黃河終于有了準(zhǔn)確生日

文 張 聞

自古以來(lái)，黃河的孕育、誕生、發(fā)展受制于地史期內(nèi)的地質(zhì)作用，對(duì)于其準(zhǔn)確的形成時(shí)間，科學(xué)界一直有著不同的觀點(diǎn)。但在近期，黃河終于有了準(zhǔn)確的生日。中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員龐忠和等中國(guó)科學(xué)家圍繞黃河“身世”和現(xiàn)代黃河水系格局形成時(shí)代展開研究。他們通過地下水精細(xì)定年測(cè)定，得出了“現(xiàn)代黃河水系格局的形成時(shí)代為125萬(wàn)年前”的結(jié)論，一改此前眾說(shuō)紛紜的局面。

“黃河的年齡”如何界定？

長(zhǎng)期以來(lái)，“黃河的年齡”是地質(zhì)學(xué)和地理學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域研究的一個(gè)重要課題，它有助于了解黃河流域的演化歷史，包括河道的形成、變遷、地質(zhì)構(gòu)造的活動(dòng)及氣候變化等方面的信息。特別是對(duì)于現(xiàn)代黃河水系的形成演化歷史及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制的研究，能為理解構(gòu)造—?dú)夂蛳嗷プ饔萌绾嗡茉煳覈?guó)地理環(huán)境格局提供重要證據(jù)。因此，多年來(lái)科學(xué)家一直未曾放棄對(duì)于“黃河的年齡”的科學(xué)性研究。

為何“黃河的年齡”難以確認(rèn)？這和黃河流域的地質(zhì)與河流性質(zhì)有著密切的關(guān)系。黃河流域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，分屬西域陸塊和華北陸塊，二者以賀蘭山、六盤山的深大斷裂為界，分為東西兩部分，涉及不同的地層和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，因而難以準(zhǔn)確追溯河流的演化過程；同時(shí)，黃河是中國(guó)最大的泥沙河流之一，長(zhǎng)期以來(lái)不斷堆積和侵蝕地表。這些沉積物在數(shù)千年的積累中逐漸改變了河道的地理特征，包括寬度、深度和水流路徑，使得準(zhǔn)確界定現(xiàn)代黃河的年代成為一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。

多年來(lái)，對(duì)于現(xiàn)代黃河水系格局的形成時(shí)代，學(xué)術(shù)界眾說(shuō)紛紜，有15萬(wàn)年前、不晚于120萬(wàn)年前、約500萬(wàn)年前等不同觀點(diǎn)。但具體是哪一年，科學(xué)家一直沒有準(zhǔn)確的論斷。

125萬(wàn)年的數(shù)字是如何確定的？

想要測(cè)定“黃河的年齡”，必須選擇黃河流域的代表性區(qū)域進(jìn)行研究。

三門峽是黃河主干道上的最后一道峽谷，南北分別被中條山、秦嶺和崤山所限，河道擺動(dòng)和河流沉積物的沉降空間極為有限，若黃河流經(jīng)三門峽，必然在盆地中心位置留下足跡。因此，確定三門峽地區(qū)最老黃河沉積物的年代，即可獲得現(xiàn)代黃河水系形成時(shí)代的可靠證據(jù)。

在2022年，蘭州大學(xué)與中國(guó)地震局地質(zhì)研究所、中國(guó)地震局第一監(jiān)測(cè)中心、日本島根大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）組成的研究團(tuán)隊(duì)獲取了黃河貫通三門峽歷史完整的巖芯檔案，使用沉積學(xué)、古地磁定年、物源分析、古環(huán)境代用指標(biāo)記錄等方法，研究團(tuán)隊(duì)提出“現(xiàn)代黃河水系在125萬(wàn)年前開始形成”的結(jié)論。

與之不同的是，這次研究團(tuán)隊(duì)主要選擇渭河盆地深層地下水展開年代學(xué)研究，并綜合81Kr與36Cl方法開展精細(xì)的定年工作。

渭河盆地位于中國(guó)黃土高原與秦嶺造山帶之間，保存有超過7500米的巨厚細(xì)粒河湖相沉積。除此之外，渭河盆地?fù)碛惺澜缫涣鞯难芯啃律鷣喼逇夂蚺c水文變化的獨(dú)特陸相記錄，是研究黃河河道變化的良好場(chǎng)所。

在這次研究中，研究團(tuán)隊(duì)共采集測(cè)定了8組地下水樣品。通過研究，他們發(fā)現(xiàn)自秦嶺山脈向北區(qū)域地下水呈現(xiàn)年齡逐漸變老的趨勢(shì)，而根據(jù)地球化學(xué)溫度計(jì)估算地下水的溫度可達(dá)100℃～130℃。這部分地下水在受重力驅(qū)使繼續(xù)向北運(yùn)移的同時(shí)，溶解了古三門湖湖相沉積中的氯化物，因而Cl元素含量顯著增加，并最終與盆地中心部位的老地下水混合。

與此同時(shí)，由于鄂爾多斯高原隆升黃河溯源侵蝕和不斷下切導(dǎo)致區(qū)域深層地下水流向發(fā)生了轉(zhuǎn)折，而這個(gè)時(shí)間在110萬(wàn)年至130萬(wàn)年前，正好對(duì)應(yīng)中更新世氣候轉(zhuǎn)型期、第四紀(jì)轉(zhuǎn)型期。最終，研究團(tuán)隊(duì)獲得了125萬(wàn)年前斷代時(shí)間節(jié)點(diǎn)的新結(jié)果。

至此，關(guān)于黃河年齡的多種爭(zhēng)議觀點(diǎn)，終于有了更加明確的答案。而這一研究成果的產(chǎn)生，不僅有助于了解黃河流域的演化歷史，也為研究世界大江大河的形成演化歷史和水系發(fā)育模式提供了新的視角。