岩石帝国:利用雷射扫描仪以前所未见的方式一览中国的巨大洞穴

摄影师的灯光照亮苗厅里碧绿的格凸河,苗厅被认为是世界上面积第二大的洞室。

摄影师的灯光照亮苗厅里碧绿的格凸河,苗厅被认为是世界上面积第二大的洞室。

位于昆明附近的石林由侵蚀及溶解的石灰岩所构成,是个迷宫般的世界。早期的访客为某些石头取了名字,例如「犀牛望月」、「咏梅石」等等。

位于昆明附近的石林由侵蚀及溶解的石灰岩所构成,是个迷宫般的世界。早期的访客为某些石头取了名字,例如「犀牛望月」、「咏梅石」等等。

西达.莱特、马特.席格与哈灵顿攀上恩施大峡谷的石灰岩峰。

西达.莱特、马特.席格与哈灵顿攀上恩施大峡谷的石灰岩峰。

20年前,当外国攀岩者和探洞者开始造访附近的喀斯特地形时,桂林阳朔还是个静谧的村庄。如今国内游客人数已经远远超越了外国访客。

20年前,当外国攀岩者和探洞者开始造访附近的喀斯特地形时,桂林阳朔还是个静谧的村庄。如今国内游客人数已经远远超越了外国访客。

在年雨量超过127公分的贵州南部,由英国人领军的探勘队成员于前往地潭大厅途中在一座地下湖边驻足。随着雨水来来去去,这座湖也是时有时无。

在年雨量超过127公分的贵州南部,由英国人领军的探勘队成员于前往地潭大厅途中在一座地下湖边驻足。随着雨水来来去去,这座湖也是时有时无。

坡心河从地底涌现,一名船夫带领游客顺流而下。这条河属于一个广大的地质公园,610公尺深的塌陷坑「大石围天坑」也在园区内。

坡心河从地底涌现,一名船夫带领游客顺流而下。这条河属于一个广大的地质公园,610公尺深的塌陷坑「大石围天坑」也在园区内。

从巨大的苗厅往上走,有21个苗族家庭以洞穴为家。老人家说,他们最初会来到这里是因为有稳定的水源。如今这个洞穴内有一座篮球场,且直到不久前也还有一间学校。

从巨大的苗厅往上走,有21个苗族家庭以洞穴为家。老人家说,他们最初会来到这里是因为有稳定的水源。如今这个洞穴内有一座篮球场,且直到不久前也还有一间学校。

黄昏时分,席格和莱特从紫云格凸河穿洞国家级风景旅游区的大穿洞垂降而下。有一座新的透明电梯可以将访客载到穿洞底部。 「中国人做事的方式就是不一样,」莱特说。 Ph

黄昏时分,席格和莱特从紫云格凸河穿洞国家级风景旅游区的大穿洞垂降而下。有一座新的透明电梯可以将访客载到穿洞底部。 「中国人做事的方式就是不一样,」莱特说。 Photographs by Carsten Peter

(神秘的地球报道)据美国国家地理:在中国数一数二、也是全世界数一数二大的洞穴内,我们蹲伏在泥巴地上,只听得见自己的呼吸声,以及远处传来的滴、滴、滴的水声。眼前只看得见一片空无。接着,我们把目光转向连接到雷射扫描仪的笔电萤幕,红玫瑰洞便呈现眼前。为了避免被雷射光束照到,我们蹲伏在干裂的泥巴地上,但萤幕上的画面带我们飘浮到了290公尺高、宛如大教堂拱顶的洞顶。我们在一座湖泊上方盘旋,然后降落在湖的对岸。

「真像『Google地球』,」我说。

「像《骇客任务》,」负责操作笔电的萨丁尼亚地球科学家丹妮叶拉.潘尼说。

这座洞穴的数位影像比现实中的样子还要真实。现实中的洞穴是很暗的。阴暗无比。在大型的洞室里,就算使用比传统乙炔灯亮好几倍的现代LED头灯,也还是只能看到前方或上方50公尺左右的地方,很难再看得更远。即便是最明亮的光线,碰到雾气或空无也没辙。想看见更多是很自然的事。

就是因为想看见更多,安迪.伊维斯才会在30多年前来到中国南方。这个在当年仍相当封闭的国家拥有全世界最密集、名为「喀斯特地形」的奇异地貌:包括渗穴、石塔、石林,以及数个世纪以来因为雨水溶掉了可溶的基岩(通常是石灰岩)而形成又消失的河流。这片苍翠山景正是经常出现在中国传统水墨画里的经典景致,而藏在底下的,则是全世界数量最密集、尚未被记录的洞穴。

也是因为如此,伊维斯才会又一次来到中国,而这一回,他早已磨损的探洞背包里塞满了新的笔电和电池,以及一台价值超过10万美元、租来的3D雷射扫描仪。在洞穴里,科技可以捕捉人眼看不到的事物。他计画在至少三个全世界最大的洞室内待一个月,打开扫描仪​​,为它们进行史无前例的精确测量。

伊维斯是个六十好几、满头白发的英国人,常有人说他发现的土地比现在还在世的任何人都多。他带领的探勘队伍已经记录了530公里的新洞穴通道,而且还在增加中。 「这就是我探洞的原因,」他说。 「为了探索。在探洞的领域,你有机会成为第一人。假如还有哪个国家、哪个大陆是没人探索过的,我就会去。」

现任英国探洞协会主席的伊维斯于1982年首次来到中国。当时他刚在印尼结束探勘,回程途中短暂造访了中国的喀斯特地形之乡,也就是气候潮湿的桂林市。当时,广西这座尖峰环绕的城市以及附近地区完全是另一番面貌:脚踏车很多、汽车很少,农民穿着蓝色工作服,外国人身边总有地陪跟着。伊维斯和伙伴略过了大部分的观光行程,为的是跟中国地质科学院岩溶地质研究所的官员会面,如此建立起来的关系促使了中英两国的探洞专家在接下来30年里深入石灰岩洞。他们发现洞穴的速度几乎跟中国那些年间的转变同样快速而惊人。

这一次,伊维斯与十位国际探洞专家一起来到桂林。抵达时,迎接我们的是一座人口暴增到将近100万的城市,充斥着计程车与机车的声响。这个新中国拥有高速公路和豪华商场,山峰被变成了矿场以供应迅速繁荣的经济,这样的转变叫人惊奇,对团队中的两位成员来说尤其如此。理查.华特斯和彼得.史马特曾在1985与86年跟随伊维斯来到桂林,他们的那一次探勘为开创性的「中国探洞项目」后来的二十几次探勘揭开了序幕。自那之后,他俩就没再回过中国。

华特斯是电信投资业者,他将协助潘尼操作扫描仪。潘尼过去曾经发现地中海的二战沉船,也曾在故乡萨丁尼亚的洞穴中协助太空人进行训练。史马特是知名的喀斯特地形科学家,2009年从布里斯托大学退休,蓄着很有教授样子的胡子,眼镜永远都戴得歪歪的。雷射扫描仪这项创新发明让他很兴奋,因为若是没有它,「探洞就好像透过一面黑玻璃在看东西」。尽管中国的改变这么大,但当我们由桂林往西朝最大的洞室前进时,却发现史马特对于这片地貌的精辟描述还是很贴切。 「从上面看下来就像个蛋盒,」他说。

我们打​​算扫描的第一个洞是红玫瑰洞,专家相信它的面积大约有八个足球场那么大。在探洞人士之间流传的一份2012年世界已知最大洞室名单上,红玫瑰排名第八,屈居马来西亚、西班牙、阿曼、贝里斯与中国其他地区的洞穴之后,而我们透过3D扫描所希望找出的答案,则是就体积而言它排名第几。在这次探勘的初期阶段,我们的据点并不是某个位于地下的营地,而是乐业的一家老旧大型旅馆,中国探洞项目的成员初次造访此地时,这里只有5000名居民。如今这里的人口已经增加了好几倍,每年还有超过16万名观光客前来造访附近的大石围天坑,那是一个宽和深都是610公尺的渗穴,岩溶地质研究所的科学家于1998年首次发现它,中国探洞项目两年后便到此探勘。当地博物馆还展示着一张伊维斯的照片。

每天要前往红玫瑰洞时,我们会先开车到离镇上不远的一处停车场,在那里穿上连身服、戴上安全带、头盔和头灯,然后走个一两分钟,来到树木林立的山坡上一处不起眼的开口。走过一座农人用来收集洞顶落下雨水的混凝土储水槽之后,洞穴立刻变得更冷、更陡、更暗。不久我们就进入了另一个世界。

队上最有经验的两名探洞专家提姆.艾伦与马克.理查森已经架设好两条短短的垂降绳,长度分别大约是5公尺和15公尺。除此之外,我们都是采步行的方式前进。在我第一次探洞时,有将近一个小时,我都跟着提姆的太太珍.艾伦(也是一位探洞专家)沿着阶梯般的一连串水池往下走,池子在我们头灯的照耀下闪闪发光,然后进入一条管状通道,通道的地面看起来像一条泥巴河,有时走起来也确实泥泞不堪。

进入红玫瑰洞时,我既目眩神迷,又有种熟悉感。我看得出来它很大,因为我根本看不到什么;我的灯光不再从洞顶或洞壁反射回来。尘埃微粒悬浮在空气中,因为连风也吹不进这里。地上有一块砂石车大小的巨石,想必是从某个高得夸张的地方掉落的,撞击坑周围有一圈圈喷溅出去的泥巴;我们团队将它取名为「陨石」。在洞穴不知道有多遥远的另一端,某个人的头灯光线上下跳动。等到我开始攀爬一条碎石坡时,才觉得这经验似乎很熟悉。这座斜坡这么大,我爬得这么慢,地面如此崎岖不平,感觉就像在没有星光的夜晚爬山。

由于洞穴的形状不规则,有时很难判定每个洞室的尽头在哪里,也很难画出界线。要怎么样才称得上是一个洞室,哪些又只能算是通道呢?探险队成员针对这个语意上的问题不断辩论,因为如果探洞者无法得出一致的定义,那么3D扫描的最终目标之一(将世上最大的洞室依照体积排名)就不可能达成了。

目前已知的最大洞室是马来西亚的砂拉越洞,伊维斯和其他两人在1980年发现了它,并在2011年协助扫描。它的体积估计为957万立方公尺,大约相当于12个小巨蛋。关于定义的问题,我这外行人的答案是:没有人会为了一个地方究竟是正厅还是玄关而争论,你看到自然会知道。在洞穴的例子中,你没办法看到全貌,但你会知道:那空荡荡的空间感是错不了的。没有一个探洞专家对我这答案感到满意。

我追上扫描小组的时候,他们已经抵达「陨石」附近的干泥地,不远处就是湖岸以及一面陡峭的石灰岩壁,沿着它往上就是高不可见的洞顶。这是红玫瑰洞的17座扫描站之一。

扫描仪会发出雷射脉冲,测量它们反射回来所需的时间。距离可以很容易根据光速计算出来。我们使用的机型是Riegl VZ-400,平常用于建筑、工程、采矿,现在则首度用于探洞。它是个金属圆柱体,约有一个人头大、重9.5公斤,不包含两颗4公斤重的电池,也不含脚架、笔电与传输线。运转时,它架设在人眼的高度,在610公尺的最大半径内进行360度扫描,每秒进行多达12万2000次测量。

架设扫描站时,华特斯用口袋型水平仪确定脚架放正了、用罗盘为扫描器定位,然后从防水套中取出一台17吋的新笔电交给潘尼,潘尼就这么抱着电脑坐在淤泥中。伊维斯站在附近。他们把一条网路线接到笔电上,按下雷射扫描仪的按钮,扫描器一下子动了起来,头静静地转动,全队的人似乎都屏住了气息。

三分钟后,扫描结果显示在潘尼的笔电上。画面是黑白的,而且解析度很低,但却很惊人。我们蹲在黑暗的泥巴地上盯着明亮的萤幕看,潘尼则带着我们在这个虚拟洞穴中飞行――这时我终于看出自己身在何方。这是种灵魂出窍般的体验。

探勘队继续前往另外两个巨大洞室――苗厅以及地潭大厅,这时我们才想起红玫瑰洞在中国之所以是个异数,不只是因为它的大小而已。外国探洞者在2001年首度探索这个洞室,在那之前,这里没有任何人类足迹――或许是因为洞口的两座悬崖让当地人望而却步。中国南部许多洞穴的人类活动历史至少可以回溯到2000年前的秦汉时代。取自石笋及缘石池的某些材料也被古代人用于入药;洞室成为祈愿的地方。即便到了今日,农民也还是会在洞穴入口储存与风干粮食。

前往红玫瑰洞途中,我们曾在凤山停留,此地位在桂林西边八小时车程的地方,是占地930平方公里、新成立的乐业–凤山地质公园的一部分。这里有一个名叫「穿龙岩」的大型洞穴,里面有一条双线道路、一间天然洞穴博物馆,以及一座洞天剧场。

法国探洞者尚.包塔齐、伊维斯和史马特把当地洞穴的概略扫描图拿给凤山的一位地方官员看。他马上就想知道他们能不能判断洞穴的哪些区段结构不稳定。伊维斯在探洞方面能够这么成功,有一个重要原因是他很擅长与官方交涉,他立刻就明白了对方务实的盘算。 「当然可以,」他说。史马特则补充:「你们可以用绳子把危险区域隔离起来,这样观光客就会留在安全的地方。」大家心里想的都是喀斯特地区的观光热潮:中国逐渐扩大的中产阶级以及对传统风景的怀旧之情,正是这场热潮背后的动力。

在凤山,我们也看到许多人全家穿着橘色救生衣,由船夫撑篙带他们沿着水蓝色的河流而上,行经低矮洞穴内的钟乳石时,他们就兴奋地大叫。往北十小时车程的地方是紫云格凸河穿洞国家级风景旅游区,已经开始吸引攀岩爱好者。我们从乐业和红玫瑰洞抵达时,工人正在燕子洞的高耸岩壁上开凿观光步道,之所以取名燕子洞是因为有燕子在这些岩壁上筑巢。步道通往一座新电梯。我们在格凸扫描了被视为世界面积第二大的洞室「苗厅」,它有19座足球场那么大。

从格凸开车往南到最后一个扫描目标「地潭大厅」之前,探险队的美国成员麦克.华纳想弄清楚我们究竟在这里做什么。他指出,我们造访的每一个洞室先前都已经有人去过,即使不是探洞者,也有农民去过――所以这并不是发现。 「探索就是首次记录一件事物,」华纳最后这么说服自己。 「而雷射扫描是目前为止记录洞穴的最佳方式。」

对刚萌芽的地下雷射扫描技术而言,地潭是再完美不过的洞穴。巨大的洞室中央,布满池子的碎石斜坡一路向上攀升,抵达顶上一对15公尺高的石笋,就坐落在一座地下山的山巅。把扫描仪放在右边那根大石笋顶端,只要360度扫一次,整个地潭大厅就几乎尽收眼底――大约有5公顷,比红玫瑰稍大。过了这个高点还有更多石笋,看上去像极了一个有利齿的鳄鱼头,此外还有一座地下湖泊,但它就在我们停留期间干掉了,变成布满裂痕的泥床。

当大家灰头土脸、疲惫不堪地回到地面时,我们以为这次探勘已经结束。但在飞回家的前一天,伊维斯为我们准备了一个惊喜:乘船沿着桂林的首要景点漓江游览喀斯特地形,途中在一个由他的团队于1985年首度勘查的洞穴停留。他曾在1982年游江,当时河上还只有几十艘船。现在每天可能有几百艘,每艘都载着上百名观光客,还有数以千计的人涌进冠岩风景区。

漓江依旧美丽,但在造访过地潭大厅之后,冠岩让人感觉很不对。游客每20人一组被赶进洞,每一组都跟着一个导游,每个导游手里都拿着麦克风和廉价手提扩音机,扯着嗓门大嚷,好盖过其他导游的声音。洞穴里,石笋和水池被打上俗气的绿色、红色、紫色灯光。洞穴里有步道和扶手,某些洞室还有贩卖廉价纪念品的摊位。洞内某处还有部透明电梯。我们的导游催促我们排队搭乘地下火车,这列火车会载我们去排队搭船游地下河,船则会带我们行经地下云霄飞车、越过地下河上的桥梁。

伊维斯落在队伍后面拼命拍照。他曾经独自一人探索冠岩,像个真正的探险家一样发现不为人知的通道、为洞穴绘制地图。如今却面对这般景象。 「你会觉得错乱吗?」我问他。

「不会啊,」他说。此时观光客也拿出了相机,记录冠岩在人工照明下可以看到的一切――也算是一种探索。对伊维斯而言,这是世上再自然也不过的事了。


撰文:麦肯齐.芬克 McKenzie Funk

摄影:卡斯坦.彼得 Carsten Peter





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