洞穴裡的鐘乳石和石筍背後有一些複雜的化學物質。

鐘乳石和石筍裝點着世界各地的洞穴。鐘乳石從頂端垂下來，石筍從地面上升起。它們的生長速度令人難以置信地緩慢，有些非常古老，甚至早于現代人類。

當滴水接觸到洞穴空氣時，這些牙齒狀的岩層就會生長。水攜帶着溶解的礦物質，這些礦物質是從地球表面攜帶而來的。當它穿過洞穴時，會留下微小的礦物痕迹，一滴一滴地形成每一個鐘乳石。

鐘乳石是什麼形狀的?

大多數鐘乳石是錐形的:頂部很厚，底部逐漸變細。但有些是空洞的。這些鐘乳石形狀像稻草，當水從中心流下時就會生長。随着每一滴水滴的蒸發，它會在管子底部留下另一層礦物質外殼。

洞穴裡的吸管非常脆弱，輕輕一碰就會碎，在陳腐的洞穴裡難以找到。

有些吸管狀的鐘乳石似乎能抵抗地心引力。這些結構被稱為斜螺旋，具有向各個方向傾斜的扭轉、馬刺和節。科學家們不确定它們是如何形成的，但他們認為這可能是表面張力作用和風的結合。

通過洞穴的氣流的微小變化，或者生長中的鐘乳石中晶體方向的微小變化，都能把微小的水滴吸引到新的方向上。它們不會在重力作用下滴落在地面上，而是向一側甚至向上移動，在移動的過程中将礦物質留在了地面上。

鐘乳石和石筍含有什麼?

每一滴水都含有溶解的石灰石顆粒。它們在空中撞擊時會變硬。

據英國皇家化學學會稱，你在洞穴中看到的大部分鐘乳石是由碳酸鈣制成的。它形成兩種主要類型的晶體: 方解石和文石。它們的化學式是CaCO3。

由于這個原因，鐘乳石往往隻出現在周圍岩石含有鈣石灰岩或白雲石的洞穴中。

鐘乳石還可以攜帶其他化學物質，這使它們具有不同的顔色和紋理。這些化學物質包括碳酸鹽、硫化物，甚至蛋白石。

石灰岩洞穴中既有鐘乳石，也有石筍。這些結構生長在地面上，有一個厚實的底部和一個朝向洞穴天花闆的點。有些是扁平的，像煎雞蛋，而另一些則又長又細，像掃帚。

石筍通常生長在鐘乳石的正下方，吸收掉濺到洞穴地面上的水滴中的任何礦物質。然而，這兩種類型的洞穴裝飾并不總是成對出現: 任何一種都可以單獨出現。

其他洞穴特性

石灰岩洞穴也可以包含其他種類的洞穴裝飾。鐘乳石和石筍都是滴水石，因為它們是由滴水形成的。但你也可能看到流石和洞穴爆米花。

當水從岩壁上湧下來時，流石就會呈片狀出現。它們看起來像鐘乳石的窗簾，像被時間凍結的瀑布挂在一起。有時流石含有水留下的礦物的顔色層，因此它們被稱為“洞穴培根”。

洞穴爆米花是水從岩石的氣孔中流出，形成像漿果一樣的凸起和塊狀物。

這個岩洞牆上的凸起物叫做岩洞爆米花。

石灰岩鐘乳石的化學性質

當雨水從石灰岩中滴下時，鐘乳石和石筍就形成了。在這一過程中，它會從空氣中吸收二氧化碳，從它流經的任何有機物中吸收二氧化碳。二氧化碳和水反應生成一種弱酸，叫做碳酸。這種酸可以溶解石灰石，與方解石發生反應，并将其吸入水中，形成碳酸氫鈣。

當水滴進洞穴時，又與空氣接觸。在那裡，它釋放二氧化碳，鈣從溶液中出來，再次形成岩石般堅硬的方解石。

奇怪的鐘乳石

你知道石筍和鐘乳石并不都是在洞穴裡發現的嗎?你可以在混凝土建築下看到它們，在熔岩管中，甚至在冬天，它們懸挂在你的車庫旁邊。這是因為石筍和鐘乳石并不總是由石灰岩構成的。

冰鐘乳石可能是最常見的鐘乳石。它們是在溫度低到足以讓水結冰，但陽光充足時再次融化的時候形成的。融化的水向地面滴流，在到達地面之前再次凍結。

來自劍橋大學和亞利桑那大學的科學家們利用照片、數學和物理學來研究為什麼冰柱是尖尖的。他們注意到，當水往下滴時，它們混合在一起形成了一層薄膜。這片薄膜釋放熱量，在冰柱周圍形成一個溫暖的空氣袋。暖空氣上升，這意味着冰柱底部的水結冰速度加快，使得冰柱頂端變長變薄。

墨西哥Nohoch Nah Chich——這些鐘乳石和石筍構成了世界上最長的水下洞穴系統的一部分。

根據英國皇家化學學會的研究，你可能在日常生活中看到的另一種鐘乳石是混凝土鐘乳石。你可以在停車場甚至你家的管道上找到它們。混凝土含有氧化鈣，當堿性液體通過時，氧化鈣就會溶解。當這種液體接觸到空氣時，鈣從溶液中出來，形成一種叫做方解石的堅硬物質。如果滴得足夠快，方解石石筍也會開始形成。

其他奇怪的鐘乳石就更難找到。熔岩鐘乳石形成于被稱為熔岩管的隧道中，熔岩管攜帶着地球下面的熔融岩石。當熔岩管的頂部開始冷卻時，它會有一層表皮，有點像一碗奶油凍。下面，熾熱的氣體不斷膨脹，擠壓皮膚并将其拉伸，形成空心管，硬化成堅硬的岩石。

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