学气愤不已。
“其实我们是在特定环境中生长出来的,只有在这个溶洞中才能稳定存在。一旦我们离开了这里,接触阳光的照射后,便会发生氧化等一系列的反应,逐渐变黑,与外面普通的石头没有太大差别。游客敲掉带走,我们也不会保持原来的面貌,这对于他们是没有太大价值的。但是作为景观,钟乳石的科研价值却是无法估量的!”钟乳石爷爷语重心长地嘱咐同学们。
“我们知道了,以后我们会好好保护你们的,让美丽的钟乳石奇观能被更多的人看见,也会呼吁大家文明观赏,让更多的人明白你们生长的不易,自觉爱护这些景观。”班长小丁严肃地看向钟乳石爷爷。
“洞内的景观真是大自然的奇作啊!不知道在我们没看到的地方还会有怎样形状各异的钟乳石呢?”大福同学赞叹道。
“想知道吗?我来给你们讲讲吧!”钟乳石爷爷开心地回应。
“我们的用途可多了。最显著的,就是观赏价值了。总是有很多人被我们的形貌吸引,不远万里,跋山涉水跑来看我们。墙上蜿蜒而下的矿物质水,久而久之勾勒出了变化多样的壁画。造就了我们千奇百怪的形状,有的像冰柱,有的像鹿角,有的像宝剑……还有各种各样的花朵、动物、人物,清晰逼真,栩栩如生。大部分的钟乳石本身为白色,有部分混合杂质才会变色,乳白、浅红、淡黄、红褐,有的多种颜色间杂,形成奇彩缤纷的图案。你们不就是为了欣赏我们而来?”
“入药?你们还能吃吗?”小潮同学不可思议地看向钟乳石爷爷。
“当然了!钟乳石被民间视为治疗百病的‘第一良药’几乎所有疾病都用钟乳石粉或与其他药物配伍治疗。”
“这在古书中确实有记载,比如《神农本草经》中记述‘石钟乳,味甘,主咳逆上气,明目益精,安五脏,通百节利九窍,下乳汁’。就是在说石钟乳,其味甘辛,可入药用,可以治疗吐血损肺、乳汁不通等疾病,还可中和胃酸。
[3]”
“好神奇!这个从来没有听说过。还有其他的吗?”大家都满眼期待地问。
“那就展开讲讲之前给你们提过的科研价值吧!我们还是古气候的见证者。钟乳石在形成的过程中,能够将一段时间中的水、环境或者外面大气的信息保存下来,一层一层的钟乳石就好像一段段古老的信息。”
“是不是就像树木的年轮那样,通过年轮可以推测树木的年龄等等。”小莫同学兴奋地问。
“没错!”钟乳石爷爷继续介绍,“而石笋同样也是记录气候变化的良好载体。地球表面气候变化的信息被记录下来,就如树木的年轮一样,石笋记录环境变化也形成了层次,从中可以了解到地球历史中地表温度、降雨、大气环流、生态环境的变化,从而预测未来气候变化。另外石柱的形态可以反应溶洞滴水规模和形成历史周期,也具有科学研究价值。
[4]”
“原来你们可以记录这么多东西啊,真的很有意义。”小潮同学赞叹道。
大福同学好像突然想起什么,有些失落地说:“您刚才说你们的形成需要上亿年的时间,看来我们是不能看到您的生长过程了。”
“想看我们的生长过程,你们自己在家中就可以做到!”
“真的吗?那我们该怎么做呢?”大家饶有兴趣地盯着钟乳石爷爷。
“你们只需要准备纱布、筷子、塑料盘、塑料杯、小苏打和回形针。先将纱布扭成较粗条状,将两个回形针固定住纱布两端备用;向两个塑料杯中加入适量温水,加入小苏打,一边加一边搅拌,直到加入小苏打不能溶解为止。然后,将准备好的纱布放入小苏打水中浸泡。拿出纱布,分别将两个回形针放入塑料杯中,在纱布中间垂下的位置放上塑料盘静置,静置几天后,就能观察到纱布上有少量白色的‘钟乳石’生成。再过几天,‘钟乳石’的量会变多,中间的纱布会变硬,下面的盘子里也会出现白色的‘钟乳石’
[5]。”
“每天都要观察?我以为可以快速地看到生长过程呢。”小潮略显失望地轻声低语,却依然被陈老师听到了。
陈老师笑着说:“同学们,通过化学实验就可以让你们在几分钟之内看到这类生长过程。只需要将5%的磷酸三钠溶液倒入1000mL透明特制反应容器中至1000mL刻度线,之后将固定晶体盐的多孔塑料筛轻轻放在反应容器顶端,再将5g六水合三氯化铁晶体、5g二水合氯化铜晶体和5g七水合硫酸镁晶体等晶体盐放在多孔塑料筛上,让晶体盐浸没在生长液中。在灯光照射下,实验现象便清晰可见
[6]。回学校之后,我们会安排一节实验课,带着大家一起观察!”
“感谢钟乳石爷爷的讲解,今天大家都学到了好多知识!”陈老师激动万分。
“不用客气!能与你们交流我也很开心。最后,希望你们都能做一个文明的观赏者,爱护我们。”
“放心吧!溶洞是大自然鬼斧神工的杰作,是大自然赠与人类的瑰宝。今天我们知道了任何溶洞中的钟乳石资源都不是一年两年就能够形成的,这是需要花费成千上万年的事情。钟乳石是大自然的力作,是我们的财富,我们会尽最大的努力宣传,保护你们。”班长小丁坚定地回答。
“谢谢你们!时间不早了,你们也要回去了,那我们下次再见吧!”
钟乳石爷爷看着他们渐行渐远的背影,欣慰地笑了,再次陷入了沉睡。
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