九黃成都記行(六)∼彩池生死


這是神仙池的景觀。水淺處,石灰華(註一)的紋路清晰可見。伸手去摸,上頭還鋪著薄薄一層如沙礫般細小的白色結晶。拍照時太陽已經下山,石灰華在落日餘輝下呈現黃棕色,不過稍早看的時候知道它是乳白色的。

如果你看過我以前的遊記,就知道下面會寫出一堆囉哩囉嗦的資料。對做學問沒興趣的朋友請直接跳到最底下的現場實況報導


石灰岩的主要成分是碳酸鈣 CaCO3 ,接觸到溶解了二氧化碳的水之後產生化學反應,變成碳酸氫鈣 Ca (HCO3) 2。可溶于水的碳酸氫鈣隨著水流移動,當水中的二氧化碳分壓降低後,碳酸氫鈣又還原成不可溶的碳酸鈣而沉澱下來,變成所謂的石灰華。影響鈣質溶解或沉澱的因素包括飽和度、溫度、壓力、生物作用、水流速度等等。發生溶蝕的石灰岩地層統稱為石灰岩地形或岩溶地形,也稱為喀斯特地形(Karst)。九寨溝、黃龍與神仙池的景觀與碳酸鈣這種多相平衡的復相反應密不可分。

石灰岩來自於古代海底的珊瑚礁,在板塊漂移時如果兩個板塊相撞,其中一塊會沒入地底,另一塊則被頂高,因此古海底轉為山巒或高原。喜馬拉雅山就是印度板塊與歐亞板塊相撞後抬升的結果,至今在山上仍可找到海洋生物化石。

四川盆地屬揚子陸台的一部分,在5億多年前的寒武紀下陷成為海洋盆地,又經歷兩次海陸交替以及西部的岩漿噴出,於1.9億年前的三疊紀“印支運動”時期再因地面隆起,由海盆轉為湖盆,稱為“巴蜀湖”。湖盆在白堊紀“燕山運動”時期不斷縮小,沉積的紅色含鐵質沙泥層形成紅色岩系,而不斷濃縮的鹽分先形成鹽湖,再被泥沙掩埋封存於岩層中,現在自貢開採的井鹽就是這麼來的。第三紀與第四紀的事件還包括喜瑪拉雅造山運動的抬升,湖水向東宣洩進入長江水系,以及冰期與間冰期的交替作用,以上種種因素共同打造出現今的地貌。

水(雨水、河流、泉水…)流經石灰岩,會溶蝕表面形成滲穴(落水洞)、溶溝(溶槽、岩溝)、窪盆、陷塘等地形,長期溶蝕之後就只剩下錐丘與殘丘(如廣西的峰林)。地底因為石灰岩溶解而形成溶洞,假如含有碳酸氫鈣的水經岩隙滲入,停駐在洞頂,水中的二氧化碳逸出,鈣質會轉成碳酸鈣凝聚成鍾乳石,滴落的水也可形成石筍。在陽朔桂林可以見到這種鍾乳石洞。

水往下坡流去時如果水流受到阻礙,攜帶的植物殘骸、懸浮物或石塊便沉積下來,碳酸鈣不斷析出、沉澱在這個骨架上,形成各種形貌。黃龍的鈣化地貌有好幾種:固結成一大片鈣化灘流的“金沙鋪地”;驟然跌落低處的鈣化瀑布“飛瀑流輝”;因為鈣化超前沉積,在裙狀瀑布華中間留下空洞,而形成的鈣化洞穴“洗身洞”;表面凹陷積水的“簸箕海”與“馬蹄海”;受到潛蝕而塌陷的“黃龍洞”,以及最令人稱奇的鈣化池。

簸箕海與民間用的簸箕大小差不多,馬蹄海比真馬蹄要大好幾倍,但這兩個位在黃龍中寺與後寺之間,映月彩池附近的迷你池,卻因為它們深不可測,傳說與龍宮相通,所以成了黃龍溝內惟一以“海”相稱的兩個池子。

九寨溝與神仙池都位於四川省西北部岷山山脈南段,兩地僅一山之隔,而黃龍溝位在更南邊的岷山主峰雪寶頂北冀。在古生代,累積於海底的碳酸鹽因造山運動被推到高處,為將來的鈣華堆積鋪路。黃龍溝原為南北延伸的冰川河谷,上游岩層變形強烈,裂隙發育,成為良好的含水層,而冰川刷運下來的岩石碎塊(終磧、側磧、底磧)也讓河谷崎嶇不平,不但成為鈣華堆積的骨架,鬆散的結構更提供流水大面積下滲的機會。所以雨水與雪水不會聚集成一條洶湧大河,而是化為十多股泉水(潛蝕泉)慢慢下降,最後匯入涪江。溶蝕的碳酸氫鈣在水源露出地表時結晶在物體表面,形成灘流與三千多個邊石壩池子,黃龍也因溝內布滿乳黃色岩石,遠看好似婉蜒于密林幽谷中的黃龍而得名。

黃龍古寺南側(從黃龍後寺再往上坡爬一小段路)的望鄉台斷裂帶是個重要的地下水通道,富含碳酸氫鈣的地下水穿越重重裂隙在此湧出,形成轉花泉群,成為黃龍鈣華堆積的主要源泉。泉水湧出點在黃龍最高的池群石塔鎮海池(五彩池、浴玉池)後面200米深處的密林中,這個長約10米、寬兩米的轉花池(轉花玉池)池水清澈見底,但水下暗泉翻湧形成漩渦。每年農曆七月十五日,藏族姑娘會來到這個小水潭前,獻上她們對神山的敬意,感謝它的庇佑。祈禱時也將純潔的花朵投入池中,鮮花隨水旋轉,因此這個水潭便命名為轉花池。古詩云:“轉花池畔碎春深,往來遊人織如雲,池上飛花池中映,池中盈盈觀花人”,適可描述這個美景。

黃龍彩池池埂形成的因素除了堆積的樹根落葉之外,“生物喀斯特作用”也參上一腳。白天時水生植物行光合作用,吸收水中的二氧化碳,產生氧氣,使鈣華沉積﹔到了夜晚又行呼吸作用產生二氧化碳,使鈣華溶解。只有在一定的低溫(低於20c)範圍內,淨光合作用(總光合作用—總呼吸作用)才會達到最大值。在黃龍的彩池、灘流和瀑布中,常會看到圍繞或依附在植物莖幹枝葉上的鈣華,就是生物喀斯特作用促進鈣華沉積的典型例子。黃龍因為地處高寒山區,具備低溫環境和良好的植被,所以地表得以堆積大量的鈣華。

石灰華與鐘乳石最大差異,在於前者是以實物為胎,水中的碳酸鈣以不甚緊密的方式固結形成的碳酸鹽固化物,因此成形較快;後者則靠涓滴累積,在水與空氣的界面上緩慢析出結晶,所以每成長一公分動輒耗時百年。黃龍的鈣華沉積速度非常快,平均每年增加4毫米(0.4 公分),而神仙池鈣化的速度更是黃龍景區的十倍,為全世界鈣華沉積速度之最。

九寨溝與黃龍的鮮豔色彩,主要源於湖水對陽光的散射、反射和吸收,與水中離子及藻類的作用。

日光由不同波長的光線組成,由紅至紫波長逐漸縮短。如果短波長的散射遠大于長波長的,看到的景象就會偏向藍紫(觀察者看到的是被散射回來的光線)。細微質點(顆粒小於入射光波長的1/10)的散射遵循瑞利定律:散射光的強度與波長的四次方成反比。因此波長愈短,強度愈強,也就是藍光散射的強度比紅光強,這就是瑞利散射(Rayleighscattering)效應。

九寨溝水域因為植被鬱閉度高,水循環暢通,石灰華也會固定“懸移質”(懸浮在水流中隨水流運動的泥沙顆粒),所以水中的懸浮物、有機物、浮游生物稀少,湖水的潔淨度和透明度高。在瑞利散射效應下呈藍色的湖水,又受到水中常見的 CA2+、MG2+、HCO3- 等離子增強短波光散射的作用,再加上湖底的灰白色鈣華或黃綠色藻類對透射光線的選擇性吸收反射,共同造就了湖水色彩的層次和變化。

此外,因為處於峽谷當中,陽光在不同地段不同時間,入射角及入射量也會改變,更讓湖水顯得幻彩多姿。

鈣化即石灰化,屬於泉水堆積類型的碳酸鹽建造,含碎屑物及生物殘骸,呈乳白、淺灰或白色。黃龍的鈣化地貌因為含有大量藻類而呈現淡黃色調。

這張照片顯示健康的彩池,池堤夾雜著白、淺灰、黃與紅色。

鈣化地貌是很脆弱的,地震、崩塌、滑坡、土石流、雨量多寡與氣溫變動都會改變原有的自然景觀。比方說,遊客呼出的二氧化碳與水氣就可能破壞鐘乳石洞,不經易的踩踏觸摸也會損壞它,而水源的改變更是影響深遠。假如注入彩池的泉水改道或枯竭,或者因為池底溶蝕後,池水洩入地下通道而不再流入下游的池子,彩池就死了。黃龍鈣華富含鉻合離子,表層富含藻類生物,所以呈現五彩斑斕的色塊。如果鈣化區失水,所含的藻類生物會炭化,彩池因此變黑死亡。大灣張家溝古鈣華景觀的退化,以及牟尼溝已經乾燥破壞的鈣化表面,都是好景不常的例子。

從這張照片可以看出彩池的池堤已經攙雜黑色條紋。這是正常現象嗎?

這是垂死的彩池,池堤大部份轉黑,池水幾乎被泥沙取代填滿,現場也看不到活水流動。


註一: 石灰華(Tufa、travertine)是在陸域上形成,由微晶質狀之碳酸鈣,以不甚緊密方式固結而成的碳酸鹽堆積物。


參考資料(與旅遊及景點介紹有關):

  1. ***提供各地旅遊地圖
  2. 台電月刊,介紹九黃與神仙池。
  3. 夢幻彩池,四川電視台介紹黃龍與它的命運。
  4. 夢裡仙境看黃龍之一,連續六篇很專業的報導,圖文並茂。
  5. 夢裡仙境看黃龍之二,連續六篇很專業的報導,圖文並茂。
  6. 美輪美奐九寨溝之一(日則溝掠影),連續六篇很專業的報導,圖文並茂。
  7. 美輪美奐九寨溝之二(則查窪溝掠影),連續三篇很專業的報導,圖文並茂。
  8. 美輪美奐九寨溝之三(樹正溝掠影),連續六篇很專業的報導,圖文並茂。
  9. 世界自然遺產——黃龍
  10. 神奇的黃龍
  11. 四川導遊詞,詳細記錄導遊應該對遊客介紹的內容,可當成小百科來看。
  12. 牟尼溝,圖文並茂,尤其是瀑布的照片,美到不行。
  13. 九寨溝風景壁紙下載寧靜篇,有木板棧道的照片,平整好走。當然還有美美的桌布,讓你欣賞真正的五彩繽紛。
  14. 帶著眼睛去旅行【阿壩-九寨-黃龍-尕力台草原-成都】,有實用的資料與許多圖片。


參考資料(與科學有關):

  1. 石灰岩地形介紹,國立花蓮女中老歐的 Home Page,簡明易懂。
  2. 碳酸鹽類型(有圖)
  3. 喀斯特地貌
  4. 川西高原的上白堊統及第三系
  5. 四川盆地,介紹地質學上的起源,滿專業的。
  6. 百度解說鈣化池形成過程
  7. 百度解說五彩池形成過程
  8. 水的年輪2(鈣化池生死)
  9. 黃龍地質與動植物相,滿專業的。
  10. 中國國家地質公園,滿專業的。
  11. 中國的地形,曾昭璇著,淑馨出版社出版。


2007/12/30 LYS

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