天坑には原始的な生物はいますか？

山克強

人間は常に未知のものに対して好奇心を持っています。天坑、特に世界クラスの超天坑は、そびえ立つ断崖によって隔絶されており、豊富な植物資源が保存されています。では、天坑とは何でしょうか?それはどのように形成されたのでしょうか?そこには原始的な生き物がいるのでしょうか？

我が国の南西部に発達した典型的なカルスト地形（カルスト地形とも呼ばれる）は、美しい桂林の景観を形成しただけでなく、天坑という新たなカルスト地形を形成しました。 2000年、広西チワン族自治区で世界最大の天坑群が発見され、そのうち最大のものが大世尾天坑である。天坑は垂直の岩壁に囲まれており、井戸のような形をしています。坑口は東西に600メートルの長さがあり、深さは613メートルです。世界最大の天坑は、重慶市奉街にある小寨天坑である。開口部の直径は622メートル、深さは666.2メートルで、エッフェル塔2つを積み重ねた高さとほぼ同じです。

天坑はカルスト地形として、実に古くから記録に残されています。重慶市奉街では、地元の人々はそれを天坑と呼んでいます。その他、石尾、石源、龍崗、延湾などの名前もあります。この特殊なカルスト地形は、過去に発見された例が少ないため、大規模な崩壊漏斗の特殊なケースとして研究されることが多い。我が国南西部で天坑が次々と発見されるにつれ、この特殊なカルスト地形は徐々に世界的意義を獲得してきました。 2003年、カルスト地質学者の朱学文教授は著書『広西楽野大世衛天坑群の発見、探査、定義と研究』の中で天坑の完全な理論体系を確立し、天坑を典型的なカルスト地形として大崩壊漏斗から区別しました。

現在、世界には300以上の天坑が確認されており、そのうち270は中国にあります。中国はまさに「天坑の国」です。天坑は炭酸塩岩の洞窟ホールの進化によって形成された地形です。坑口の長さ及び深さが100メートル以上、又は容積が100立方メートル以上であること。四方すべて、あるいは大部分が険しい崖で構成されている。その底は現在、あるいはかつては地下の川の洞窟とつながっています。地球表面で最も壮観なカルスト地形として知られています。

坑道の入り口と底部の地下河を除いて、天坑は外部とつながっています。天坑は高さが非常に高く、断崖が閉じているため、比較的閉鎖的な自然環境を形成し、外界からの自然および人為的な干渉を最小限に抑えています。天坑の底の植物群落には、古代の植物種が数多く残っています。天坑が進化するにつれて、いくつかの新しい樹種が天坑に広がり続けるでしょう。そのため、天坑植物群落は古代の残存樹種と現代の樹種が混在する特徴を示しています。

天坑の形成初期には、内部空間は逆さまの漏斗のような形をしていた。洞窟ホールに天窓が現れると、日光が洞窟ホールに入り始め、天坑世界全体が一瞬にして活発になりました。さまざまな植物の種子、粉末、さらには植物全体が天坑に散布されます。しかし、地下やつばめのつながりが狭く、内部の光の当たる面積が小さく、天坑の内部温度が低く、空気が湿っていて、土壌が薄く、岩が露出しているため、植物が生育しにくいのです。この段階では、天坑植物は主に苔類の群落であり、湿った暗い土壌、岩の表面、岩の割れ目に生育し、多量の腐植を形成して土壌の肥沃度を高めます。

空が開け、光のレベルが上がり、気温が上昇するにつれて、シダが出現し始め、苔に取って代わりました。

苔は天坑内の暗い部分に移動します。シダ植物が大量に出現したことで、天坑底の土壌の腐植含有量と厚さが増加し、菌類植物群落に階段草が出現し始め、より多くのソテツが生き残りました。湿気と高温の環境を好む被子植物。小さな種子から人の腕ほどの大きさの木が育ちます。早い時期に天坑に侵入した大型植物は、日光と土壌の性質上、生存が困難でした。数千年、あるいは数千万年にわたる進化を経て、天坑の口はさらに広がり、その面積は徐々に天坑の底の面積に近づいてきました。天坑はバケツ型に進化し、進化の中期段階に入った。

セノーテを囲む崖は光が増え、気温も高くなるため、冬の冷たい空気がセノーテに入りにくくなります。天坑の底にある地下河川は豊富な水を供給し、大量の砂、土、緑石も天坑に流入します。初期段階から田坑底部の植物を継続的に栽培することで、肥沃な土壌が形成されます。この種の環境調整は、植物、特に大型植物の成長に非常に適しています。低木、オークなどの草本樹木、さらには中国のヒイラギも大量に繁茂し始め、上層に高木、中層に小木と低木、下層に草本がある天坑林構造を形成します。

現代の地殻変動による気候変動、伸張による断片化、カルスト地形の石墨化を背景に、天坑は生物の避難場所となっている。外の世界では数メートルの高さにしか成長しないドンヤシの木も、田坑では20センチメートルまで成長し、オークの綿の木は50センチメートルまで成長することもあります。

天坑の坑口が拡大し続けるにつれ、天坑を取り囲む険しい崖が崩れ続け、坑底は崩れた岩石によって継続的に隆起し、その底の地下河川を塞いだ。坑口の面積が坑底の面積を超え、漏斗状の形状に進化しました。天坑は退化し始め、進化の後期段階に入った。周囲の崖が冬の寒風を遮る能力が徐々に弱まり、内部の環境は乾燥して寒くなり、次第に湿潤高温の微環境の特徴を失っていった。多くの熱帯植物は、寒冷な環境に適応した落葉樹種に置き換えられました。

植物に加えて、天坑には多数の昆虫も生息しています。天坑林は形成されているものの、環境が狭いため、比較的孤立した生物学的島を構成している。ほとんどの天坑の底には動物はほとんどいませんが、探検中に最もよく見られるのは、空飛ぶ猫としても知られる赤と白のムササビです。しかし、この空飛ぶ動物でさえ、陥没穴の底で生き残るのは難しいだろう。天坑の上の急峻な崖、特に雄大な天坑の頂上は、コウモリやツバメの理想的な生息地としてよく利用されています。

査読者: タオ・ニン、中国科学院生物物理研究所准研究員

この記事は、中国科学普及-星空プロジェクト（創造と栽培）によって作成されました。転載の際は出典を明記してください。