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[科普中国]-神奇的奇风洞

科普中国-绿色双碳
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在云南有一个石林风景区,石峰造型迥异,各具特色。石林风景区东北5000米的山坡上有一个洞口约1米的岩洞,这个石洞十分神奇,人们发现经常有阵阵的怪风从洞口吹出,所以被称之为“奇风洞”。奇风洞旁边有一巨石突兀独立,像是守卫奇风洞的卫士。

奇风洞在吹出怪风时,先是一阵巨响,山洞中不断地发出吼叫声,仿佛是战场中的锣鼓。这时,一股强劲的风从洞口发出,洞外瞬间被这股大风刮得尘土飞扬。几分钟后,风力逐渐减小,最后又变成回风,一些杂草和落叶被吸进洞里,一两分钟后,回风就消失了。再过几分钟,洞内又开始第二次的向外喷风,但是风力和持续的时间比第一次明显减弱。第二次吹风结束后,一切都恢复正常,奇风洞完成了一个喷风周期。

经过地质学家的反复考察和研究发现,奇风洞的奇特景象,原来是因为石灰岩岩溶地区的一种罕见的虹吸现象所形成的。

奇风洞的地质是由间歇喷风洞、虹吸泉、暗河三个部分组成的。间歇喷风洞在山坡中腰的石林边,山脚下有一条十余米长的小溪,溪水由地下河出露后,流淌十余米便进入了暗河,流过几米长的暗河后落入虹吸泉。虹吸泉呈葫芦状,由质地不均的石灰岩溶蚀而成,外部洞中狭窄,内部却有较大的空间。虹吸泉又与间歇喷风洞在底下有空洞相连,因此,当水流到葫芦口是被堵塞,水流增大所产生的压力迫使水迅速往葫芦口肚中挤去,下落的水又把葫芦肚中的空气由地下空洞从间歇喷风洞口挤出,产生喷风现象,水流走后,葫芦口又被堵塞,葫芦肚中的空气压强与外面的不等,物理的作用使空气从喷风洞口回填,形成吸风现象。

当水因为被大量抽走而急剧下降至虹吸裂隙口处时,空气便重新进入弯道,虹作用停止,喷风也停止,而且由于地下的洞穴中出现了瞬时的真空状态,所以空气还会通过喷风口向里回灌,形成回风。又由于在这个地方同时存在两套虹吸系统,致使每个喷风周期都由两次组成。

奇风洞、虹吸泉、暗河是相互作用的,如果山脚小溪中没有流水,奇风洞就不会呼吸,反之,若小溪流量太大,淹过暗河,奇风洞也不会呼吸。因此,奇风洞的呼吸现象并非四季都有,通常发生在每年的6至10月份。

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