书城自然科学中国五千年地理之谜全集
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第2章 千奇百怪的地形地貌(1)

青藏高原在“大碰撞”前就存在

青藏高原是中国最大的高原,也是世界上最高的高原,因此有“世界屋脊”之称。

青藏高原面积240万平方公里,海拔大多在3500米以上,包括西藏和青海的全部、四川西部、新疆南部及甘肃、云南的一部分。高原周围大山环绕,南有喜玛拉雅山,北有阿尔金山、昆仑山和祁连山,西为喀喇昆仑山,东为横断山脉。高原内还有唐古拉山、冈底斯山、念青唐古拉山等。

科学界以往把它的形成归结为印度板块与欧亚板块强烈“大碰撞”的结果,而中科院专家最新研究认为,在那次大碰撞之前就有了青藏高原的雏型,它是由原先的历次大陆小碰撞后逐渐形成的高大山系。

中科院地质与地球物理所研究员丁林说,现阶段青藏高原平均海拔高度为5023米,主要由昆仑山、唐古拉山、冈底斯山、喜马拉雅山等巨大山系构成。科学家根据在这些山系间发现的洋壳残余痕迹、海洋生物化石等,判定它们之间深部有大小不等的海洋分隔,并把它们划分为昆仑、松潘——甘孜、羌塘、拉萨、冈底斯及印度板块;地质上又把这些残存痕迹分别叫做金沙江缝合线、班公湖——怒江缝合线、雅鲁藏布江缝合线等。

“缝合线”都是陆地板块多次碰撞的证明。而冈底斯板块的厚地壳和高地形大约形成于1.3亿年~1.4亿年前,比6500万年~5000万年以来的印度大陆快速向和欧亚大陆俯冲“大碰撞”早1倍多的时间。所以,青藏高原是在原先高大山系上长出的“巨人”,不像通常理论认为的是在“大碰撞”后才平地拔起的。丁林说,印度板块和欧亚板块大碰撞前,青藏高原的平均海拔大约就有3000多米。

青藏高原的移动之谜

青藏高原一直是一个神秘的地方。如今,在GPS卫星定位系统的帮助下,科学家惊奇地发现这个世界最年轻的高原竟然以每年7—30毫米的速度整体向北和向东方向移动。

尽管这种推移变化量很小,仅仅属于毫米级,但是在几百万年的地质年代,这个移动量是很可观的。那么,人们是如何观测到这种移动的,又是什么原因造成这种移动,它会给地球和人们的生活带来什么样的影响?

青藏高原位于我国西南边陲,亚欧大陆的中南部,南起喜马拉雅山,北抵西昆仑-阿尔金-祁连山,东自横断山脉,西连帕米尔,面积达250多万平方公里。它平均海拔在4000米以上,享有世界屋脊和地球之巅的美誉,常被科学家们与南极、北极相提并论,称作地球的第三极。

青藏高原无论是在地理位置上,还是在地球科学的重要性上都具有极为特殊的意义。由于它位于地质历史上古地中海大洋岩石圈消亡地带,是研究洋-陆转换、陆-陆碰撞、造山过程、全球变化和全球大陆动力学等一系列重大理论问题、建立地球科学新理论、新模式的关键地区,故而也被喻为“打开地球动力学大门的金钥匙”。

对青藏高原的监测吸引了许多国家的科学家。

监测活动的参与者之一、中国地震局地震研究所谭凯博士说,青藏高原在中国其地壳活动幅度相对比较大,而且这个高原地区的隆升、漂移活动是比较激烈的。地震活动也比较多。这种现象在中国其他地区或者其他高原是少见的。

从20世纪八十年代起,各国地球科学工作者争先来青藏高原作考察研究,法国、英国、美国、日本、意大利、瑞士、德国、加拿大、澳大利亚等各国学者纷纷与我国科学家合作,对青藏高原进行考察研究,使这一地区成为地球科学新理论国际竞争的交点地区。

尽管各个国家都争先恐后地对青藏高原进行实地研究,但中国在卫星监测青藏高原的地壳活动方面却走在世界的前面。事实上从1991年起,中国地震局地震研究所GPS研究室开始利用GPS全球卫星定位系统对青藏高原地区进行监测。从1991年至今,中国地震局地震研究所GPS研究室组织了50多次青藏高原GPS观测,在高原及其周边地区设置了340个观测点,全国共设置了1056个GPS观测点。研究者是如何观察到青藏高原向北和向东方向移动的?

谭凯说,根据他们最新研究,青藏高原南部的拉萨地块以每年约30毫米的速率向北东38度推移;中部的昆仑地块以每年平均速率21毫米的速度向北东61度推移;再向北到祁连山地块,以每年7-14毫米的速率向北东约80度推移。也就是说青藏高原整体正以每年7-30毫米的速度向北和向东方向移动。

谈到监测方法,谭凯说,他们采用全球卫星定位系统对中国大陆地壳运动进行了长期监测,从中获得了在国际地球科学领域内最为丰富的青藏高原GPS数据;并使用独自研制的高精度GPS数据处理软件,获得了中国大陆现今最为精细的地壳运动图像。

具体方法是,首先利用诸多卫星进行定点的测量,再通过仪器进行接收;之后对信号进行数据处理,再把结果与以往结果进行比较。

监测有自己独立进行的,也有和别人联合的,大大小小共有四五十次。他们与美国阿拉斯加大学、美国普度大学保持了常年的联系,是友好合作单位,双方在监测活动中的仪器、经费方面,进行了交流和合作。

监测点位哪都有,并不局限于中国大陆,中国周边国家和地区,像天山、蒙古、印度等地都有。而青藏高原上的观测点则是关注的重点。

移动比较重要的原因是印度洋板块向北运动引起的挤压。

青藏高原向北向东移动的原因是什么?

谭凯认为,原因比较复杂,涉及到地球动力学各方面的因素。不过据推测,比较重要的因素就是印度洋板块向北运动引起挤压,除此以外还有像地幔动力学、地热等多方面的因素,不能简单归结为一种原因。

而中国地球物理学会主席、中国工程院赵文津院士在今年的早些时候,曾发表一篇文章对移动的原因进行解释。文章的名称为《破解青藏高原的东移之谜》。

赵文津院士从球面数学的角度出发,他认为,处于高纬度的两个相邻地块分别沿其重心所在经度线向低纬度做南北方向的离极运动时,由于经度线间的距离不断增大而逐渐相互分离。反之,处于低纬度的不相邻两地块分别沿其重心所在经度线向高纬度做南北方向的向极运动,由于经度线间的距离不断减小而逐渐相互靠近,最终导致青藏高原向东移动。

那么,青藏高原向东和向北移动并且速度也不一样,这会不会造成高原自身的解体呢?谭凯说,青藏高原本身就是由许多地块构成的,例如昆仑地块、拉萨地块等,每个地块的方向和活动性都不一样,它的动力传输也不一样,这也就造成了速度不一致的情况。另外,高原本身就是断裂的,所谓高原解体也是无从谈起的。

这种运动的影响,可以造成地块触动和断裂以及造山运动等多方面影响,而与老百姓生活更为直接的则是地震活动的增加。

至于这项研究成果对于地震和地质学的意义,谭凯认为,这项研究可以使人们研究地球动力学、地球深部结构和浅部变形之间的关系,同时也有利于地震预测等方面的深入研究。

如果青藏高原一直运动下去会怎么样呢?是否会产生新的地形地貌?它会给这个地区乃至整个中国大陆的生态和气候环境带来什么变化?谭凯说,这与地热活动增强,应力积累现象不同,这个问题太复杂了,不能轻易地下断论。

中国气象科学研究院人工影响天气研究所研究员张纪淮也表示,从板块移动的角度来说,喜马拉雅山就是印度洋板块和东亚板块底部相互挤压形成的。如果板块向东向北移动,肯定会对喜马拉雅山的高度产生影响。至于这种缓慢的移动对于气候的影响,应当把它放在一个很长的气候年代里去表述,短期内是观察不到什么变化的。

四川盆地的形成与恐龙灭绝有关

从立体地图不难看出盆地的地貌不仅外形似盆,而且较圆,很有规则,同周围山脉的高度比较接近一致,呈西高东低的态势。假如从来就没有四川盆地,那么该处的地形就应该是与其四周的地形相接近的整体山形地貌,即:盆地之西是青藏高原的东臂,盆地之北是秦岭山脉的南枕,盆地之南是云贵高原的北部后背,盆地之东是大巴山西依的靠山。如此说来,整个西部高原原来本是一个完整的群体,以至于正好合乎逻辑规律——能量均衡则形状均衡、能量突变则形状突变。

然而,四川盆地的实际情况却是很久以来就形成的。能量巨大的梯级变化的表现为盆地规律性的高低突变,这个突然出现的巨大能量所导致的地貌梯度的显着变化的原因,惟有一种可能,那就是小行星的撞击。而且,在小行星撞击之前,此地原本是中国西部大片高原的东部边缘地带。所以撞击才会形成四川盆地以及周边的外貌特征。

众所周知,月球上有许许多多的、大小不一的环形山。月球环形山是由太空中的天体碎片(陨石)撞击而成,这早已是一种公论。月球环形山周围之外没有什么其他的山脉与之相连,显然是由月球表面原本就比较平坦的地貌所决定的。所以,撞击的冲击力量所掀起的尘土就在撞击点周围的表面形成四周分布较规则的环形山。

然而,撞击四川盆地的那颗小行星,其对地球的撞击点(着陆点)不是在平原,也不是在海洋,而恰巧是在一个巨大的整体高原的东部边缘的斜坡地带——四川盆地。所以,撞击形成的环形山就不可能像月球环形山的模样,而只能是四川盆地及其周边地貌这个模样。

自贡位于四川盆地的中部,是恐龙化石出土的地方。

关于恐龙的灭绝,考古学家们提出了四种推论。其中,“小行星撞击论”比较占优势。

有人因此得出结论,四川盆地的成因是小行星撞击所致,而恐龙灭绝的成因也是小行星的撞击所致。有趣的是就在小行星撞击地球的同一地方正巧又是恐龙灭绝后其化石出土的地方,而且出土时化石距地表很浅,以至其中一块化石露出地表,而被路经此地的考古学家董枝明先生(中科院古脊人类研究所教授)发现。进而人们挖掘出大量完整的恐龙化石,并在挖掘地原地建起一座世人瞩目的“自贡恐龙博物馆”。

把小行星撞击地球而形成盆地与恐龙因小行星撞击而灭绝这两个事件统一分析,就不难看出:撞击在前并形成盆地,同时撞击又灭绝了恐龙。恐龙灭绝在后且又埋没于盆地中心位置的地表浅层。显然,这是一对矛盾,一对极大的矛盾。然而,正是这一对从表面看起来的大矛盾,才会预示着一个必然,一个超乎寻常的必然。多个看起来似乎是独立的事件的原因均来自于一个事件,即:

一颗小行星的撞击是形成四川盆地和恐龙灭绝的共同原因。因为在撞击的当时,埋没于自贡的这群恐龙原本就不在这里,而是在整个撞击地边缘的西部高原的山坡上生活着。然而撞击掀起的巨大泥石层洪流(或许是高温的)从空中倾泻而下,片刻间就把大片的坡地覆盖,尔后顺着西部高原西高东低的自然山势,以及撞击之后形成的巨大低洼地势,包裹着地表上原来的一切物体汹涌澎湃地流向低处、流向东部、流向撞击点的中心部位,以致自贡恐龙发掘地所埋没的恐龙化石群形成漩涡状的埋没态势。

位于四川盆地地貌边缘的西南部的巩县境内,有一个叫漏斗山的旅游地。那里确有一个四面环山的漏斗形山地,斗径约1000米,斗深约100米,圆形斗顶四周有约30米高垂直的峭壁,显然不是火山形成的。或许,它是由与撞击四川盆地的那颗小行星同伴而行的另一颗行星碎片所致。

全球发现恐龙的地域越来越广,其中美国的俄克拉荷马州、南极半岛、日本的石川县等均发现恐龙化石。可见,恐龙化石在全球的分布是非常广泛的,远远超出人们以前的估计。然而,地球上的恐龙又几乎是同时灭绝的。如果恐龙灭绝的原因真是小行星撞击所致的话,那么在小行星撞击四川盆地而灭绝自贡恐龙之际,就可能还有其他一些小行星或许是小行星群同时撞击地球上的其他不同地域,从而导致地球上的恐龙群同时灭绝。

综上所述,小行星的撞击是形成四川盆地和导致恐龙灭绝的真正原因,这也是自贡恐龙化石漩涡般聚合状埋没一地的根本原因。

行星撞地球,撞出个猿王洞

九寨沟旅游环线的北川县境内,有一座险山,近山顶处有一个天然溶洞,这就是声名鹊起的龙门山猿王洞。2000年“五一”节这天,慕名而来者就达数千人。不少人到此旅游以后,除了赞叹山势险要、溶洞奇特、设计神巧外,免不了有些有心人就要追根问源:猿王洞是怎么形成的?

有种说法是:6500万年前,一颗小行星撞击四川盆地,巨大的冲击力把原本在地下的石灰岩溶洞提升到山腰,海水退去,海底龙宫变成了现在的洞穴。

人们不仅要追根刨底地问:四川盆地真是小行星撞击形成的吗?猿王洞真是从地下提升到山腰的吗?