大地走筆(12)——?dú)夂蜻f嬗規(guī)律和冰凍之時(shí)
辯證唯物主義認(rèn)為,無(wú)休止地運(yùn)動(dòng)和變化是自然界的普遍規(guī)律。我們地球的演變歷史也符合這一規(guī)律。在地球歷史的最新階段——距今約二、三百萬(wàn)年的第四紀(jì)以來(lái),它的氣候也有過(guò)冷與暖、干與濕相互交替的變化過(guò)程。我們看看關(guān)中盆地的第四紀(jì)地層,就能夠證明這個(gè)地區(qū)在這段地質(zhì)歷史時(shí)期中,曾經(jīng)經(jīng)歷過(guò)多次的氣候遞嬗交替,并曾有過(guò)氣候非常寒冷的冰凍時(shí)期。
人類(lèi)歷史時(shí)期的古氣候變化
過(guò)去了的古氣候是不能重演再現(xiàn)的。這“過(guò)去了”的氣候,包括人類(lèi)有文字記載時(shí)期和無(wú)文字記載時(shí)期的氣候變化,以及人類(lèi)出現(xiàn)之前地質(zhì)歷史時(shí)期的氣候變化。人們要想知曉人類(lèi)有文字記載的氣候變遷情況,可以查閱根據(jù)觀察和儀器測(cè)量而記錄的氣象資料。但這個(gè)有氣象記錄的時(shí)間實(shí)在是太短了,僅僅只有可憐的不到百年的時(shí)間。這不到百年的短短記錄,同人類(lèi)的歷史相比,尤其同地球地質(zhì)歷史時(shí)期的漫長(zhǎng)歷史相比,簡(jiǎn)直是微不足道的。這樣一來(lái),人們要想了解長(zhǎng)一些時(shí)間的氣候變化,在無(wú)現(xiàn)成氣象資料可供查考的情況下,就得另想別法、另覓它途,找尋其它“資料”了。
在這找尋其它“資料”的時(shí)候,對(duì)于有文字記載、而無(wú)氣象記錄的人類(lèi)歷史時(shí)期,人們可以在古籍之中去尋覓。我國(guó)是一個(gè)文明古國(guó),有文字記載的歷史達(dá)三千年之久,這在世界上是很罕見(jiàn)的。這些文字記載,對(duì)于研究古代的氣候變遷是極其有用的。人們可以通過(guò)大量史書(shū)、詩(shī)詞中的有關(guān)描述,分析物候、方志中的有關(guān)記載,就能夠得到一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期氣候變化的輪廓面貌。
至于要想獲得有文字記載之前的,或更長(zhǎng)一些時(shí)期的氣候狀況,那就需借助于考古資料了。在這一方面,我國(guó)毫不遜色,我們有著極其豐富多彩的考古發(fā)現(xiàn),關(guān)中地區(qū)更是如此。關(guān)中地區(qū)的悠久歷史和豐富的考古發(fā)現(xiàn),為研究我國(guó)古代的氣候變化,提供了寶貴的實(shí)際資料。
我國(guó)著名科學(xué)家竺可楨先生根據(jù)古籍和考古發(fā)掘,通過(guò)多年來(lái)的研究,對(duì)我國(guó)近五千年來(lái)的氣候變化,提出了非常精辟的見(jiàn)解。他證明,我國(guó)近五千年來(lái)的氣候不是一成不變的,而是經(jīng)歷了冷暖交替的變化過(guò)程。在最初的兩千年間,約為公元前3000—1100年的時(shí)候,即從仰韶文化到殷墟文化時(shí)代,氣候?qū)儆跍睾蜁r(shí)期,年平均氣溫比現(xiàn)在約高2℃左右。此后,年平均氣溫約在2-3℃之間擺動(dòng)。而寒冷的氣候時(shí)期出現(xiàn)在距今約1000年的殷末周初、公元400年的六朝、公元1200年的南宋和公元1700年的明末清初時(shí)代。漢唐兩代則是氣候比較溫暖的時(shí)代。( 文章閱讀網(wǎng):www.sanwen.net )
知曉地質(zhì)歷史時(shí)期氣候變化的特殊方法
地質(zhì)歷史時(shí)期的氣候,肯定也是千變?nèi)f化的,但要知曉這些變化,更是不容易的,必須憑借特殊的方法去分析一些特殊的“物質(zhì)”。
地質(zhì)工作者就是掌握這種特殊方法的人,我們根據(jù)氣候變化留下來(lái)的沉積物這種特殊“物質(zhì)”,從一些蛛絲馬跡的痕跡入手,抽絲剝繭,就能推斷不同時(shí)代氣候變化的梗概。
這些特殊的“物質(zhì)”就是地層的巖性,就是存在于地層巖土中的、朝著進(jìn)步方向演化的動(dòng)植物所遺留下來(lái)的化石等。這種方法,叫作沉積巖相分析法。所謂“相”,就是指能夠反映沉積環(huán)境的巖石特征和古生物特征的總和。因?yàn)椴煌沫h(huán)境、不同的氣候條件會(huì)有不同的生物生存,也會(huì)形成不同巖性的地層。反過(guò)來(lái)說(shuō),不同的生物化石,不同的地層巖性,則代表著不同的自然環(huán)境和氣候條件。
生物對(duì)氣候的反映是很靈敏的。生物,尤其是植物,它們是地質(zhì)時(shí)代中氣候變遷的“溫度計(jì)”。一個(gè)地方的氣候變化,一定會(huì)影響到動(dòng)植物的種類(lèi)和分布。因?yàn)橹参锸枪潭ú粍?dòng)的,它們不像動(dòng)物那樣能夠移動(dòng)、遷徙,所以用植物化石作為氣候變化的標(biāo)志,比用動(dòng)物化石更為可靠。
如果把地球表面的地層比作一本“書(shū)”的話(huà),那么地層中的生物化石就是印刷在書(shū)頁(yè)上的“文字”。這本“書(shū)”和這些“文字”,就是記錄地球歷史和地層形成過(guò)程中,當(dāng)時(shí)環(huán)境和氣候變化的寶貴資料.我們翻動(dòng)這本書(shū)的一頁(yè)頁(yè),就能夠盡覽地質(zhì)歷史時(shí)期氣候的前塵后事。
距今二、三百萬(wàn)年以來(lái)古氣候變化的大規(guī)律
我們通過(guò)對(duì)關(guān)中地區(qū)第四紀(jì)沉積物的分析研究,推斷在距今二、三百萬(wàn)年以來(lái)的時(shí)間里,關(guān)中地區(qū)曾經(jīng)有過(guò)多次冷與暖和干與濕相互交替的氣候變化過(guò)程。
在關(guān)中地區(qū)多處的第四紀(jì)地層剖面上,可以看到粗顆粒與細(xì)顆粒的土石物質(zhì),它們常常在垂直方向上相互疊置或交替出現(xiàn),另外在巖土層之間還會(huì)見(jiàn)到一些起起伏伏的剝蝕面。這些都是氣候多次交替和遞嬗過(guò)程所留下來(lái)的遺跡。一般來(lái)說(shuō),粗顆粒組成的砂、礫石及剝蝕面,是氣候濕潤(rùn)、雨水充沛時(shí)的產(chǎn)物;而黃土地層則是以風(fēng)力作為主要搬運(yùn)營(yíng)力,在比較干燥的氣候條件下形成的。
關(guān)中地區(qū)第四紀(jì)早、中、晚更新世的早期,地層巖性多為粗顆粒的砂、礫石和卵石層,它們的底部又多見(jiàn)剝蝕面,這些都是當(dāng)時(shí)氣候濕潤(rùn)、水量豐富的證據(jù);到了早、中、晚更新世的后期,沉積了厚度較大的黃土地層,說(shuō)明自然環(huán)境已經(jīng)變化,已轉(zhuǎn)為干燥的氣候環(huán)境了。
另外,在關(guān)中地區(qū)的第四紀(jì)地層中,曾在多地發(fā)現(xiàn)過(guò)動(dòng)物化石。這些動(dòng)物化石,多見(jiàn)于粗顆粒的地層中,而黃土層中的化石卻是極少的。這些不同的動(dòng)物化石,也是當(dāng)時(shí)氣候環(huán)境的佐證。
屬于早更新世的化石有三門(mén)馬、馬、鹿、斑鹿、大角鹿、羚羊、短耳兔、狐、犀、中國(guó)野牛、野牛、水牛、劍齒象、納瑪古象、原脊象、鬣狗、貘鼠、倉(cāng)鼠、飛鼠等。屬于中更新世的化石有中國(guó)貉、梅氏犀、葛氏斑鹿、狼、獾、虎、豺、李氏野豬、麝鼴、翁氏野兔、方氏鼢鼠等。屬于晚更新世的有披毛犀、河套大角鹿、最后鬣狗、納瑪象、虎、狼、野馬、野驢、斑鹿、東北狍子、小耳鼠、變種倉(cāng)鼠等。這些化石多存在于早、中、晚更新世的早期,因?yàn)楫?dāng)時(shí)氣候濕潤(rùn)、雨水比較充沛,利于動(dòng)植物的生存。
關(guān)中地區(qū)的早、中、晚更新世的后期,多為黃土地層。這些黃土地層,其中所見(jiàn)化石以嚙齒類(lèi)(多為鼠類(lèi))和腹足類(lèi)(蝸牛)為主。這些嚙齒類(lèi)和腹足類(lèi),為不進(jìn)入水中的陸生動(dòng)物。黃土地層中,基本上沒(méi)有植物化石的發(fā)現(xiàn),稀少的孢粉化石多以干旱草原氣候環(huán)境下生長(zhǎng)的蒿屬藜科、葎草屬植物為主。這樣的現(xiàn)象說(shuō)明,黃土堆積時(shí)的氣候環(huán)境是干旱的。
因?yàn)辄S土在關(guān)中地區(qū)的第四紀(jì)地層中占有極大比重,分布面積廣、厚度大,而砂、礫石等粗顆粒地層的厚度都比較小,這樣的現(xiàn)象說(shuō)明自第三紀(jì)之后,關(guān)中地區(qū)的氣候總趨勢(shì)是以干旱或半干旱為主的,而與干旱期交替出現(xiàn)的濕潤(rùn)氣候時(shí)期為時(shí)是較短的。
距今二、三百萬(wàn)年以來(lái)古氣候波動(dòng)的小規(guī)律
氣候的交替過(guò)程,在地質(zhì)歷史時(shí)期中有大的周期,也有小的波動(dòng)。地層中粗顆粒堆積與黃土層的交替出現(xiàn),就代表了第四紀(jì)期間較大的氣候變化。厚度大的黃土地層代表了長(zhǎng)期的干旱氣候環(huán)境,在這長(zhǎng)期的干旱氣候環(huán)境中也有多次小的氣候波動(dòng)。我們?cè)谔镆暗臏瞎榷缚?,常常?huì)看到在厚厚的黃土層中,夾有一條條的紅色土條帶。這些紅色土條帶,我們稱(chēng)它為古土壤,它是地質(zhì)歷史時(shí)期中的地面土壤。古土壤就是長(zhǎng)期干旱氣候環(huán)境中的小波動(dòng)。
通過(guò)對(duì)古土壤的研究,發(fā)現(xiàn)其中含有較多的孢粉化石。說(shuō)明在古土壤形成時(shí),地表植被比較茂盛,氣候比較溫暖潮濕。在關(guān)中地區(qū)的黃土地層剖面上,往往可以看到多層黃土與古土壤的交替出現(xiàn),古土壤層一般可見(jiàn)十幾層,最多可達(dá)三四十層。這樣的地層結(jié)構(gòu),說(shuō)明在形成黃土地層的過(guò)程中,關(guān)中地區(qū)雖以干旱氣候環(huán)境為主,但也有短暫的、較濕潤(rùn)的氣候過(guò)程。這樣短暫的氣候過(guò)程有過(guò)若干次,每出現(xiàn)一層古土壤,即代表著一次比較濕潤(rùn)氣候時(shí)期的來(lái)臨。
距今二、三百萬(wàn)年以來(lái)的寒凍和冰川時(shí)期
在述說(shuō)關(guān)中地區(qū)氣候的變化過(guò)程時(shí),還有一件值得一提的氣候變化現(xiàn)象—寒凍和冰川時(shí)期,也需要述說(shuō)述說(shuō),
地球在其歷史演化過(guò)程中,有過(guò)氣候特別寒冷的時(shí)期,這就是大冰川時(shí)期。地球在第四紀(jì)時(shí)期,經(jīng)歷了數(shù)次大冰川時(shí)期,留下了多處冰川和寒凍氣候的遺跡。關(guān)中地區(qū)在第四紀(jì)時(shí),也受得了冰川和寒凍氣候的影響,也留下了遺跡。
第三紀(jì)的時(shí)候,關(guān)中地區(qū)氣候炎熱,沉積了紅色的河湖相地層,生存動(dòng)物和植物也是熱帶—亞熱帶的種屬。第四紀(jì)時(shí),氣候變得寒冷了、環(huán)境改變了,進(jìn)入了大冰期階段。大冰期時(shí),總的氣候環(huán)境是寒冷的,但也有相對(duì)溫暖時(shí)期的交替出現(xiàn)。寒冷時(shí)期稱(chēng)作冰期,相對(duì)溫暖時(shí)期稱(chēng)作間冰期。
冰期來(lái)臨時(shí),關(guān)中地區(qū)之南的秦嶺山區(qū),氣候更為寒冷,發(fā)育著冰川,如藍(lán)田的灞源附近、太白山八仙臺(tái)等地,就發(fā)現(xiàn)了冰川槽谷、冰斗群、刃脊、角峰、“U”谷等冰川地形的遺跡,有的地方還見(jiàn)有冰磧物等。而在山前地帶則處于冰緣環(huán)境,如渭南附近三門(mén)組地層中發(fā)現(xiàn)有喜寒植物的孢粉化石,渭南城南15公里處的沋河北莊村,地層中就含有很多冷杉球果和青杄樹(shù)干化石,并有很多冷杉和云杉的孢粉化石,附近地層中還見(jiàn)有融凍成因的小褶曲,這些都是冰緣氣候環(huán)境的證據(jù)。
據(jù)推測(cè),關(guān)中地區(qū)在第四紀(jì)氣候寒冷時(shí)期,年平均氣溫比現(xiàn)在約低7—8℃。在這樣的氣候環(huán)境下,秦嶺山區(qū)的高峰峻嶺上,白雪皚皚,一片冰的世界,峰巒疊嶂的山坳巖坡里白茫茫一片,山谷深溝里蠕動(dòng)著銀蛇玉龍,滿(mǎn)目銀裝素裹、冰塔林立、冰峰嶙峋、氣勢(shì)磅礴。在山區(qū)地勢(shì)低緩的地方,發(fā)育有凍土,融凍作用明顯,常常會(huì)有冰卷泥出現(xiàn)。在山麓地帶,冰雪融水橫流、淙淙不斷,冰水?dāng)y帶的泥砂物質(zhì)在低洼地方堆積了下來(lái)。
在這樣寒冷、冰天雪地的世界里,大部分植物經(jīng)受不住嚴(yán)酷氣候環(huán)境的折磨而絕跡,只有那些耐寒喜陰的種屬生存下來(lái),傲霜斗雪、挺立于白色的冰雪世界。
1982年11月
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