卡尔斯巴德洞穴（美国）

Mica

2021年12月下旬的美国西南之行，正值新冠疫情泛滥之际（相对稳定），鉴于安全的考虑，我们将行程锁定在新墨西哥州和德克萨斯州的国家公园。行前做准备，感觉这两个州值得去的地方并不多。新墨西哥州虽然属于四角地的一角，但落基山脉绵延至此已近尾声，没有了大开大合的壮阔气势，相对于邻近三州风格独特的国家公园而言（如大峡谷国家公园，锡安国家公园，拱门国家公园等），其吸引游客的力度倍遭碾压。

卡尔斯巴德洞穴（Carlsbad Cavern NP）是新墨南部的卡斯特地貌景观，为世界十大洞穴之一，于1995年收入世界自然遗产保护名录，但由于强邻林立，又地处偏僻之地，始终进不了热点榜单。2017年我们曾经自驾四角地，一路在其他三个州转，唯独没进过新墨西哥州地界。这次借新墨之行的机会，特去访问了卡尔斯巴德洞穴，感觉确实不一般，它理应归入"值得一去的国家公园"行列之中。理由，且不说多姿多彩丰富奇特的地下世界，就凭它独特的地质构造和对洞穴研究的特殊贡献，实在有被冷落之嫌。

卡尔斯巴德洞穴确实不容易去，没什么捷径可走。它距离新墨首都圣达菲近500公里，距休斯顿约1000多公里，车程将近10小时，还是在不停车休息的情况下，中间也没有可值得停留的城市作为过渡。我们从休斯顿出发，一天直取卡尔斯巴德镇，十几个小时全耗在了路上。

1900年，农民金.怀特在瓜达卢普山中寻找失踪羊群时偶然发现了这个超大的洞口，同时目睹了一群蝙蝠从洞口飞出，在天空形成一条旋转的网带。从此，卡尔斯巴德洞穴开始被世人观注。1923年10月，洞穴被宣布为"国家纪念地"（National Momument), 1930年5月14日建成国家公园，对公众开放。

该地经科学家反复的斟测，目前尚已测得这是个由119个溶洞组成的洞穴走廊体系，长达百公里（可能还更长），为世界十大洞穴之一（目前最长的是美国肯塔基州的猛玛洞）。洞穴空间总面积达2593.2平方米，分为三层，钻入地表最深处为305米，进一步的斟测仍在进行中。

洞穴内因为居住着40多万只（据称原有100万只)墨西哥犬吻蝙蝠而著名，又称"蝙蝠洞"。夏季，每当落日时分，洞内的几十万只蝙蝠倾巢而出觅食，升空后旋转形成巨大的蝙蝠网，场景十分壮观。建在拱形洞口前的弧形阶梯剧场便是为了观赏这一奇观特为建造的（上图，蝙蝠图片来自网络），我们来时正值隆冬，自是与蝙蝠秀无缘。

搜索了一张卡尔斯巴德洞穴示意图（上图），溶洞开放的部分修建的十分完美，有垂直电梯直通巨室洞穴（深228米）。另外有一条徒步线路可供爱好者选择。徒步者要自地表一路下行至230多米的深度。自已走下去的优点是可以观赏沿途更多的景观，了解不同层次大自然创造的地下世界，但费时费力。如果你的计划只是在此做短暂的停留，那最好选择还是乘垂直升降电梯直接到达Big Room，因为主要的精华都集中在这里。 我们选择徒步路线下到洞底，然后乘电梯返回地面。洞穴内没有釆用五颜六色的彩灯加以装点，仅仅使用了普通灯光照明，为的是能尽量保持住洞穴的自然状态，这点令人感觉很舒服。洞内的色彩完全来源于地层中矿物质中的微量成份。徒步通道的部分路段照明不足，需事先备好手电或头顶灯。另外徒步者不许带登山杖入洞，但路面状态非常好，标识清楚，下降坡度不大，只是有些湿滑，最好穿徒步登山鞋进入。

上图所示为巨大的拱形入口，Z字型的下坡路直通往黑漆漆的洞穴中，看起来有点恐怖。

洞口部分。 Z字形徒步路线（上图）。 通常喀斯特地貌的成因是化学反应的结果，自然界中由石灰石（碳酸钙）构成的岩石层和溶有二氧化碳的水接触后转化成可溶性的碳酸氢钙，后者更易溶于水中。

CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca(HCO₃)₂

溶于水中的碳酸氢钙随着水流在温度及压力发生变化的情况下，溶解成碳酸钙沉淀下来。Ca(HCO₃)₂=CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O。这一过程经过成百上千万年的沉积钙化，便形成了特殊的地貌结构，呈现出洞穴，溶洞，石林，石沟，石芽等奇特的自然景象。

上图为沿途见到的部分景像。

溶洞的形成同理，先决条件首先是石灰石构成的岩层，然后要有富含碳酸氢钙的地下水或暗河流动。经年日久的碳酸钙析出沉淀（温度，压力的催化），最终形成溶洞内千姿百态的钟乳石(stalactite)，石笋(stalagmite)，石灰华帷幕（drapery)和石柱（column)。但这个理论却不适合用来解释卡尔斯巴德洞穴的形成，因为它并非一般的喀斯特地貌，也不是普通的洞穴构造。长期以来这里有三个疑问一直困扰着地质界：一是洞内没有发现流动的活水或是暗河。二是有大量无法解释的石膏存在？（石膏的成份主要是硫酸钙）。三是在上述的前提下，这个洞穴走廊为什么会如此巨大？

距离洞穴不远处（120英里）的白沙漠可以佐证该地区存在着大量石膏（上图）。这是现今世界上最大的石膏沙漠，成份是石膏晶体。当水溶性的石膏被水流带到了没有出海口的盆地后，或流入地下或干涸后形成结晶的形式留于地表。在风化和侵蚀的作用下，石膏晶体被磨成沙粒，随风而行形成沙丘。

为了解答上述的疑问，地质研究者们经过了深入的调查和取证，在上世纪八十年代给出了惊人的结论：卡尔斯巴德洞穴的形成于硫磺酸有关，而非一般的传统溶洞形成说。根据是这里有着特别的地质构造，它靠近石油和天然气层，又有火山爆发后大片宽阔的熔岩带而非一般的"喀斯特地貌"。这个"硫酸成洞假说"一经推出便震动了整个学术界。

上图是名为"图腾柱"的石柱。

该假说大概是这样的：卡尔斯巴德洞穴位于石灰石岩层之上，岩层深层为石油贮层，下面是地下水。由于水平面的下降，岩层中出现了小的空洞。大约在新石器晚期，硫化氢开始从石油贮层或火山系统中溢出，氧化生成二氧化硫：

1, 2H₂S+3O₂= 2SO₂+2H₂O

二氧化硫与水结合生成亚硫酸，3,后者氧化形成硫酸

2, SO₂+ H₂O= H₂SO₃, 3, 2H₂SO₃+ 2O₂= 2H₂SO₄

硫酸持续不断地向上渗入石灰石岩层中，剧烈溶解了碳酸钙岩层，在无流动水的情况下洞穴快速扩大。现在洞穴中大量存在的石膏正是硫酸和石灰石反应后的付产品硫酸钙（易溶于水）CaCO₃+H₂SO₄=CaSO₄+H₂O+CO₂↑，此点即解释了为何大量存在有石膏，同时也有力的支持了这一假说。洞穴形成之后，雨水和溶雪渗入地下吸收了二氧化碳形成碳酸氢钙，碳酸钙析出沉淀，沉淀物从洞顶向下生长形成钟乳石，由洞底向上生长形成石笋、石柱等各种地质结构。

这种对传统溶洞理论的颠覆性说法，一度曾不被学界接受，但随着大量证据的不断涌现，已日渐被广泛认可。1995年，世界文化遗产委员会正是基于此点将卡尔斯巴德洞穴收入自然文化遗产保护名录，其评判的标准即是：该洞穴代表了"一种重要的地质过程的实例，同时为地质学家研究地质构造提供了完整的信息"。

上图的岩洞壁被大片地侵蚀后形成了溶骨状形态，被形容为＂Boneyard"。

公园管理局原本设计有多条观赏路线，难易程度各异，有些必须由导游带领，但由于疫情的影响基本处于关闭状态。主线"Big Room Trail"目前也没有导游带领，2公里的观赏路线平均需时1.5-2小时(因人而异)，完全可以自已走。
地表下230米一250米深处的巨大洞室被称为"Big Room"，它是西半球最大的洞室，约可装下14个足球场，高78米，令人叹为观止。这里集中了卡尔斯巴德洞穴中最精华的部分，如岩壁石柱（Rock of Age)，巨型石柱（Giant Dome)，孪生石柱(Twin Domes)，石灰华帷幕（Drapery）…和不计其数千姿百态的钟乳石结构，走入这个巨大的"宫殿"，恍如进入了一座神秘的地质博物馆，一个魔幻的地下世界（上图）。

图1 头顶上方悬挂着千姿百态的钟乳石，细小的成"阵"成"势"（上图1），大个的成形成状（上图2)。
洞底沟壑交错，丘陵起伏。从洞底根部向上生长的石柱、石笋胡乱自由地长满了巨室各处，虽杂乱无章错落无序参次不齐，却又变幻多姿似人似物生趣盎然，与悬垂的钟乳石上下辉映构建成一幅奇特的画面，让人赞叹称奇的同时无法不惊叹大自然的鬼斧神工。

现在择取部分著名的景观，沿途不要错了。

奇怪的钟乳石造型，取名"Saracen's Tent" ，撒拉逊人的帐篷 (上图）。 钟乳石 "chandelier"，大吊灯(上图中）。 "Drapery" 石灰华帷幕。感觉型似华盖，恍如布幔，充满柔软和动感。（上图） 除了流柱状的向下生长外，洞顶岩壁还会被侵蚀成这样的絮状结构（上图）。 著名的"Giant Dome" ，巨型石柱（上图 )，高近于19米，直径4.87米，叹为观止。倾斜的外表很似比萨斜塔。 巨石旁的 "Twin Dome"，孪生石柱(上图）。 三柱一体的样子（上图)。 组合石柱，名"Temple of the Sun" ，太阳神庙 （上图）。 巨室中最高大的岩壁石柱—"Rock of Ages"，中文译为＂世纪之石"(上图)。名称本身源自一首同名基督教赞美诗，该圣歌创作于1776年，作者是英国新教圣公会牧师奥古斯塔斯.托帕迪(Augustus Toplady)。

据介绍，1928年歌唱家（歌剧）卡梅伦.麦克莱恩（Cameron Mclaen)到访了卡尔斯巴德洞穴，他在巨室中参观时，被洞中的魔幻世界深深地吸引，遂在此长时间的流涟往返。那些变幻莫测神奇的地貌构造不断激发艺术家的灵感和丰富的想象力，待他行到最高处的巨型石柱前时，激情迸发一展歌喉唱响了这首"Rock of Ages"圣歌，歌曲的开始唱到:

"Rock of Ages, cleft for me,

let me hide myself in thee"⋯

之后这个岩壁石柱便有了"世纪之石"的冠名，它随之也成了该洞穴中最著名的景观之一。

同年，洞穴管理者借此机会开发出一款称作"Rock of Ages ceremony"的导游项目，参加该活动的游人，每人将手持一支蜡烛（界时巨室中的照明将关闭），伴随着导游的介绍廵游浏览，最后聚集在世纪之石前，集体歌唱圣歌"Rock of Ages"。上图拍摄的时间为1930年，举行仪式的场景（源自网络）。

该项目自1928年始一直持续至1944年，最终被NPS（National Park Service)叫停。2000年，卡尔斯巴德洞穴决定恢复部分传统的导游项目，"Rock of Ages Ceremony"因被人们怀念也被重新恢复。据说仪式会在每年的12月举行，而今年因为疫情所有项目全部关闭。

带有色彩的岩石，彩色来源于岩层本身所含有的微量元素，而非人工所为（上图中）。 钟乳石，标牌名为 "Caveman " ，穴居人 （上图左，中)。造型更像须鲸的大嘴。 Stalagmites，石笋群（ 上图1-2) 溶洞中的著名景观"King's palace"，国王厅 （上图）。这里是各种钙化沉积结构的混合场，可在导游的带领下进去参观，现在只可远远观望。 国王厅局部（上图） 紧邻国王厅的是"Queen's Chamber"，皇后宫 （上图 也是各种各样的组合 )。自我感觉不太像后宫，反而更有万邦来朝的气氛。 "Green Lake" 和 "Mirror Lake" (绿湖／镜湖)。溶洞内很小的一片水域，颜色应该是翠绿的，现在看不到。镜湖比较贴切些。据介绍，水面漂浮着如祥云般的图案是自然形成的，感觉却很不真实(上图右上左)。 镜湖倒影。 "Crystal Spring Dome" (上图)，非常漂亮的石柱。工作人员介绍说这个巨型的碳酸钙沉积柱是目前洞穴内唯一活着的石柱，仍在继续生长。石柱通体洁白、湿润，可见到不断有水珠从柱身滴落。

黑洞（上图），深不可测不知通往何处？在此，真心敬佩那些勇敢的洞穴探险者们，勇气可嘉。

"Doll's theater"，玩偶剧场 （上图）。巨室中的小洞穴，钙化沉积过程中，钟乳石与石柱上下衔接溶合成一个整体，奇异、虚幻、不可思议⋯ "Pained Grotto"，痛苦的石窟 （上图）。洞内的钟乳石有些已与石柱连接，但大部分还处于悬垂状态中。 "Chinese Theater" ，中国剧场（ 上图 ）。 这里是徒步路线的终结处（上图，通往休息厅的小径）。深达地下200多米的休息大厅建的非常棒，出乎意料地宽敞舒适，咖啡厅、洗手间等服务设施一应俱全，垂直式升降电梯也位于这里。

新墨西哥州南部的特殊地质地貌的确十分少见，这也是该州最有意思的国家公园，若感兴趣可以前往。虽然白沙漠因为邻近的导弹试射场而没被接受为世界自然保护遗产，但它自身存在的价值已不用过多去判定。