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劉興詩:沙塵暴與冰后期古氣候進(jìn)程

發(fā)布時(shí)間:2020-06-03 來源: 日記大全 點(diǎn)擊:

  

  摘要

  當(dāng)前沙塵暴活動(dòng)愈益受到人們關(guān)注,或以為其是近期以來人為破壞荒漠植被的結(jié)果。分析第四紀(jì)黃土生成歷史,以及歷史時(shí)期大量雨土記錄可見,其實(shí)沙塵暴古已有之,古時(shí)活動(dòng)劇烈程度較今日有過之無不及。黃土堆積乃沙塵暴的直接產(chǎn)物,雨土是其過程和現(xiàn)象。第四紀(jì)冰期結(jié)束以來的全新世期間,存在2500-3000年的冷暖干濕變化周期。經(jīng)歷了大約2500年的亞大西洋期行將結(jié)束,新的災(zāi)變時(shí)期即將來臨。在此總的大自然氣候發(fā)展背景下,沙塵暴活動(dòng)加強(qiáng)是不可避免的,人為活動(dòng)并非主要因素,只不過加劇其程度而已。

  關(guān)鍵詞:
沙塵暴,黃土,雨土,自然氣候發(fā)展輪回

  

  近年來我國(guó)北方沙塵暴活動(dòng)日益劇烈,乃半個(gè)多世紀(jì)以來所未見,予生產(chǎn)生活帶來極大影響。何以沙塵暴活動(dòng)日漸強(qiáng)烈?有不同認(rèn)識(shí)。一般以為乃近數(shù)十年來不合理開墾荒地等生產(chǎn)活動(dòng),致使大面積草原和其他地面荒漠化,在強(qiáng)勁西北風(fēng)作用下就地起沙所造成。

  對(duì)于現(xiàn)在沙塵暴日益劇烈問題,不容諱言與不合理人為活動(dòng)有關(guān)系。但是放寬時(shí)間尺度,仔細(xì)考察這個(gè)問題,發(fā)現(xiàn)一個(gè)值得注意的現(xiàn)象。過去歷史時(shí)期中,乃至第四紀(jì)以來的地質(zhì)時(shí)期內(nèi),同樣的沙塵暴現(xiàn)象也曾經(jīng)十分猖獗。試問斯時(shí)何來人為大規(guī)模破壞草原,濫墾濫伐開墾荒地?可是沙塵暴同樣強(qiáng)烈,不能不引起人們深思。

  

  一,地質(zhì)時(shí)期的黃土堆積

  

  遍布我國(guó)北方廣大地域,南方部分地區(qū),以及世界其他許多地方,包括南、北半球中緯度地帶之黃土生成,早已確定其主要為風(fēng)成成因。究其本質(zhì),乃是長(zhǎng)時(shí)期定向風(fēng)攜帶大量粉塵,輸送往異地堆積的結(jié)果。從其物質(zhì)來源,可以劃分為源于沙漠的暖性黃土和源于第四紀(jì)冰川前緣的冷性黃土。雖然在其生成過程中的揚(yáng)塵現(xiàn)象,可能或急或緩、或輕或重,但是從某種意義而言,何嘗不是沙塵暴現(xiàn)象?將地質(zhì)時(shí)期廣泛分布之黃土堆積視為廣義沙塵暴的結(jié)果,應(yīng)該為學(xué)界所重視。如此說來,沙塵暴現(xiàn)象就不是現(xiàn)今所特有了。

  眾所周知,第四紀(jì)以來我國(guó)北方黃土可以大致劃分為早更新世之午城黃土,中更新世之離石黃土,晚更新世之馬蘭黃土,大致可與各自相應(yīng)的幾個(gè)第四紀(jì)冰期對(duì)應(yīng),是當(dāng)時(shí)持續(xù)較長(zhǎng)的災(zāi)變性氣候的產(chǎn)物,各自距今年齡早已測(cè)定清楚,毋庸一一贅述。其總厚度超過數(shù)百米,一般認(rèn)為其最大厚度達(dá)到505米之巨,由此可以想像黃土堆積時(shí)間內(nèi),鋪天蓋地之沙塵暴現(xiàn)象多么劇烈。上述各個(gè)時(shí)代的黃土,均有自西北向東南逐漸減薄的特點(diǎn)。十分清楚表明在黃土形成過程中,當(dāng)時(shí)西北風(fēng)的主導(dǎo)性作用。

  值得注意的是,除在冰期時(shí)代廣泛分布之我國(guó)北方黃土外,我國(guó)南方許多地點(diǎn)亦有一些區(qū)域性的黃土分布,包括南京附近的下蜀粘土、南陽盆地內(nèi)的南陽粘土、四川盆地內(nèi)之成都粘土,以及筆者在長(zhǎng)江三峽發(fā)現(xiàn)的巫山黃土,在川西高原命名之蝦拉沱黃土、松潘黃土等,均屬于晚更新世,與第四紀(jì)末次冰期第二冰段相應(yīng),是其特異的氣候產(chǎn)物。在秭歸縣楚王臺(tái)之巫山黃土,有人工挖掘的成排黃土窯洞,外貌一如西北黃土高原所見。

  試以成都粘土為例,說明其生成特點(diǎn)。所謂成都粘土,原本以為僅分布在成都附近。經(jīng)筆者考察,分布十分廣泛,以涪江流域最多,自西北向東南大面積分布在四川盆地中西部。不僅沿河分布,還泛見于廣闊的分水嶺和封閉的紅色丘陵內(nèi)部。值得注意的有兩點(diǎn),一是包括無有任何外來水流進(jìn)入,完全封閉的丘陵之間的洼地底部,也有成都粘土堆積。二是類似北方黃土分布最高的“黃土線”現(xiàn)象,最高分布可達(dá)盆地二期夷平面的山頂,最低堆積界面在二級(jí)階地上。其產(chǎn)狀常呈地毯式披蓋在前述上、下堆積界面間,一切地貌單元和階坡上,可以直接掩蓋不同地層。大面積取樣分析可見,其礦物組成大致相同,顯示其來源相同。粒度則具有自西北向東南逐漸減細(xì)的自然篩選現(xiàn)象。加以取其層內(nèi)的石英砂,在掃描電鏡下觀察,有類似典型風(fēng)成砂的“圓麻狀構(gòu)造”,也就是密集的撞擊坑,以及撞擊破裂縫隙等特點(diǎn)。所有的一切均清楚表明,這是來源于四川盆地以外,西北方向的風(fēng)成堆積物,乃是一種在后期濕熱環(huán)境內(nèi),變性生成的退化黃土。剖面內(nèi)現(xiàn)存大量鈣質(zhì)結(jié)核,可以作為昔日黃土生成時(shí)的證據(jù)。在成都理工大學(xué)附近取鈣質(zhì)結(jié)核,測(cè)得其年齡為16960士210 年。在四川盆地中部三臺(tái)縣取樣,距今23500 土410年。聯(lián)系其所含哺乳動(dòng)物化石,應(yīng)屬于晚更新世末次冰期的產(chǎn)物。

  由此可見,無論上述北方或南方黃土,均屬風(fēng)成成因。當(dāng)其生成時(shí),倘無鋪天蓋地之風(fēng)塵暴,何以能夠堆積如此廣泛和巨厚的黃土層?斯時(shí)長(zhǎng)江流域上下也有同樣的黃土堆積,可見風(fēng)塵暴情況之嚴(yán)重性。

  

  二,傳說時(shí)期的雨土現(xiàn)象

  

  在漫長(zhǎng)的史前時(shí)代,雖然缺乏文字記載,可是依靠口頭相傳,也保留了一些珍貴的古氣候環(huán)境變化的傳說。

  第四紀(jì)冰期結(jié)束后,進(jìn)入全新世冰后期,并非立即轉(zhuǎn)入溫暖潮濕時(shí)期?梢詣澐譃1萬年以來的前北方期、北方期、大西洋期、亞北方期、亞大西洋期幾個(gè)古氣候發(fā)展階段,有規(guī)律性的波動(dòng)現(xiàn)象十分明顯。

  前北方期、北方期是冰期消失后,逐漸向溫暖氣候過渡的階段,以干冷為特點(diǎn)。筆者在重慶北碚何家嘴下部剖面采樣測(cè)定,其C14年齡距今約9100±700 年,相當(dāng)于全新世前北方期。大西洋期大致出現(xiàn)于距今4500-7500年前,乃冰期消退后最適宜的溫暖潮濕階段。在此古氣候環(huán)境影響下,全球性新石器時(shí)代文明蓬勃發(fā)展,普遍出現(xiàn)了原始農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè),進(jìn)入母系氏族社會(huì),大致相當(dāng)于我國(guó)史前傳說的神農(nóng)氏時(shí)期。資陽人化石地層距今7500±130 年可以作為代表。亞北方期乃距今2500-4500年前的一個(gè)全球性災(zāi)變性氣候階段。斯時(shí)許多高山冰川恢復(fù)活動(dòng),生成了所謂的小冰河時(shí)代。北碚何家嘴剖面上部,C14年齡距今約3300±1100 年至4550±80 年。珠峰和貢嘎山等地有距今3000年左右的冰川活動(dòng),稱為新冰期。在冰川外圍則以持續(xù)性干旱和突發(fā)性洪水為特點(diǎn),相當(dāng)于傳說中的黃帝以及堯舜禹湯時(shí)期,包括了整個(gè)夏、商歷史。神話傳說中的“后羿射日”、“大禹洪水”等,均屬于此時(shí)的重大環(huán)境變遷之回憶。予當(dāng)時(shí)原始人群印象極深,卻無法進(jìn)行解釋,于是編造為神話保留下來,其中不乏珍貴的古氣候線索,不能等閑視之。亞大西洋期乃前述災(zāi)變性氣候結(jié)束后,一個(gè)新的溫濕氣候輪回。根據(jù)竺可楨研究,在歷史時(shí)期還包括若干較小的冷暖干濕氣候的交替。筆者在三臺(tái)縣團(tuán)結(jié)水庫(kù)剖面發(fā)現(xiàn)多個(gè)侵蝕面,各層含有不同時(shí)代的文物,可以更加精確劃定其時(shí)代。

  綜上所述,筆者以為1萬年以來的全新世,具有2500-3000年為周期的氣候波動(dòng)。我國(guó)古代夏、商時(shí)期正值亞北方期間,保留了一些傳說資料,試舉例如下:

  據(jù)張華《博物志》云:“夏桀之時(shí),為長(zhǎng)夜宮于深谷之中。男女雜處,十旬不出聽政。天乃大風(fēng)揚(yáng)沙,一夕填此空谷!睆钠溆涊d,空中風(fēng)沙竟然一夜之間,幾乎填平一個(gè)山谷。倘若屬實(shí),乃是一次極其嚴(yán)重的沙塵暴無疑。

  關(guān)于這次沙塵暴活動(dòng),《資治通鑒外紀(jì)·夏商紀(jì)》亦有記述,“桀····在位以來····百川沸,伊洛竭····一夕,大風(fēng)揚(yáng)沙,填宮合之····地出黃霧”。比較這兩條記錄,不僅有情況基本相同的嚴(yán)重沙塵暴現(xiàn)象,還兼有嚴(yán)重干旱,包括強(qiáng)烈蒸發(fā)現(xiàn)象等。二者參照可以互為佐證,揭示出一幅變化酷烈的古氣候圖景。

  《竹書紀(jì)年》記述:“帝辛(商紂)五年(公元前1150年),雨土于亳”。

  雖然由于夏商時(shí)期缺乏文字記載,可是商代末年已有甲骨文。加以其描述和全球性的亞北方期災(zāi)變氣候狀況大致吻合,可以相信具有一定的真實(shí)性。

  

  三,歷史時(shí)期的雨土現(xiàn)象

  

  進(jìn)入歷史時(shí)期以來,浩如煙海的史籍中,“雨土”記載層出不窮。何謂“雨土”? 直白即是“土如雨下”之意!对娒蟼魇琛吩:“霾,雨土也”!墩f文·雨部》云:“霾,風(fēng)雨土也!对姟吩唬骸K風(fēng)且霾’”,即指其現(xiàn)象!稜栄拧め屘臁愤M(jìn)一步解釋:“風(fēng)而雨土為霾”。說得具體些,乃是大氣中塵土沉降現(xiàn)象,也就是風(fēng)揚(yáng)塵暴。莊子《逍遙游》云:“野馬也,塵埃也,生物之以息相吹也”,可見古人早已將空中風(fēng)揚(yáng)塵埃視為不羈之野馬,可見當(dāng)時(shí)風(fēng)塵暴已是一種普遍現(xiàn)象。

  為了說明古時(shí)雨土情況,選擇若干案例,簡(jiǎn)要摘錄于下:

  由于秦始皇在焚書時(shí),收非秦國(guó)史書付之一炬,無法窺見以前的記載。此后最早的雨土事件見于漢武帝時(shí)期。有記載云:“元朔四年(公元前125年)雨土!

  緊接著,漢昭帝“元鳳三年(公元前78年)天雨黃土,晝夜昏霾”!埃h)成帝建始元年(公元前32年)四月壬寅晨,大風(fēng)從西北起,云氣赤黃,四塞天下,終日夜下著地者,黃土塵也。”由此可見,從迄今歷史資料保留完整的西漢時(shí)期開始,已經(jīng)有許多雨土現(xiàn)象發(fā)生了。

  我國(guó)自古以農(nóng)立國(guó),十分重視天時(shí),對(duì)影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之各種災(zāi)害性氣候記載十分詳細(xì),歷代史書均專門開辟《五行志》、《災(zāi)異志》、《靈征志》等進(jìn)行記錄。雨土現(xiàn)象屬于風(fēng)災(zāi)之一種,與其他洪澇災(zāi)害等并列,各朝各代均有大量記錄,幾乎舉不勝舉,隨意選擇一些記錄,羅列如下:

  “晉元帝大興四年(公元321年)八月,黃霧四塞,埃氛蔽天!

  “(北魏孝文帝)太和十二年(公元488年)十月丙戍,涼州雨土復(fù)地,亦如霧!

  “(北魏宣武帝)景明四年(公元503年)八月辛巳,土霧竟天,六日不開。”

  “(南朝梁武帝)大同二年(公元536年),天雨灰,其色黃。”

  “(唐)德宗貞元十年(公元794年)三月乙亥,黃霧四塞,日無光!

  “(唐懿宗)咸通十四年(公元873年)三月庚午,天雨黃土遍地!

  “(唐昭宗)天祐元年(公元904年)四月甲辰,大風(fēng)雨土,跬步不辨物色,日瞑稍止!

  “(北宋太宗)端拱二年(公元989年),京師暴風(fēng)起東北,塵沙曀日,人不相辨!

  “(北宋神宗)熙寧四年(公元1071年)四月癸亥,京師大風(fēng)霾。”

  “(北宋神宗)熙寧八年(公元1075年)五月丁丑,雨黃土,兼細(xì)毛!

  “(北宋徽宗)宣和元年(公元1119年)三月庚午,雨土著衣!

  “(南宋高宗)建炎元年(公元1127年)正月辛卯朔,大風(fēng)霾。丁酉,風(fēng)霾,日色薄而有暈。二月丁酉,汴京風(fēng)霾,日無光!

  “(元世祖)至元二十四年(公元1287年),諸王薛徹都部,雨土七晝夜,沒死牛畜”。又有記載,當(dāng)時(shí)“雨土七晝夜,深七八尺。”

  “(元成宗)大德十年(公元1306年)二月,大同平地縣雨沙黑霾,斃牛馬二千。”

  “(明憲宗)成化二十一年(公元1485年)三月戊子,大名風(fēng)霾,自辰迄申,紅黃滿空,俄黑如夜,已而雨沙數(shù)日乃止。京師自正月至三月風(fēng)霾不雨。”

  “(明孝宗)弘治二年(公元1489年)二月辛亥,開封晝晦如夜。三月黃塵四塞,風(fēng)霾蔽天者累日!

  “(明世宗)嘉靖二十一年(公元1542年),象山雨黃霧,行人口耳皆塞。”

  “(明毅宗)崇禎十二年(公元1639年)二月壬申,濬縣有黑黃云起,旋分為二,項(xiàng)之四塞,狂風(fēng)大作,黃埃漲天,間以青白氣。五步之外,不辨人蹤,至昏始定!

  “(明毅宗)崇禎十三年(公元1640年)閏正月丙申,南京日色晦蒙,風(fēng)霾大作,細(xì)灰從空中下,五步外不見一物。”

  “(明毅宗)崇禎十四年(公元1641年)正月壬寅,黃塵漲天!

  “(清圣祖)康熙四十四年(公元1705年)五月十八日,大風(fēng)從西北來。先以黃氣,繼以赤氣,氣過而風(fēng)。晝晦,大樹皆拔。蒲臺(tái)縣之陳化鎮(zhèn)有三人同行。風(fēng)至,伏田間。及風(fēng)息,則三人伏處皆成墳,如新筑者!ぁぁぁぁご伺c丁巳(康熙十六年,公元1677年)五月朔,京師之風(fēng)同。”

  “(清高宗)乾隆十六年(公元1751年)三月十五日,忠州夜雨黃土,著人物皆黃!

  從這些記錄中可以看出古時(shí)雨土,亦即風(fēng)塵暴具有以下特征:

  1, 其起因均與大風(fēng)有關(guān),強(qiáng)勁的西北風(fēng)乃是產(chǎn)生風(fēng)塵暴之主要營(yíng)力。

  2, 風(fēng)塵暴來時(shí),“黃霧四塞,埃氛蔽天”,遮蔽太陽光輝,“ 晝晦如夜”,幾步內(nèi)“人不相辨”。當(dāng)其起始時(shí),常!包S塵漲天”。注意一個(gè)“漲”字,仿佛描述一團(tuán)平地升起之蘑菇云狀,極其生動(dòng)表現(xiàn)出其形態(tài)特點(diǎn)。

  3, 風(fēng)塵暴多是黃色,亦有赤色者,似乎反映物質(zhì)不同,

  4, 塵沙降落時(shí)往往如雨如霧,有時(shí)像是“細(xì)毛”,描述極其細(xì)致。

  5, 塵沙落地,無論人與物沾著“皆黃”。

  6, 風(fēng)塵暴發(fā)生時(shí)間以春季最多,冬季次之。值得注意的是在夏季八月也有發(fā)生。

  7, 風(fēng)塵暴持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短不一。可以在一日內(nèi)結(jié)束,也可延續(xù)多日不解。

  8,風(fēng)塵暴發(fā)生地區(qū)十分廣泛。除包括北京在內(nèi)的廣大北方外,在南京、四川盆地內(nèi)也曾發(fā)生強(qiáng)烈風(fēng)塵暴現(xiàn)象。(點(diǎn)擊此處閱讀下一頁)

  

  9, 風(fēng)塵暴強(qiáng)度不一?梢允禽^平靜的霧狀灑落,也可能突然降下大量塵土,以致填壓埋葬地面來不及躲避的人畜,奪去其生命。

  上述僅僅是不完全資料。王嘉蔭據(jù)古代雨土記錄統(tǒng)計(jì)分析,指出在歷史時(shí)期內(nèi)。大約每隔200年左右,雨土頻率增加一次,具有周期性活動(dòng)現(xiàn)象。其中在12、13世紀(jì)左右,南宋與元代,曾經(jīng)出現(xiàn)一個(gè)高峰期。南北朝時(shí)期和明末清初階段又各有一個(gè)較小的峰值。將這個(gè)結(jié)論和竺可楨對(duì)中國(guó)近五千年來氣候變遷研究相比較,3個(gè)雨土高峰期正好分別和5、6世紀(jì)、13世紀(jì),以及17世紀(jì)左右的寒冷期相對(duì)應(yīng)。而在隋唐溫暖時(shí)期,雨土現(xiàn)象相對(duì)較少。上述情況和筆者在三臺(tái)縣團(tuán)結(jié)水庫(kù)剖面所見的多個(gè)侵蝕面,反映出的古氣候波動(dòng)和古水流情況也完全吻合。

  除史書中這些正式的雨土記錄,還有一些別的材料。如王安石罷相前,推薦韓絳為宰相,呂惠卿為參知政事。據(jù)記載“命下之日,京師大風(fēng),雨土,翳席逾寸!毕胍幌,一次雨土居然可以堆積“逾寸”。今日人們談虎色變的北京沙塵暴也沒有這樣強(qiáng)烈吧?

  

  結(jié)語

  

  風(fēng)塵暴古已有之。無論地質(zhì)時(shí)期,抑或歷史時(shí)期,皆有大規(guī);顒(dòng)。大面積分布之黃土即是其產(chǎn)物,后來的雨土現(xiàn)象更加普遍,并非今日才肆意橫行世間。試以所列舉的一些古代雨土資料和今日比較,其烈度和廣泛作用之范圍,絲毫不亞于今日風(fēng)塵暴。試問,當(dāng)時(shí)有何大面積破壞草原植被可言?其主導(dǎo)因素明顯是自然原因,和古氣候本身的小幅度自然波動(dòng)直接有關(guān)。

  由于近萬年以來古氣候發(fā)展存在2500-3000年的周期,開始于2500年前的亞大西洋期已經(jīng)進(jìn)入尾閭,一個(gè)新的災(zāi)變氣候階段勢(shì)必重新出現(xiàn)。雖然自從第四紀(jì)大冰期結(jié)束后,這個(gè)冷暖干濕的交替現(xiàn)象,隨著周期進(jìn)展而逐漸緩和,然而周期性波動(dòng)卻是客觀存在的?梢灶A(yù)見幾個(gè)世紀(jì)后的未來氣候大勢(shì),必將朝向一個(gè)新的災(zāi)變氣候階段發(fā)展。在此情況下,風(fēng)塵暴現(xiàn)象和其他特異現(xiàn)象,將不可避免會(huì)有所自然加強(qiáng),進(jìn)入一個(gè)氣候狀況動(dòng)蕩不定的新階段,F(xiàn)代人為活動(dòng)對(duì)荒漠周圍地表植被破壞,只不過加劇其活動(dòng)程度而已,不能視為引起風(fēng)塵暴的決定性因素。從另一個(gè)側(cè)面來看,如現(xiàn)代化工業(yè)文明加劇而產(chǎn)生的溫室效應(yīng),可以在一定程度抵消,甚至短暫逆轉(zhuǎn)大自然氣候新輪回的作用。然而從總的趨勢(shì)來說,對(duì)大自然氣候發(fā)展過程似乎是難以阻遏的。

  

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