黄土的万卷书 [复制链接]

第7版(科技)
专栏：

黄土的万卷书
碧声
　　颁奖机构发布的消息说，刘东生院士获得“环境科学的诺贝尔奖”——泰勒奖，是因为“在认识和应用陆地沉积物来理解全球环境变化方面作出了开创性的贡献”。
　　与较少受到干扰的极地冰芯和深海沉积物相比，黄土作为陆地沉积物因为容易风化侵蚀、连续性差而一度不被重视。但在刘东生院士几十年的努力下，中国黄土被证明是研究260万年来气候变迁历程的可靠记录，并且其中包含的很多信息是其他记录无法替代的。中国黄土从而与冰芯和深海沉积物并列成为古代地球环境研究的三大支柱，一谈到陆地上的环境变化记录，人们就会自然而然地想到刘东生和中国黄土。
　　与其他国家的黄土相比，中国黄土是一份时间跨度最长、保存得最好的地球环境记录。分析黄土的结构和成分，可以得到当时气候环境的线索，例如颗粒的粗细能反映冬季风的强弱；不同矿物抵抗风化的能力不同，环境的变化就会反映在黄土的矿物和化学成分里。另外，黄土里有大量生物化石，这就要求古地质学家同时也必须是一个好的古生物学家——刘东生院士改行研究黄土之前正是一位古生物专家，研究鱼化石。
　　在研究黄土的过程中，蜗牛和鼢鼠是两种很重要的标志物。黄土里盛产蜗牛，而且蜗牛一辈子也走不了多远，它的化石所记载的一定是当地的历史气候信息。把黄土层里发现的各种蜗牛与现在生存于世界各地的同类蜗牛对比，就能推断古代气候环境。对鼢鼠的研究则发现，在进化历程中，鼢鼠渐渐失去了牙根，这意味着它的牙齿可以没完没了地长下去，这是气候恶化使得食物来源减少、质地粗糙、嚼起来费牙的体现。从黄土高原的古土壤、碳同位素、古植物孢子花粉及动物化石来看，过去这些地区是草原而不是森林，气候比较干旱，很可能黄土高原上从来就没有过大面积的森林植被，这对于如何合理有效地保护和治理黄土高原的环境有重要启示。
　　中国黄土记载的是区域气候变化，它是否有全球意义？20世纪80年代初，刘东生院士与合作者一起，把黄土地层与深海沉积物逐层对比，发现结果是一致的。这个突破性的进展是黄土研究的一个里程碑，从此将中国黄土纳入了全球环境变化的框架，使黄土古气候学成为一个重要的研究领域。
　　今天的亚洲中部有着大片干燥的荒漠，几千万年前这里曾有河流存在，气候温暖宜人。后来，青藏高原的隆起隔断了来自印度洋的湿气，大大改变了亚洲上空的大气运动，促使地球上最强大的亚洲季风系统形成，对中国乃至全球气候变化都有重要影响。青藏高原究竟是怎样隆起的？在什么时候升高到了什么程度？地质学对此的研究主要集中于地质构造和地球物理方面，刘东生院士独辟蹊径，利用黄土来追溯青藏高原的历史。黄土研究表明，青藏高原—戈壁沙漠—黄土高原是一个在成因上彼此相关的系统，其影响还可以延伸到黄河起源、华北平原的起源、黄海和渤海的充填乃至北太平洋海底的粉尘堆积，而青藏高原的隆起是这些现象的原动力。风从干旱的沙漠中来，往东吹去，带来尘土。黄土高原是青藏高原升起的产物，黄土的历史就是沙漠的历史，是青藏高原的历史。（摘自《三思科学》电子杂志）