地理科普:除了大沙漠,塔裏木還有什麽?
發布時間:2020-09-21
瀏覽次數:2616

|科學| · |探索| · |好奇|

在遙遠的中國西北部,有一片被人們(men) 遺忘的土地。它被群山環峙,東(dong) 西最長處1400千米,南北最寬處520千米,總麵積達到40萬(wan) 平方千米。這裏降水稀少,黃沙漫漫,幾條河流蜿蜒流淌,最終都消失在大漠深處。

塔裏木河航拍 | 塔裏木盆地的生命之河。攝影師@趙來清

文明的光輝隻能依托著寶貴的雪山融水,蜷縮在綠洲的遮蔽之下,這裏因此成為(wei) 中國最地廣人稀的地方之一。

南天山腳下的拜城縣綠洲 | 遠景雲(yun) 霧繚繞之處為(wei) 南天山。冰雪融水衝(chong) 出天山,形成巨大的衝(chong) 積扇。扇前的窪地上水源豐(feng) 富,足以支撐城鎮。攝影師@仇夢晗
這便是塔裏木盆地,在它的腹地,33萬(wan) 平方千米的塔克拉瑪幹沙漠是中國第一大沙漠、世界第二大流動沙漠,生存環境極為(wei) 殘酷。

塔裏木盆地示意圖 | 塔裏木盆地幹旱少雨,城鎮集中在山麓綠洲和河流兩(liang) 岸,依水而生。製圖@鞏向傑&陳隨/星球科學評論一億(yi) 年以來,這片土地一直在被嫌棄:大海拋棄了它,江湖拋棄了它,甚至後來連人類也在慢慢拋棄它。大漠瀚海的深處,一直被嫌棄的塔裏木究竟隱藏著怎樣的幽怨與(yu) 不甘?它還會(hui) 被嫌棄多久?

01

被大海拋棄:橫刀奪愛在恐龍仍然漫步的年代,大海曾經擁抱過塔裏木。

一億(yi) 年前的白堊紀晚期,塔裏木盆地北部是苟延殘喘的古老天山,西邊則通向一個(ge) 古老的大海,副特提斯海,如今早已消亡不見。但它曾經高歌猛進,向塔裏木盆地發起了至少五次大規模入侵[1-7]。

白堊紀晚期的古地理格局 | 8000萬(wan) 年前,海水曾自西向東(dong) 侵入塔裏木盆地。Ma表示百萬(wan) 年。圖源@Christopher Scotese,截取自文獻[8]

這是屬於(yu) 塔裏木的海洋時代。5500萬(wan) 年前,全球海平麵達到最近一億(yi) 年以來的最高值,塔裏木海灣的麵積也達到最大,顯出一派溫暖濕潤的溫帶海濱景象。在塔裏木北側(ce) ,海水向東(dong) 最遠影響到庫車-拜城周邊地區[2-3];在南側(ce) ,海水最西則可以影響到民豐(feng) 一帶[9]。

古近紀始新世早期的塔裏木海範圍示意圖 | 海水沿著古天山和古昆侖(lun) 山的山前沉降帶向東(dong) 侵入。Ma表示百萬(wan) 年。由於(yu) 數千萬(wan) 年間板塊運動變化劇烈,圖中民豐(feng) 和拜城地區僅(jin) 為(wei) 粗略標注。圖源@文獻[10]

但有一股力量很快插足了大海與(yu) 塔裏木的親(qin) 密關(guan) 係,它就是帕米爾高原。

帕米爾高原東(dong) 北部的昆蓋山 | 昆蓋山有連續十多座山峰,人稱“昆蓋十八羅漢”。攝影師@GAGALing

帕米爾高原地處中國最西部,位於(yu) 塔裏木盆地與(yu) 塔吉克盆地(塔吉克斯坦境內(nei) )的連接處,像個(ge) 楔子一般楔入兩(liang) 大盆地之間。而在帕米爾高原崛起以前,這兩(liang) 個(ge) 盆地原本連為(wei) 一體(ti) ,共同接受海水侵襲。

現代帕米爾高原地區簡要地形圖 | 帕米爾高原如今已經和天山西南端碰到一起,切斷了塔吉克盆地與(yu) 塔裏木盆地之間的聯係。圖源@文獻[10]

當帕米爾高原向北突進時,像第三者一樣插足到塔裏木盆地與(yu) 塔吉克盆地之間,橫刀奪愛。大約4100萬(wan) -3700萬(wan) 年前,隨著帕米爾高原周圍地區的海拔逐漸抬升,海水進出塔裏木盆地的渠道被阻斷,大海被迫退出[5-7, 10-16]。

帕米爾高原北進將海水逼退示意圖 | 帕米爾高原的抬升和北進與(yu) 塔裏木海退有關(guan) 。圖源@文獻[14]

然而雁過留痕,大海的離開也在塔裏木盆地留下了遺產(chan) 。長達6000多萬(wan) 年的時間跨度中,海水在塔裏木盆地幾度進退,滄海和原野交替出現。每當海水退去,滯留的海水在低窪處漸漸蒸發成白色的鹽礦,為(wei) 塔裏木盆地中西部留下豐(feng) 富的鹽礦資源(注)[1, 17-21]。

古老海洋遺留的鹽岩地層 | 阿克蘇地區溫宿縣東(dong) 部,玉爾滾立交橋東(dong) 北方向,卻勒塔格山西段的卻勒鹽推覆體(ti) 。山體(ti) 上的白色物質為(wei) 鹽岩(及鹽霜)。攝影師@常力。更多信息參見文獻[22]。注:塔裏木盆地兩(liang) 側(ce) 的鹽岩並非全由古海洋幹涸形成,也有一些鹽源於(yu) 古代鹽湖。

時至今日,人們(men) 可以在塔裏木盆地西部的諸多鹽礦場裏觸摸遠古的大海。其中,在塔西北阿克蘇地區的溫宿縣,地下的鹽層刺破層層岩石,流出地表(注),塑造了中國唯一一處以各種鹽岩地貌為(wei) 主題的地質公園:新疆溫宿鹽丘國家地質公園。新疆溫宿鹽丘國家地質公園的鹽丘景觀 | 遠景中部發白的山體(ti) 即為(wei) 該公園的核心地貌,鹽丘。它是地下鹽岩湧出地表形成的丘狀隆起,白色的鹽岩與(yu) 紅褐色的其他岩石混雜一起,舔之有鹹味。圖源@VCG。注:鹽岩的流動性很強,在地下“如黃油般柔軟”,在地上則會(hui) 受重力作用緩緩流動,因此流出地表的鹽岩也被叫做“鹽冰川”

在山地的“橫刀奪愛”之下,大海不得不拋棄了塔裏木。河流即將上位,它們(men) 將重新擁抱塔裏木一段時間,然後再度背叛。

02

被江湖拋棄:三次背叛
河流原本隻是塔裏木海灣裏不起眼的力量,隻配作為(wei) 陪襯。但在大約3700萬(wan) 年前,海水被幼年期的帕米爾高原逼退,這些河流開始作為(wei) 群山的代表正式上位。它們(men) 衝(chong) 淡了大海留下來的海跡湖,匯集成新一代湖泊。此時的塔裏木盆地一度也河湖叢(cong) 生,到處都分布著湖沼和衝(chong) 積平原。

黑海和裏海 | 副特提斯海從(cong) 塔裏木盆地向西退卻的過程中,窪地裏的海水保留下來。後來,周圍河流繼續注入,這些窪地演化成黑海(左側(ce) )和裏海(中部)。類似的過程曾經也在塔裏木盆地發生過。圖源@VCG

屬於(yu) 塔裏木的江湖時代開始了,隻是這樣的景象並沒有一直持續下去。因為(wei) 群山帶來的不僅(jin) 有河流,還有三次背叛。第一次背叛來自雨水。隨著帕米爾高原繼續北進生長,西側(ce) 的海洋水汽需要翻山越嶺才能進入塔裏木盆地。它們(men) 被迫冷凝成雲(yun) 化作降水,最終進入塔裏木盆地的水汽快速減少,暖濕氣流變為(wei) 幹燥氣流。這就是雨影效應[23],它標誌著雨水開始背叛塔裏木。

雨影效應示意圖 | 來自海洋的暖濕氣流在爬坡時冷凝成雲(yun) ,在山脈靠海一側(ce) 形成大量降水,另一側(ce) 則變為(wei) 被幹燥氣流籠罩的雨影區。圖源@文獻[48]

除此以外,地球的大氣候逐漸變冷變幹,塔裏木變得更加幹燥,湖泊難以擴大,反而更容易萎縮鹹化,許多淡水湖最終轉化為(wei) 鹽湖[17-19, 24-27]。到了後來,連永久性湖泊也愈發變少。距今約700萬(wan) 年前,帕米爾高原基本成型,關(guan) 閉了塔吉克盆地與(yu) 塔裏木盆地間最後的水汽通道,加重雨影效應。

從(cong) 阿克陶縣向南眺望帕米爾高原 | 圖中雪山為(wei) 公格爾九別峰,位於(yu) 公格爾峰西側(ce) 。它是高空水汽的最後一道攔阻線,將翻越帕米爾高原後不多的水汽化作冰雪,為(wei) 塔裏木盆地提供融水。拍攝地點位於(yu) 阿克陶縣奧依塔格鄉(xiang) 。攝影師@陸雨春

在河流與(yu) 湖泊潤澤不到的地方,暴露在地麵的泥沙被風吹起,堆成流動沙丘,沙漠化進程啟動。塔裏木盆地迎來了第二次背叛,河湖的背叛。

帕米爾高原向北突進過程的示意圖 | 帕米爾高原靠近天山。圖源@文獻[29]

麻紮塔格山位於(yu) 塔裏木盆地西南部的沙漠腹地,人們(men) 在這裏發現了流動沙丘形成的岩石[23, 28],距今年代約700萬(wan) 年。

塔克拉瑪幹沙漠西南方向的麻紮塔格山 | 此山南側(ce) 發白,北側(ce) 發紅,因此也叫作紅白山。這些地層中隱藏著700萬(wan) 年前塔裏木盆地內(nei) 最古老沙丘的身影。遠景是塔克拉瑪幹沙漠西南部。圖源@圖蟲創意

但從(cong) 第一座沙丘到茫茫沙海,中間還相差了數百萬(wan) 年的光陰。這是一段河流、間歇性淡水湖、鹽湖、衝(chong) 積平原與(yu) 流動沙丘共存的時期,而氣候大背景又在逐漸轉冷轉幹,我們(men) 很難簡單的使用大沙漠、大衝(chong) 積平原或者大湖來簡單概括。300多萬(wan) 年前,青藏高原啟動最近一次快速隆升,海拔高度快速升高到4000米以上,進一步加劇了塔裏木盆地的雨影效應和沙漠化進程,大量間歇性湖泊消失,沙漠從(cong) 內(nei) 向外擴大[30-36]。

塔裏木河下遊的無名湖泊 | 塔裏木河下遊地區尉犁縣境內(nei) 有很多小湖泊,它們(men) 由河水補給的地下水外滲形成,常生長著胡楊林。攝影師@柴江輝

距今約70-50萬(wan) 年前,永久性的塔克拉瑪幹大沙漠最終出現[30],塔裏木迎來了第三次背叛,綠色的背叛。那時的塔裏木盆地,或許已經與(yu) 今日的麵貌頗為(wei) 相似:群山環繞四周,沙漠占據腹地,綠洲列陣山麓,河流串聯東(dong) 去,匯入塔裏木盆地彼時的最低點,東(dong) 部的古羅布泊——這是塔裏木盆地經過一億(yi) 年的滄海桑田後,剩下的最後一個(ge) 古大湖[32, 37-38]。

羅布泊大耳朵及鉀鹽場 | 地質曆史上,古羅布泊的麵積遠比今天大。在它不斷幹涸的過程裏,在地表留下了一圈一圈的鹽層。圖源@Google Earth

從(cong) 雨水的背叛,到河湖的背叛,再到綠色的背叛。三場背叛,宣布了塔裏木盆地的枯萎和塔克拉瑪幹沙漠的誕生。不再有海浪輕撫,隻有沙漠令人望而生畏。不再有江湖澎湃,隻有綠洲苦苦支撐生命。塔裏木,在它最荒涼的年代遇見了人類。

03

人類:繼續拋棄還是選擇擁抱?
至少一萬(wan) 年前,人們(men) 就已經生活在塔裏木盆地的綠洲中[39],但這一萬(wan) 年裏,無數古老的家園卻遭到遺棄。在塔裏木盆地南緣,尼雅河和克裏雅河自南向北流入沙漠,在各自的末端孕育出綠洲,是現代人沿河棲居的終點。但在現代綠洲的更北邊,還隱藏著若幹被黃沙掩埋的古城遺址和古代河道。

塔裏木盆地南緣部分古城遺址分布圖 | 數千年前,尼雅河和克裏雅河都曾經流入沙漠更深處,孕育古城。製圖@鞏向傑&陳隨/星球科學評論

2000多年前(秦漢時代),氣候比今天更加溫暖潮濕,尼雅河水量更大,向北流至更遠。一群古人依水而生,修築溝渠,在今日尼雅河末端西北方向20多千米處,發展出繁榮一時的綠洲農(nong) 業(ye) 城邦。《漢書(shu) ·西域傳(chuan) 》稱之為(wei) 精絕國,如今被人們(men) 叫做尼雅遺址,“五星出東(dong) 方利中國”織錦即出土於(yu) 此。

“五星出東(dong) 方利中國”武士織錦護臂 | 這塊珍貴的漢代織錦出土於(yu) 尼雅遺址,是古代中原王朝對西域實施管控的實物證據之一。製圖@星球研究所,底圖攝影師@劉玉生但到了距今約1600年前(東(dong) 晉時代),人們(men) 卻因為(wei) 種種原因拋棄了自己的家園,將房屋、宮殿、佛塔和田地交付黃沙。到了當代,古尼雅河早已幹涸,就連佛塔也被時光抹去了棱角。

尼雅遺址群的古佛塔 | 一千多年的風沙吹拂,摧殘了古佛塔的外觀。攝影師@李學亮

類似的故事,也發生在尼雅遺址西北方向約90千米處的克裏雅河末端,達裏雅布依鄉(xiang) ,人類在塔克拉瑪幹沙漠腹地最深處的天然聚落。

現代克裏雅河下遊的達裏雅布依鄉(xiang) | 遠處可見河水反光。這是克裏雅河滋養(yang) 的最後一個(ge) 人類聚落,隨後便斷流在沙漠腹地。但在西漢時期,克裏雅河曾穿過塔克拉瑪幹沙漠匯入塔裏木河。攝影師@丁丁

在達裏雅布依鄉(xiang) 的西北方向,大漠中隱藏著距今約2600年(春秋時代)的圓沙古城。400年後,克裏雅河改道東(dong) 移,人們(men) 也隨水東(dong) 移,修建了喀拉墩古城。到了大約1600年前(東(dong) 晉時代),喀拉墩古城也逐漸從(cong) 曆史裏淡出。除了戰亂(luan) 等人為(wei) 因素,克裏雅河下遊持續的退縮和改道,是古城被廢棄的自然背景[41-43]。

古克裏雅河末端的喀拉墩古城遺址 | 幹枯的木樁在黃沙中安靜站立,似乎在等待那些離去的人們(men) 。攝影師@劉玉生

最近一萬(wan) 年來,全球氣候變冷變幹,這是控製塔裏木盆地綠洲萎縮,河流斷流的主要自然原因。而人類的不合理用水,也加劇了沙漠綠洲地區的生態惡化。

最近1.2萬(wan) 年來的全球氣候變化示意圖 | 七千多年前氣候更加溫暖潮濕,但隨後便一路走低。圖源@railsback.org

但人們(men) 並沒有真的遺忘這片浩瀚沙海,共和國工業(ye) 體(ti) 係對資源的旺盛需求,為(wei) 塔裏木續寫(xie) 了新的故事。“隻有荒涼的沙漠,沒有荒涼的人生”,一代代建設者們(men) ,義(yi) 無反顧地紮進大漠深處。

“隻有荒涼的沙漠,沒有荒涼的人生” | 這是塔裏木油田的一句著名口號。圖源@VCG

人們(men) 在塔裏木盆地建設起了以中石油塔裏木油田和中石化塔河油田為(wei) 主的一係列油氣田,石油鑽井遍布塔裏木各地。2019年,塔裏木盆地內(nei) 的各個(ge) 油氣田生產(chan) 油氣約3700萬(wan) 噸油當量[44-45],以一己之力,貢獻了中國當年油氣產(chan) 量的10.9%,成為(wei) 中國油氣生產(chan) 版圖裏不可忽視的一塊拚圖。

石油勘探人員在沙漠腹地作業(ye) | 在沒有道路的沙漠腹地進行勘探作業(ye) ,對於(yu) 人員和設備都是極大的考驗。圖源@VCG除此以外,塔裏木油田也是西氣東(dong) 輸的主要氣源。截至2019年8月23日,西氣東(dong) 輸工程一共向東(dong) 部地區輸送為(wei) 4920億(yi) 立方米天然氣,其中有2315億(yi) 立方米來自塔裏木油田,占西氣東(dong) 輸總輸氣量的47.1%,惠及沿途的15個(ge) 省份,120多個(ge) 大中型城市,直接受益人口近4億(yi) [46-47]。

西氣東(dong) 輸二期工程的某工地 | 2011年5月17日,江西省遂川縣西氣東(dong) 輸二線(遂川段)管道中轉站建設工地,高大的放空火炬十分搶眼,它的作用是燃燒廢氣。圖源@VCG為(wei) 了方便沙漠腹地的油氣生產(chan) ,從(cong) 上世紀90年代開始,人們(men) 修建了若幹條沙漠公路。它們(men) 在沙漠裏蜿蜒交錯,使人員流動和物資運輸變得更加方便。

塔克拉瑪幹沙漠公路 | 路邊是一處取水房,為(wei) 往來車輛提供便利。一些太陽能發電板分布在四周提供能源。類似的取水房每100千米就有一處,一般由一對夫妻共同值守。圖源@VCG還有鹽礦,它們(men) 來自一億(yi) 多年裏蒸發殆盡的海水和湖水,把曾經溶於(yu) 水的寶貴物質遺留在地下的鹽岩地層和鹵水裏。例如鉀元素,工業(ye) 時代的人們(men) 用它製造化肥,反哺農(nong) 業(ye) ;還有鋰元素,互聯網時代的人們(men) 用它製造鋰電池,通向未來。

羅布泊鉀鹽池 | 人們(men) 抽取羅布泊的地下鹵水,在曬鹽池內(nei) 蒸發濃縮,用來製取鉀鹽。此外,這些鹵水中也可以提取出鋰。攝影師@徐樹春
塔裏木盆地還是可再生能源的聚寶盆,光伏發電站已經在圍繞沙漠的各個(ge) 州市四處開花。未來,塔裏木盆地豐(feng) 富的風、光能源,或許也將為(wei) 改變中國能源格局做出自己的貢獻。

巴音郭楞州南部且末縣某村莊的分布式光伏發電設備 | 太陽能發電板安裝在村民的房頂上,平時發電自用,閑時餘(yu) 電入網,可以為(wei) 村民創收。圖源@VCG就這樣,那些曾拋棄了塔裏木荒涼腹地的人們(men) ,又憑借著工業(ye) 的力量,重新走進了荒涼。但這並不意味著人們(men) 要試著征服或消滅沙漠,而隻是運用科技的力量,合理利用沙漠。

塔裏木盆地在最荒涼的歲月,迎來了最華麗(li) 的綻放,無意間參與(yu) 鋪就了人類通向未來的道路。

集結在塔克拉瑪幹沙漠腹地的工業(ye) 力量 | 這處壓裂站在為(wei) 油井壓裂準備設備和物資。圖源@VCG山河無言,歲月無情。回顧塔裏木盆地最近的一億(yi) 年,它曾經無數次被拋棄。大海轉身離去,雨水、河湖、綠色先後背叛。在遙遠的未來,地質運動還將繼續改變塔裏木盆地的容顏。

但在此時此刻的塔裏木,人們(men) 選擇了轉身擁抱。

塔克拉瑪幹沙漠裏的公路和輸電塔 | 公路和電力,引領文明走進沙漠。攝影師@王寰
他們(men) 將繼續運用無窮的智慧與(yu) 勇氣,與(yu) 無情的沙漠展開角力,重新把這片一直被嫌棄、不斷被拋棄的土地擁入懷中。

因為(wei) 無論塔裏木變成什麽(me) 樣子,它終究是人們(men) 無法舍棄的家園。

| END |

關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號,在對話框:
回複【最新活動】,了解近期科普活動
回複【科普行】,了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】,了解最新科普研學營
回複【科普課堂】,了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】,了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】,了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】,了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】,學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站
回複【深圳科普月】,了解更多科普月活動詳情

聽說,打賞我的人最後都找到了真愛。
做科普,我們是認真的!
掃描關注深i科普公眾號
加入科普活動群
  • 參加最新科普活動
  • 認識科普小朋友
  • 成為科學小記者