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第四章 青藏大地從古海中升起
送交者: 一葉扁舟 2006年03月04日00:12:42 於 [史地人物] 發送悄悄話

第四章 青藏大地從古海中升起

——大陸漂移與板塊構造學說的提出,七十年代的國際地學革命——地質學家常承法以板塊構造理論初建青藏高原形成框架——大地構造學家潘裕生——岩石學家鄧萬明——地質古生物學家文世宣——一幅地質史的古遠圖景,青藏高原時空:三個大洋,四次運動,五條縫合線,六塊地體——青藏地質後來人——地球物理學家向地球深部開拓——幾千萬年來,拉薩向北推移了14個緯度--地球化學家讀出石頭的成分和年紀--地

球動力學機制眾說紛紜——在地質科學上沒有最後的一句話——

  從五十年代到七十年代,對於國際地球科學界來說是一個空前偉大的時代。這一時期飛速發展的工程技術帶動了古地磁、古生物以及海洋學諸學科的迅猛發展,引發了一場地學革命。這期間證實了大陸漂移說,板塊構造說,磁極倒轉說,恢復了8000萬年以來的氣候環境,對於歷次古生物滅絕及其後的生物大爆炸有了新的認識,深海勘探使得特提斯古海的遺蹟--地中海的滄桑史已經大致瞭然;曾與喜馬拉雅同為深海洋底的阿爾卑斯山的每一塊石頭都被摸遍......

  其中最為關鍵的、與青藏研究息息相關的,是板塊構造理論,是大陸漂移學說。否則,對於青藏高原面上考察可以至為詳盡,地理圖像的描述可以至為清晰,但是,當地質學家面對從南到北那一條條裸露着深海物質的縫合線、地球物理學家們面對古地磁測定的岩石形成在赤道以南的位置、生物學家們面對雅魯藏布江南北迥然有異的古生物區系群落......定然茫然不知所措。而有了這一學說的觀照,許多問題的答案不言自明。就像八十年代在雅魯藏布大峽谷的考察中,當菌類學家卯曉嵐發現了生長在白蟻穴上的雞樅菌,這一赤道附近生存之物居然出現在北緯29度處,菌類學家只有驚喜而無驚詫。他自言自語地說,噢,它們的祖先,連同它們的家園是乘坐着印度大船從南方來的呵。剩下的問題,只是解釋它們何以能夠繼續生存在大峽谷之中罷了。

  回首20世紀,科學的腳步前行得何其迅疾;板塊學說的建立,被公認為這一世紀中地球科學的最大突破。

  有關大陸漂移、海底擴張以及後來的板塊理論等一系列現代主流地學理論,經歷了為時半個世紀的假說和驗證過程。20世紀初期,德國氣象學家魏格納從世界地圖上發現了一些不可思議的現象:他注意到南美洲東岸巴西的凸出部分與尼日利亞下方的非洲西海岸,可以天衣無縫地相拼合,好象它們曾為一體而後反向分離;南美與非洲的古動物群有相似之處;印度和澳洲南部的冰川沉積物居然一體相連,似乎共同經歷了一次大陸冰川作用......在他之前已有許多前人注意到了地圖上幾塊大陸可以拼接的現象,並為此議論紛紛,有過一些遐想;只有魏格納大膽推論它們曾一度同為一個名叫岡瓦納的超級古大陸,位於南極附近;在某一時期它們開始分裂,分裂成幾大板塊並各自漂移開來。"大陸漂移"假說就這樣在1912年提出了,一些人點頭說,"有道理";一些人搖頭說,"怎麼可能";更多的人存疑,拭目以待:畢竟科學立論需要確鑿論據。經典地質理論認為,陸地由地台和地槽所組成,地台相對穩定,地槽可以運動,但絕不是東西南北的水平運動,而只會上上下下地垂直運動--大陸豈能"漂移"?

  註定要為科學而獻身的魏格納,踏上了漫漫求證之路。在北極格陵蘭冰蓋的冰天雪地里,魏格納壯烈殉職。

  隨着提議者的離去,這一假說一度沉寂;但是大地並未因此卻步,若干年後的人們藉助技術革命,忽然發現大陸正在移動,並且這種移動從來也沒停止過呵。這一"忽然發現"事件發生在五十年代。美國海軍為軍事目的做海洋調查,驚奇地窺見了一個圖像--太平洋洋底的磁性條帶呈現規律性分布:從大洋中脊處向兩側展開,直到淺海大陸架,正向與反向的磁條帶相間排列,有條不紊;條帶寬度從幾公里到上百公里不等,長度可達數千公里。太平洋之後,又相繼發現了全球所有大洋之底無一例外地存在這種條帶!

  深海洋底呈現規律性分布的,還不限於磁性條帶,人們同時注意到大洋中脊處的海洋地殼很薄,年代很新,甚至薄到、新到幾等於零;距離洋脊越遠,洋殼越厚,年代越老;接近淺海大陸架,洋殼與陸殼融為一體;洋殼年齡為兩億年。這些規律分布是如此均勻,如此恆定。然而知其然不知其所以然,第一張海底地磁圖於五十年代末出版時,只提示現象,而無從解釋。

  往下的故事很精彩,可說是一個由技術革命推動思想革命的經典範例,可說是即使常規科學的進展,也不亞於誘人的天方夜譚。一張神奇的海底地磁圖,引發浮想聯翩,答案只有一個,看誰捷足先登。這一次不用很久,就有人率先提出了"海底擴張"說。那是歸納了海底運動現象所提出的理論:地球深部熔岩自大洋中脊處噴涌而出,在兩側固化為岩;新生的洋殼推動先成的舊洋殼,緩緩插入大洋兩側大陸地殼,重新熔融,以此維持擴張與消亡、創造與毀滅的平衡。而正反向相間的條帶正是地球史上磁場倒轉歷史的忠實記錄。過了不久,有人忽然聯想到擱置有年的魏格納假說,在"海底擴張"之後補充了一句:由於海底的擴張,推動了大陸的漂移。綜合海底擴張說和大陸漂移說,聯繫到大陸碰撞,一個激動人心的理論--"板塊構造"說脫穎而出。

  新理論不僅解釋了海洋的形成、陸地的漂移,也解釋了大陸碰撞的邏輯理論。這一系列新理論構成七十年代國際地學革命的核心,人類對於地球的認識因之大大向前邁進了一步。為此有人不無遺憾地說,可惜諾貝爾獎沒設地學獎......

  從事青藏研究的科學家們由衷地感謝這一場地學革命,青藏研究無疑是這場革命的受益者。不然的話,將不知在黑暗中繼續徘徊多少年。以傳統地學中經典的地槽地台學說解釋青藏高原成因,說的不免就是另外一個故事了:雅魯藏布以北是一巨大地台,它曾為淺海;喜馬拉雅則是深海之下的地槽,有物質在其上不斷地堆積,由於受到擠壓而形成山脈。至於翻上地表的蛇綠岩,則被認為是地下物質體的侵入:是地幔中熔融的岩漿沿着地殼的深大裂隙侵入到地殼上部冷卻而成......然而多年的考察實踐,難以自圓其說,令人疑竇叢生。

  正是在這一國際地學新舊交替時代,"常板塊"的故事應運而生。

  1960年,地質學家常承法參加科考隊第一次進藏。他和同事們一道乘坐躍進牌大卡車,從格爾木出發,走青藏公路,到達拉薩時已是半個月之後,每個人都是半死不活的情狀。此後去藏北,去雅魯藏布沿線,用的還是原始而經典的三大件:羅盤、鐵錘、放大鏡,把計步器拴在馬腿上數步子,換算距離......正是貫穿了六十年代的包括珠峰在內的西藏地區考察,使常承法積累了相當豐富的第一手資料,這是實現理論突破的前提;直觀的、感性的認識就像一層層疊加的沉積物,它們仿佛在沉睡之中,一旦被新的思想照亮,就將被激活,產生質變飛躍。

  這個"一旦"出現在六、七十年代之交。常承法從成千上萬條國際地學信息中,敏銳地捕捉到正在討論中的板塊學說,頓時豁然開朗--腦海中靜止的青藏大地活動起來,那些不同年代的地體,地體連接處的條帶,蛇綠岩令人生疑的來歷......似乎都在爭相訴說起來。他就像一個面臨着山重水複境地,又忽見峰迴路轉的旅人那樣,激動地拿來作為路標的板塊理論,第一次把它應用在中國,應用在青藏高原。這不是簡單的套用,而是創造性的應用。1973年,他提出了青藏高原由北向南多地塊、多次拼合的概念、各板塊之間縫合帶的概念,初步建立了青藏高原大地構造的基本框架。這個框架後經由潘裕生他們所完善,被國際地質學界普遍認可。

  這一框架--確切地說,是這一思想的確立,對於七十年代以來的多學科青藏考察具有至關重要的意義。不僅那一時期的常承法言必稱"板塊",大家也都跟着"板塊"、"板塊"起來。按照青藏隊的習慣,大家給這個始作俑者取了一個雅號叫"常板塊"。

  青藏科考隊就這樣揚帆出海--或曰借船出海:船是國際地學研究成果之船,帆是人類科學精神之帆,海是青藏脫胎而來的特提斯古海,而駕船者,則是中國的科學家。揚帆出海,一直走過了地質滄桑數以億萬年計的時空。

  地質學家常承法初步勾勒了青藏高原形成初始的時空邊界輪廓,只是一代人的足力有限,他的工作範圍主要限於青藏高原中南部,在他所未能親自走過的北部西部地區,只好藉助推論,因之他的輪廓中僅有四條縫合線、四次大陸拼貼過程和大約三億年的時間。理論及其欠缺有待後來人去驗證,去補充,去完善。這情形正如瑞士登山家拉姆貝爾所說的:每個探險隊都是踏着先行者的肩上前進的。

  後來的潘裕生、鄧萬明沿着常承法所描繪的時空邊界輪廓繼續行進,二十多年間在每一板塊縫合處駐足凝神,傾聽過往大洋的濤聲,陸地相撞之際驚天動地的絕響,遙望海洋一次次消隱,陸地一片片升起,感應一個遙遠而神秘的召喚......排山倒海,博大雄渾,盡享天地造化的大壯大美。

  地質學家、大地構造學家潘裕生教授,自從1974年參加青藏隊以來,足跡踏遍高原,東起橫斷山脈崇山峻岭的山川交匯處,西至阿里高原的山之巔水之源,南自喜馬拉雅和岡底斯之間最晚近形成的第一條--印度河-雅魯藏布縫合帶,依次北上查找第二條--班公湖-怒江縫合帶;第三條--西金烏蘭-金沙江縫合帶;第四條--崑崙南緣縫合帶,直至新發現最北一條、也是最古老的第五條--西崑崙-阿爾金-祁連山縫合帶,同時查證了五條縫合線所連接六塊地體各自不同的古緯度位置和碰撞時間,將最為古老的原特提斯大洋上溯到八、九億年前,將青藏高原北部最初形成的歷史推往五億年,並圖示了青藏高原在何時、如何自北而南一塊塊拼合而成。

  每一條縫合帶在我國境內的東西長度都在兩千公里以上。這是由南及北,從東到西,整個青藏高原幾乎走遍的尋找過程。重要工作之一就是尋找縫合帶,尋找古海洋的遺蹟--蛇綠岩帶。

  蛇綠岩是什麼?蛇綠岩就是古海洋地殼的殘餘,在大洋擴張時期它們由深部湧出形成洋殼;在兩塊大陸相撞時有少量被擠出地面,年深日久後它的表面變成了綠色的蛇紋面,所以地質學家們稱它為蛇綠岩。它的出現大抵意味着此地曾是古海洋中脊處。出露在雅魯藏布江一線的蛇綠岩最為典型。這條江把從前被特提斯大洋分隔開的岡瓦納大陸和歐亞大陸接合起來;昔日廣闊的古海洋被擠壓成如此之窄的一個條帶,這條江就沿着這一地質構造帶發育,沿江不時可見蛇綠岩出現,被稱之為雅魯藏布地縫合線。

  由於雅魯藏布縫合帶的顯而易見,不存在爭議,所以雖然它在最晚近的4000萬年前形成,地質學家們還是把它稱之為第一縫合帶。第二條,第三條,...... 越往北,年代越古老,形象也就越模糊:它們往往被多番進行的地質構造運動弄得面目全非。

  回望幾十年鈎沉索隱的追尋之路,富有人情味的潘裕生感慨萬端的不是自己所經歷的苦旅,讓他動情的首先是他的旅伴們--那些曾經負載過他和他的標本行囊的馬、牛、驢、駱駝們。他在說到馬呀、氂牛呀、驢子呀、駱駝呀,這些字眼的時候,語氣格外的溫存。

  地質學家們的腳下,通常是杳無人跡也不通汽車的荒山野地,馱畜就成為必備的足力腳夫。潘裕生總是羨慕那些好騎手的同伴,章銘陶、李渤生他們,無奈自己的騎術總是不見長進。最早在隆子縣喜馬拉雅東段,離縣城70多公里處的邊境叢林一線,他騎一匹白馬,躍上一處峭崖陡坡,忽有樹杈撲面而來,潘裕生仰翻在馬背,那馬意識到主人危險,即刻收步--真真一匹善解人意的好馬;在阿里崗仁波齊神山下,潘裕生不幸騎了一匹爭強好勝的烈馬:在一群乘騎中,它出風頭非要跑在第一名。結果返回駐地時控制不住的風馳電掣一般,潘裕生只得緊貼在馬背,緊抱馬脖頸。不幸馬失前蹄,踏進鼠洞,人馬重重跌倒;那馬復又驚跳而起,再一次踏進鼠洞,這一回把科學家騎手越過馬頭掀翻在布滿礫石的草壩子上--腰部受傷,渾身疼痛。第二天,當完成任務的地質組把這群馬交給後來的地理組繼續使用時,再沒有勇士敢於跨上這匹馬了。

  就是在這次阿里-岡底斯山考察中,潘裕生他們描述了著名的扎達盆地土林地貌,它怎樣在上千萬年間開始形成,一直堆積到最近的上百萬年;壯美奇特的土林與黃土高原、與新疆的魔鬼城有類似之處,但成因區別在於前者為水成、後者為風成;描述了名震亞洲的神山岡仁波齊,一座隆起在四千萬年以來的年輕的山,它何以整體抬升形成水平礫岩的層面......概述了阿里的地質地貌--是以被掀下馬來摔傷了腰為代價的。

  有關於驢的故事。那是在八十年代末高原北部西崑崙,考察地處阿什庫勒、被認為五十年代初爆發的火山區,從維吾爾族村莊雇用了一群驢子。翻山過河,艱險備至。沿河的路不時中斷,只得涉水去走河的另一邊,就這樣反反覆覆,有一天最多渡過同一條河達六十多次。有一處水特別大,維族民工就讓考察隊員們騎上毛驢,他們自己則並排站在水中形成一道人牆,托住毛驢依次過河。路越走越高,在海拔5500米的大坂,克里雅冰川下,一頭毛驢口吐白沫--肺水腫,率先倒下,其後沿途共倒斃了四頭--以四頭毛驢的代價,換取了古地中海北部邊界及第五條縫合線的劃定、並在時間上向前延伸了兩億年的成果。

  還有關於駱駝的故事。喀喇崑崙考察中,潘裕生他們趕着一群駱駝沿着荒涼的陡壁深谷前往主峰喬戈里。從麻扎到克勒清河要走上三四天。克勒清河水寬流急,騎在駱駝上的潘裕生眼看一頭駱駝立腳不穩,被急流沖走,一直衝到百十米外的淺灘上。大家七手八腳把它抬上岸,第二天它就永遠地躺在了紅柳叢中。同一次旅行中,在一線天的陡崖狹路上,兩頭駱駝擠擠搡搡,靠外邊的那一頭不慎掉下80米的深谷,摔死了.....付出兩頭駱駝的代價,確認了喬戈里峰的花崗岩組成,以及主峰地帶花崗岩的年齡為一兩億年,而此前曾被認為是十幾億年前的;當年意大利科學家穿越喀喇崑崙和崑崙山主脊線時,曾認為這兩地為同一套岩石,此次考察也否定了此說。

  還有忠實的"高原之舟"氂牛,在阿里扎達,通往喜馬拉雅南麓邊境小村什布奇僅有一百多公里,但山道難行需徒步走上4天。一頭氂牛從山道滑進山下的河裡淹死了,它馱負的武漢水生所專家的魚網等一應設備也都隨水而去。


  每想起患難與共、尤其是死於非命的那些無言的旅伴們,時隔多年潘裕生仍是連聲嘆息,說來說去,而自己所經歷的那些艱苦歲月仿佛都不值得一提。

  在狹義地質學的三個主力學科中,除潘裕生所從事的構造地質外,尚有岩石學和古生物地層學。因此要說明地質方面的問題,岩石學專家鄧萬明就成為潘裕生的好搭檔。與潘的性格不同,鄧萬明激情滿懷,就像他一向鍾情的火山岩那樣,就像潘裕生猶如厚實的大地那樣--遍訪參與青藏科考的老專家們,歸納出一個普遍規律:他們人品性格的修煉,與他們畢生從事的研究對象相關,例如冰川學家施雅風,自身猶如挺拔的冰山,也消融也凝結,自是巋然不動;土壤學家孫鴻烈猶如土壤圈,也吸納也釋放,聯結着岩石、植被、大氣和水分;大地構造學家潘裕生,其性格就如同構成大地的基本元素那樣溫厚可親;地理學家楊逸疇開闊豪邁;植物學家李渤生生機勃勃,武素功幾成歷久彌堅的蕨類植物,菌類學家卯曉嵐的外號乾脆就叫"蘑菇",古生物學家文世宣封閉了熱情固守古典很內向,研究飄逸動盪的大氣和流水的章銘陶、陳傳友、湯懋蒼,常常突發異想,思緒正如行雲流水,天馬行空......這類例子比比皆是,令人不由得聯想到佛教密宗(還有氣功)的一個說法:長久地冥想某位本尊佛,久而久之至少在外觀上他就修成了冥想對像的音容形象了。果真如此,自然科學家同理。

  激情滿懷的鄧萬明1966年在北京大學地質地理系畢業晚會上,朗誦了他自己寫的一首詩《綠野放歌》:"喜馬拉雅山呵,你為什麼拔地而起,這麼年輕!"這詩就像讖語,居然從此決定了他的事業和命運--連他自己也沒想到,一生的青藏歲月都在尋找這個"為什麼",一直尋找到自己不再年輕。二十五年來,他就從岩石圈裡尋找,花崗岩,蛇綠岩;自從1976年在藏北高原深處的巴毛窮宗發現了火山岩區之後,從此一發而不可收地沉迷於火山岩之中。從巴毛窮宗開始,他尋找火山岩,南部-阿里獅泉河,北部龍木錯-羊湖,庫爾勒-若羌-木孜塔格以北,羅泊湖-綠葉湖,楚瑪爾河-可可西里,六次考察路線穿過火山帶,到達了三十多個火山區。這是激動人心的發現,那些沉寂已久的遼闊壯觀的火山地貌、保存完好的火山口,平台狀的桌狀的山,都令他流連忘返。1988年那次與潘裕生一道去阿什庫勒考察火山--亦即沿途倒斃四頭毛驢那一次--儘管艱苦卓絕,儘管否定了它的近期噴發,但當他放眼莽莽蒼蒼這片極漂亮的火山群時,內心的熱情卻如同火山噴發。艱苦的行旅使他的健康每況愈下,直到水米不進,嘔吐的血塊有黃豆粒大。急送下山到冷水泉,吃幾片三九胃泰,第二天到達低海拔的若羌時,立即痊癒--鄧萬明明白,那是高山反應造成的。1994年,中日合作聯合考察可可西里火山區,向南一直突擊到唐古拉山。兩輛豐田車,四個日本人,五個中國人,雪夜中迷了路,越走離營地越遠,走雪地,過河灘,繞了幾個大圈才望見營地的燈光。營地的人也同樣的心急如焚,一見面大家抱頭痛哭--同行的日本NHK電視台的把這動人的一幕拍下來了。

  作為合作的回報,第二年日本方面邀請鄧萬明訪問日本。在那裡,研究火山多年的鄧萬明生平第一次目睹了活火山的噴發:雲仙火山,濃煙滾滾,夜晚可見火光通明。日本同行說,這次火山專為你噴發。

  是的,青藏高原似已不存在活火山。中國境內在騰衝以西的整個西部已無火山的現代活動,僅有東部少數幾個地區和台灣有新生代以來的火山活動。根據鄧萬明對火山岩以熱發光法測年,認為第四紀以來的240萬年中曾有過火山活動,最後一次火山爆發約在距今6900年以前。現在它們作為有生命的火山都已死去。

  岩石圈的形成、演化及其動力機制是地球科學基本問題之一。隨着板塊學說的興起,至今都是國際地學研究的熱點。在鄧萬明的眼裡,地球是活的,石頭是有生命的。每當他凝視一塊岩石,就仿佛聽到石頭隱約的訴說,它的曾經和現在的故事--它來自地球深部,曾是滾燙翻騰的熔融體,當它滯留在某一部位並冷卻下來,就成為深部的岩石-岩漿岩;當它具有足夠的能力噴發到地表,它就成為火山岩--石頭的生命歷程歷歷在目,鄧萬明就得知了它所在之處的岩石組成和物質成分,結構特徵,與地殼地幔的關係;測度了它的年齡,就可以進一步追尋它何時形成岩漿,為何在此時噴發;因何在青藏北部有着如此強烈複雜的火山群組合......鄧萬明得到的回答是,這與整個特提斯帶有關。特提斯帶,從藏北向西,連通中亞-阿拉伯-羅馬-西班牙,這條帶閉合後顯現出與藏北特徵相同的一套火山岩;從藏北向東,橫斷山-泰國-馬來西亞-印度尼西亞,最終與環太平洋活火山連接一起。藏北曾是特提斯帶岩漿活動的重要一環,長達數億年的地塊拼接過程遺留下碰撞型的花崗岩-蛇綠岩帶,是大洋的殘餘之物;而新生代6000萬年以來的火山活動,則與青藏高原在這一時期的強烈隆升密切相關--大自然就這樣半隱半顯地提示着過往信息,讓科學家們歷盡艱辛、費盡心機去解讀。

  過往信息半隱半顯,吸引着科學家們歷盡艱辛去解讀。與潘裕生、鄧萬明一道在廣大高原面上東奔西走、南征北戰的還有從事地質學三大支柱之一地層古生物的文世宣、孫東立他們。古生物化石是地層和岩石的時間碼,指證着漫長的青藏演化史中那一番番海陸沉浮,滄桑變遷。

  地質古生物這一學科發端於十九世紀初葉,一位名不見經傳的英國土地測量員史密斯發現可以用貝殼化石來確定古代地層的大致年代,建立地質史序列。後來的人們便利用化石帶劃分了地質時代,例如寒武紀,例如第四紀,都是依據了生物的大滅絕及其後的生物大爆炸在地層中的記錄以斷代。再後來由物理學家發明了一系列放射性測年法,使年代精確。青藏高原歷經洋陸變遷,若按生物化石占其生命群體總量的比例為十萬分之一的估算方法,如此漫長的演化史中當遺留着可觀的化石。確實是這樣,顯生宙以來若干億年中,歷經幾次大洋的、曾經充滿淺海盆地的海生世家動物種群,一代代固化成石,或稀疏或密集地遺落在高原面上、岩石層中。藏族百姓把盤旋着節紋的菊石叫"羊角",把形似鳥頭的腕足類貝殼叫"小鳥"。在藏北雙湖附近的一座山上,這類"鳥"化石俯拾即是。


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