诗词中的地质学 | “咬定青山不放松，立根原在破岩中”——岩石风化与植物的地质互动

清代“扬州八怪”之首郑板桥，以画竹闻名于世。他的一首《竹石》传唱至今：咬定青山不放松，立根原在破岩中。千磨万击还坚劲，任尔东西南北风。这首咏竹诗从文学的角度赞美了竹子刚正不阿、顽强抗争的精神，但如果我们拿起地质学的透视镜就会发现这“咬定青山”背后的科学奥秘。

 

 

 

诗中写道“立根原在破岩中”。在地质学家眼中，“破岩”通常指节理发育、裂隙丛生的岩石。在地质作用下，岩石受力发生破裂，形成了没有明显位移的裂缝，这就是节理。

为什么竹子偏爱“破岩”？

完整的基岩致密坚硬，根系难以穿透，而“破岩”中的裂隙，为根系提供了天然的生长通道。根系在岩石裂隙中延伸，寻找土壤和水分，这种环境虽然艰苦，却避开了与其他植物在肥沃土壤层的激烈竞争。所以，竹子的“立根”是一次精准的地质构造选址，它利用了岩石的构造裂隙，将根系“楔入”大地深处。

 

 

“咬定”极具力量感，在地质学中，这种力量也称“根劈作用”，它是生物风化的一种重要形式。根系在生长中会分泌有机酸，缓慢溶解岩石中的矿物质，同时根系膨胀对岩石裂隙产生挤压，加速岩石破碎，这是一个漫长的地质过程。“根劈作用”是地表岩石风化的重要力量，是生物以柔克刚、改造岩石形态的壮丽过程，将坚硬的岩石逐渐分解为土壤，为植物生长提供养分，形成“岩石风化—土壤形成—植物生长”的地质生态循环。

 

 

 

“千磨万击还坚劲，任尔东西南北风。”这句诗描绘了竹子在“风荷载”作用下的稳定性。“风荷载”是指空气流动对工程结构产生的压力，其大小与风速的平方成正比。这意味着风速加倍，风力会变为四倍。这其中蕴含着深刻的岩石力学原理。

 

竹子的根系通过地下茎形成了庞大的网状结构，在“破岩”中，根系深入裂隙，就像钢筋混凝土中的“钢筋”，将破碎的岩块紧紧串联在一起。这种机制在工程地质上被称为锚固作用。它极大地提高了边坡的稳定性，防止岩石崩塌和滑坡。

 

竹子中空有节，结构轻巧且具有极高的韧性。当狂风吹袭时，竹竿弯曲变形，将风的动能转化为自身的弹性势能，避免了硬碰硬导致的折断。这种结构在现代仿生学和建筑抗震设计中都有应用。

 

 

当你看到峭壁上的青竹等植物时，不妨想一想：这不仅仅是一株顽强的植物，更是一位在岩石缝隙中通过“根劈作用”开疆拓土的地质工程师。它用无声的语言，向我们演示着生命与岩石之间亿万年的博弈与共生。一句古诗，半部地质简史，岩石塑造山峦，生命改造岩石，风雨雕琢地貌，三者相依，才有眼前的青山常绿、大地常青。

 

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编辑：张希阳

校对：张     凡

审核：陈   萍

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