黄土高原的土或来自青藏

郭树人

编者导读

“我家住在黄土高坡，大风从坡上刮过。”黄土高原的黄土到底从哪儿来？真是大风刮来的吗？

日前，兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室聂军胜教授及协作者在《自然通讯》发表的研讨成果，对黄土高原的构成来源、黄河中下游泥沙的来源等做出了全新的解释，对黄河泥沙管理有参考价值。

先靠水搬然后靠风吹

“我国的黄土，连同沙漠、戈壁大致位于北纬35度至45度范围之内。中国黄土由粒级0.01至0.05毫米范围的粉砂组成，颜色从灰黄到黄红。”这是中国科学院院士刘东生先生曾在《中国的黄土微风尘堆积》一文中的表述。

我国关于黄土的研讨随着地质学的展开而展开，关于黄土的成因大致有以下两种：其一是“水成说”。约1840年至1870年期间，地质学家普遍以为黄土是水成的，属冲击、洪积或湖积、海积成因。有学者以为中国的黄土是大型淡水湖泊成因的。其二是“风成说”。在1870年以后，大气粉尘搬运，被以为是黄土的主要成因。国内外科学家普遍以为，黄土高原的黄土是从中国西北部戈壁沙漠吹过来的。

自此以后，学术界主流观念以为，黄土高原的主要物质来源是戈壁沙漠。

聂军胜和他的团队的研讨初次证明：黄河从青藏高原搬运来的堆积到银川河套地域的河湖相堆积，是黄土高原的一个重要物质来源。

“这跟近年来在沙漠地域钻探发现沙漠的构成年代在100万年相吻合。黄土高原中部最老黄土的年龄为800万年左右，显然不可能来自于沙漠戈壁。”聂军胜解释说，当时的黄土物质来自于山前冲洪积扇、干枯的河床和湖泊。800万至360万年前这段时间，黄土高原黄土最厚的中央都不超越100米，因而当时黄土高原范围很小，可能都不能称为黄土高原。

黄土高原堆积速率增加是从360万年前开端。首都师范大学王均平博士的研讨发现，这个时期银川河套地域曾经开端发育以河流相为主的河湖相堆积物。

“这支持了我们的观念，即黄河从青藏高原东北部把堆积物带到银川河套地域，然后，粗颗粒的物质被冬季风搬运到毛乌素沙漠西部，粉砂被冬季风搬运到毛乌素沙漠南部的黄土高原，由此黄土高原的范围和高度才大幅度增加，抵达了能够称为高原的范围。这种观念综合了‘水成说’和‘风成说’。”聂军胜表示。

为什么会呈现这种现象？聂军胜给出的解释是，这跟黄河流经地的地形有关。黄河上游分为高原峡谷段和堆积段。高原峡谷段的地形坡度较大，利于剥蚀不利于堆积，而进入到银川河套地域后地形坡度变小。这更有利于堆积，而不利于剥蚀，自但是然，就会构成堆积物堆积到这里。

黄河中游泥沙多来自自身土地

传统的理论以为，从高原、山脉剥蚀的物质，大部分被河流搬运到海洋并堆积下来。但是，这个假定能否成立，科学家对此讨论并未几。思索到黄河发源于青藏高原东北部，是目前世界上含沙量最大的河流，因而，聂军胜和他的团队以黄河为例对这一假定中止检验。

受地学界原有理论的影响，研讨团队起初在中止科学研讨项目设计时以为，黄河会把青藏高原的物质运输到海洋，因而当黄河上中下游物质的地球化学性质分歧的时间就是黄河构成的时间，由于黄河构成时间有较大的争论（从几千万年到几万年）。他们原来也是主要想处置这一争论的。

关于黄土与黄河的关系，学术界普遍以为，黄土高原的腐蚀为中游黄河提供了泥沙。“但实验结果完整相反。”聂军胜说，结果表明现代黄河上游物质跟黄土高原物质的地球化学特征十分相似，与现代黄河中游物质的地球化学特征有显著差别。

由于现代黄河可能受人类活动影响，所以他们又检查了古代黄河上游和中游堆积物地球化学性质，发现结果跟现代黄河分歧：黄河上游和中游物质具有显著不同的地球化学性质这一格局，至少从约1.5百万年前曾经开端。

很多科学家以为，黄河中游的泥沙主要来自于黄土高原的腐蚀。聂军胜说，“中游黄河物质的地球化学信号却跟黄土的有所不同。比较中游黄河基岩的地球化学性质，能够发现中游黄河的地球化学性质跟基岩相似，因而能够推断黄土水土流失对中游黄河的贡献，没有中游黄河下切从基岩剥蚀的物质的贡献量大。”

换句话说，黄河中游的泥沙，更多的不是来自黄土高原，而是来自对自身土地的冲刷。

黄河下游泥沙主要源于秦岭

关于黄河下游泥沙地球化学特征的研讨，令研讨团队进一步堕入深思：下游泥沙的地化特征跟中游不同反而跟上游分歧。他们研讨了中游黄河地形发现，中游固然以腐蚀为主但是中游末端地形起伏变缓，从而构成中游的堆积物大部分都在中游末端堆积。他们进一步发现黄河中下游泥沙地球化学性质呈现的差别，是从发源于秦岭的主流汇合后开端的，由此推断黄河下游的泥沙来源主要应该是来自秦岭山脉的腐蚀，而非来自青藏高原和黄土高原的腐蚀。

结构研讨表明，构成秦岭山脉和青藏高原东北部的岩石，都阅历过两期激烈结构蜕变过程，一期发作在古生代-中生代边疆约250百万年前；另一期发作在古生代早期约450百万年前，从而构成从两个地域剥蚀来的物质具有相似的地球化学性质。

“青藏高原剥蚀物质主要贮存于陆地而并没有被大河输送到海洋。”聂军胜以为，“这对了解海洋堆积物中记载的山地隆升剥蚀过程以及山地隆升剥蚀与晚重生代的气候变更关系有深远意义。”

依据聂军胜等人研讨的结果，黄河上游的泥沙主要来自于青藏高原东北部；黄河中游的泥沙主要来自于河流对下伏基岩的下切，黄土高原的水土流失也有一部分贡献；黄河下游泥沙的主要来源是秦岭山脉。

这就意味着该研讨结果关于黄河泥沙管理有参考价值。只需精确找到了黄河上中下游泥沙的源头，才能够有针对性地制定政策中止有目的的管理。

北半球冰期开端的重要驱动力

聂军胜研讨组还发现，从360万年到260万年前，东亚夏季风明显增强，大气二氧化碳浓度开端降低。东亚夏季风的增强可能促进了青藏高原东北部的剥蚀，为黄河的开端构成提供了驱动力。与此同时，剥蚀增强促进了化学风化和有机碳埋藏，构成大气二氧化碳浓度降低。由剥蚀增强惹起的亚洲大气粉尘含量增加招致下风向安定洋收到的粉尘通量增加，这会促进海洋藻类的生长，进而进一步降低大气二氧化碳浓度。这也能够看成是北半球冰期开端的一个重要驱动力。