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黄土是怎样形成的?

2012-03-05 14:44:57

作者:吕鹏瑞

谈起黄土,大家都耳熟能详,黄土是色黄褐、颗粒均匀的、砂粉质的黄色尘土物质,一般由易溶解的盐类和钙质结构组成,比较松散,遇水后极易崩解。众所周知,我国是世界上黄土分布最广的国家——西北的黄土高原就是黄土最集中、最典型的分布区,它是由多呈灰黄色、棕黄色和棕红色、抗侵蚀能力很弱的黄土构成的,厚80120米,(最大厚度可达180200米),覆盖面积63万平方公里,堪称世界之最。然而,这厚厚的黄土是怎么形成的呢?就像对黄土高坡吟唱不已一样,人们对黄土的来源一直争论不休,其中主要的观点有“风成说”、“水成说”和“风水雨相说”。

 

持“风成说”的学者们认为黄土是石英等粉砂物质经风力吹扬搬运而堆积在异地的粉尘,再经干旱、半干旱气候条件下的“黄土化”过程而形成的。他们认为是偏北风把甘肃、宁夏和蒙古高原以及中亚等地的大量粉沙刮到黄土高原地区堆积下来。久而久之,就形成了黄土高原。而且科学家发现黄土高原与其底部的基岩成分不一样。黄土高原下部地貌形态多样,起伏比较大;但上部沉积黄土厚度大体相近似,并有从东到西逐渐变薄的趋势,黄土的颗粒越往西越粗,与黄土来源于西部的方向是一致的。这些现象说明黄土是从别处搬过来的。

 

此外, 中国古籍里有上百处关于“雨土”、“雨黄土” 、“ 雨黄沙” 、“ 雨霾” 的记录, 最早的“ 雨土”记录可以追溯到公元前1150年:天空黄雾肆虐,沙土从天而降如雨—— 这其实就是沙尘暴。据前汉书记载:公元前32年(汉帝建始元年)4月的一天,“大风从西北起,云气亦黄,四塞天下,终日夜下着地者黄土尘也。”晋代张华编的博物志中就记有: “ 夏桀之时, 为长夜宫于深谷之中,男女杂处,十旬不出听政,天乃大风扬沙,一夕填此空谷。”无独有偶,历史在近年来重演了, 1984426日, 陕西关中地区天色骤然昏暗,空中黄尘纷纷扬扬地飘落,西安市蓝天丽日不见了,街道上汽车得亮着大灯慢慢行车。原来,这场罕见的黄风暴源自南疆,途经甘肃、宁夏,一路上裹胁着大量黄土尘埃呼啸而来,最后在陕西降落。这又给“风成说”提供了一个证据。中科院刘东生院士认为,黄土高原应该说是沙尘暴的一个实验室,这个实验室积累了过去几百万年以来沙尘暴的记录。中国西北部沙漠和戈壁的风沙漫天漫地洒过来,每年都要在黄土高原上留下一层薄薄的黄土。二三百万年以来,亚洲的这片地区从西北向东南搬运沙土的过程从来没有停止过,沙土大量下落的地区正好是黄土高原所在的地区,甚至连华北的五台山、太行山上都有黄土堆积。

 

随着科技的不断发展和进步,近年来科学家发现了许多“风成说”无法解释的现象。譬如,黄土中粗粉沙含量由西北向东南递减,黏土的含量却从西北向东南递增,这种有规律的排列呈叠瓦阶梯状的分布过渡,更像是洪水的杰作等等。不少科学家经过细心考察发现,黄土的分布高度有一极限(高度各地不一),超过这一高度极限, 黄土就不再出现了,这就否定了黄土是风带来、由天上落下的假说;同时,他们也发现黄土层的底部有一砾石层,而这浑圆的砾石层却是典型的河流沉积物。于是,这些科学家们认为:黄土是水成的,黄河的上源就是黄土的发源地,是河流把黄土冲刷下来形成的——这就是“水成说”。

 

与此同时, 科学研究发现,黄土物质来源有异地也有原地,而且,经过石英砂电镜分析结果显示,黄土颗粒形态种类多样,整体呈流线型或螺线型。因此,一些科学家认为黄土形成于温带草原环境,是经过风、水双重选择的沉积物,从而出现了“风水雨相说”。这是一种综合性的观点,认为黄土不单单是风成或者水成的,而是通过各种作用共同形成的。

 

为了了解黄土形成的真正成因,专家们特意到黄土高原西部的甘肃静宁县、秦安县、定西县等地采集黄土高原6个典型地质剖面的黄土标本进行研究。经过分析发现,公元前4.6万年至今黄土高原的环境和植被出现了巨大的变化过程。在漫长的历史中,黄土高原是森林和草原的成分相互消长,历经草原、森林草原、针叶林以及荒漠化草原和荒漠等多次转换。

 

此外,科学研究表明,黄土高原的形成和青藏高原的隆升有着密切关系。印度板块向北移动与亚欧板块碰撞之后,印度大陆的地壳插入亚洲大陆的地壳之下,并把后者顶托起来。喜马拉雅山开始形成并渐升渐高,青藏高原也在挤压作用下隆升起来。然而东西走向的喜马拉雅山却挡住了印度洋暖湿气团的向北移动,使得中国的西北部地区越来越干旱,最终形成了大面积的沙漠和戈壁——这就是堆积起了黄土高原的那些沙尘的发源地。体积巨大的青藏高原正好耸立在北半球的西风带中,它的宽度约占西风带的三分之一,把西风带的近地面层分为南北两支。南支沿喜马拉雅山南侧向东流动,北支从青藏高原的东北边缘开始向东流动,这支高空气流常年存在于35007000米的高空,成为搬运沙尘的主要动力。

由上述的科学研究分析结果得知,黄土既有被大风从西北、中亚“刮”来的;又有更新世以来的多次洪水和河流冲积而来的;还有本地土生土长的基岩在青藏高原隆起、冰期内陆气候与季风气候的形成转换环境中风化形成的。总之,黄土是通过一个综合的、多成因的作用形成的。
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