每日科普|奔流入海的黄河,你从哪里来?
黄河的样子,李白在《将进酒》中总结得极为到位:“君不见黄河之水天上来,奔流到海不复回。”李白所见以及如今所见之黄河,源自高耸入云的巴颜喀拉山,出青藏高原,经黄土高原后,切穿秦岭,漫过华北平原,注入太平洋边缘之渤海。一路浸润大地湾文化、仰韶文化、半坡文化等,一路访问兰州、西安、郑州、济南等城市。可黄河何时从天上来?又何时入海?李白可能回答不了。人生百年的经历,见证不了河之一生,因此需要求索天上高处之河源,见证奔流入海之际的浪花或者鱼鳖,描绘黄河的本来样子。
河细如血脉,海阔如天空。沧海可为桑田,更不用说可以斗量的河流了。河奔海聚的岁月,也留下如《春秋》一般的编年史。流途中的大山、盆地,都是书写河史的丹青。山坡上平坦的阶地,是一段日子里河面的刻痕。盆地中层叠的岩层,为河水或者湖水卸下的泥沙卵砾,其中岩层里的种种生物化石,则是河水或者湖水施济行善所养育的孩子们,他们在时间里构成进化或者退化的谱系。
陆表的水有河水、湖水之别。河水,永远是淘气的孩子,好动、充满活力。水永远是新鲜的淡水,有时也可以是浑浊的。一路闹腾留下的笑声,是石块与石块碰撞的歌声,河道成了它的五线谱,音符是各色的顽石,保持个性而棱角分明的方砾石,或者相互迁就而失去棱角的圆卵石。湖水,是慈祥的老者,平静、澄明、波澜不惊,经过岁月的洗礼,留下的是细腻的晶体颗粒,可以生长植物或者养育动物的泥土或者沙土——湖水一定接纳河流,但不一定放任河流。当放生河流,任河流离家出走之时,水是淡的、新鲜的,它可能将奔流到远方的海。而囚牢河流之时,河水只进不出,只得在岁月中蒸发,水将变为半咸水、咸水,甚至完全失去水分而成为盐碱地。许多河流也因停泊在湖泊这一温柔乡中,蹉跎岁月,终究到不了海边,成不了大河。
铭记河面的河床阶地,总是稀少的、有限的、可数的。阶地形成的条件,一是河面在一个高程上稳定的时间要足够长,长得足以侧向铲平凹凸的岩层,并漫上水,卸下洪水携带而来的沙子与砾石,形成微向河心倾斜的平台。二是河面要快速下降,足以垂向切割河床下的岩层,形成垂直的陡坎。一平台、一陡坎组成了一阶地,是河面的律动,也是大地的脉动。阶地平台的年龄,正如父母给孩子在门框上刻下的身高、记录的岁数,低阶的一级阶地靠近现在的河道,较新、年幼;高阶的N+1级阶地比N级阶地更老,是家长。
黄河流经沿途,各地的阶地不一。在上游的兰州盆地,河床阶地有9级。第一阶年龄为0.67万年,第九阶达170万年,且盆地中沉积新生代地层,年龄至少有5100万年,有多层的石膏、芒硝,形成于多个时期的咸水湖中。此时河水只进不出。兰州之上的共和盆地,河床阶地远不止9级,它们多达21级,极“高寿者”为247万年,也远大于170万年。流出共和盆地的河,可能是古多隆河,很可能被拉脊山—积石山阻挡而止于贵德盆地。而流入兰州盆地的河,可能是穿过六盘峡的古湟水河,来自祁连山南麓。兰州、共和、贵德盆地,古时可能都如现今的青海湖一样,有河流注入,但没有河流溢出,为内流的河湖单元。
黄河的中游,河套盆地的阶地只有2级,最老的年龄仅仅约为11.7万年。河套盆地面积巨大,约12.9万年前形成,极少见到淡水的介形虫化石,说明它属于咸水流,没有河流外出。河流从河套盆地出,经晋陕峡谷进入三门古湖。晋陕峡谷有8万年前左右形成的阶地。三门峡古湖发育4级阶地,年龄分别为86万年、62万年、12万年和5万年。而在中游与下游的过渡带,孟津至扣马河段发育3级阶地,年龄分别为124万年、25万年和5万年。因而,黄河各段连通的时间不同,晋陕峡谷段最年轻,其中的壶口瀑布有着《黄河大合唱》的雄伟与壮丽、不屈与伟岸,而其上游或者下游均较古老,大统一的黄河形成于10万年左右。
万里黄河,上接青藏高原的云海,下泻太平洋的咸海,为何在约10万年前形成?
之前的众多盆地,形成的多为内流的河—湖系统,古兰州湖也是如此。兰州盆地中的河道,历史记载它在移动,从唐代至明代以至现代,它都向北移动。其原因是新构造运动,一次发生在20万~15万年前,一次发生在1万年前,致使兰州南部的山体隆升速度快于北部的山体,因而兰州盆地向北倾斜,导致河道向北移动。水往低处流,高差注定水的去向与流动的能力。当地势较平坦之时,地表高差小,多形成内流河、内流湖。当一地区显著隆升,另一地区明显下降,出现极大的高差之时,内流河—内流湖系统将在重力驱动下湖水溢出,出现外流现象。这一显著隆升的地区即为青藏高原,它约在800万~700万年前开始逐步躬身隆起,在360万年前开始第一阶段的急剧升高,可在180万年前、110万年至80万年前、15万年前等数次仅发生脉冲式的徘徊隆升。青藏高原抬升到冰冻圈之上,出现在80万年前。15万年以来的共和运动,是青藏高原的第二次快速隆升,使高原整体达到现代的海拔,成为世界屋脊或者地球第三极,并造就了现在中国三级阶地的地貌。总之,自共和运动以来,古老的内流河湖体系被打破,盆地的湖水纷纷外溢,并根据重力势能流动,先依次注入海拔较低的盆地,最终汇于海洋之中。
诗人王之涣比李白看得或许更远一些,他在《登鹳雀楼》里写道:“白日依山尽,黄河入海流。欲穷千里目,更上一层楼。”确实,只有再上一层“高楼”,才得见全时全境:约10万年前或者8万年前的河与湖各自为政,相互独立,是封闭的内流河湖。约10万年以来,共和运动打破了封闭体系,独立的河湖系统融成一体,奔向海洋,奔向了世界,成为充满活力的开放系统,拥有了新的气质与景象,奠定黄土文明的底色与格调。(作者单位:中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所)