洞穴酒店設(shè)計(jì)的洞穴是如何構(gòu)成的?

　　水滴石穿的原因不止一個(gè)，有些是由物理變化構(gòu)成的，有些是由化學(xué)變化構(gòu)成的。

　　沉船積聚的一個(gè)原因是水從高處滴落，沖擊力比較大，沖擊力給石頭帶來磨損。水滴日復(fù)一日，年復(fù)一年，石頭一滴一滴地磨損。這個(gè)過程是物理變化，但是石頭的形狀變了，沒有新的物質(zhì)。

　　沉船積聚的另一個(gè)原因是空氣中二氧化碳和水的共同作用。二氧化碳溶于水產(chǎn)生碳酸，所以水滴實(shí)際上是一種弱酸性碳酸溶液。當(dāng)水滴落在石灰石、大理石等石塊上時(shí)，碳酸會(huì)與石塊中的主要成分碳酸鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生可溶于水的碳酸氫鈣，使石塊慢慢溶解并流失。洞穴現(xiàn)象就是沉船積聚的典型例子。這種現(xiàn)象大家都很熟悉，就不多說了。另一個(gè)原因是酸雨腐蝕。

　　洞穴給人以神秘、夢(mèng)幻的色彩，千姿百態(tài)的鐘乳石。﹑石筍﹑石簾和石花給人一種美麗的感覺。令人驚訝的是，他們正在悄悄地游走，長(zhǎng)高變小，但生物學(xué)已經(jīng)否認(rèn)鐘乳石是生物學(xué)的問題。今天，我想評(píng)論不同的觀點(diǎn)。從化學(xué)角度分析鐘乳石的不斷變化和不同姿勢(shì)的構(gòu)成，破解洞穴的構(gòu)成。

　　石灰?guī)r在洞穴中形成乳石，其性質(zhì)與大理石、石灰石相似，主要成分為碳酸鈣(CaCO3)，而鐘乳石一系列變化的原因來自于主要成分碳酸鈣的一系列變化。

　　因此，我們必須探索溶洞酒店設(shè)計(jì)中碳酸鈣的性質(zhì)。

　　碳酸鈣有這樣一種特性：當(dāng)它遇到溶解二氧化碳的水時(shí)，就會(huì)變成可溶性碳酸氫鈣。[Ca(HCO3)2]它的化學(xué)反應(yīng)是：CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2

　　如果溶解碳酸氫鈣的水在受熱或受壓時(shí)突然變小，溶解在水中的碳酸氫鈣就會(huì)分化，再次變成碳酸鈣沉積，二氧化碳一起釋放:Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O

　　可以看出，洞穴中各種現(xiàn)象的構(gòu)成是遵循這兩種反應(yīng)的。CaCO3在兩個(gè)反應(yīng)中分化和分離，上述反應(yīng)不斷發(fā)生，構(gòu)成了洞穴中各種獨(dú)特的乳石。

　　看過洞穴的人不難發(fā)現(xiàn)，乳石是相互依存的，上面的圖片不一樣，很有層次感，像層層云朵。如果只考慮上面提到的兩個(gè)反應(yīng)，這種現(xiàn)象是無法解釋的。

　　接下來，在提出的兩種反應(yīng)的基礎(chǔ)上，我們來討論一下乳石是如何層層疊疊的，不同圖片的效果是如何形成的。雕刻這幅畫的主人是石灰石地區(qū)長(zhǎng)期地下腐蝕的結(jié)果。

　　石灰?guī)r中不溶性碳酸鈣可以通過水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為微溶性碳酸氫鈣。由于石灰?guī)r層各部分含有不同的石灰質(zhì)，腐蝕程度不同(即參與反應(yīng)的CaCO3量不同)，逐漸溶解分割成相互不依賴、陡峭美麗、層層疊疊的山峰和獨(dú)特的洞穴。比如世界上的桂林巖洞和北京石花洞，就是由于水和二氧化碳腐蝕緩慢而發(fā)明的創(chuàng)作。

　　在不同的情況下，仍然遵循兩種反應(yīng)，只溶解碳酸氫鈣的水。當(dāng)從洞頂?shù)蔚蕉吹讜r(shí)，二氧化碳的溶解度會(huì)因水分蒸發(fā)或壓力降低和溫度變化而分離碳酸鈣沉積。

　　經(jīng)過幾千萬年的積累，這些積累逐漸形成了鐘乳石、石筍等。如果溶解碳酸氫鈣的水從洞頂?shù)温?，分離出來的碳酸鈣會(huì)隨著水分和二氧化碳的蒸發(fā)而積累成石簾和石花。如果洞頂?shù)溺娙槭c地上的石筍相連，就會(huì)形成獨(dú)特的石柱。

　　綜上所述，CaCO3在石灰?guī)r中的不斷反應(yīng)和溶解，以及水和二氧化碳的緩慢腐蝕以及外部環(huán)境提供的不同反應(yīng)條件，都共同創(chuàng)造了一個(gè)美麗的洞穴奇觀。