與人類生存關係最密切的地球表面形態是什麼時候、以怎樣的方式形成的?它會對人類的未來產生哪些影響?……這些都是地貌學要回答的問題。
陽春三月的一天,記者來到位於奧體中心附近的北京大學資源環境與地理學系教授崔之久家中。他作為「中國第四紀冰川與環境變化研究」課題主要完成人之一,榮獲2008年度國家自然科學獎二等獎。談起獲獎感言,他引述自己在作該項目評估報告時的開場白:「凡40年,歷盡艱辛……」始自1964年並於1983年實施的國家自然科學基金項目——中國東部第四紀冰川與環境問題研究,本著「我愛我師,更愛真理」的宗旨立項。該項目直面我國地學前輩李四光先生提出的,我國東部廣泛分布著第四紀冰川的學說。這並非學術界的一般爭鳴,而是要修正前人由於研究手段的局限性而對古冰川問題認識的偏差,回答與人類生存、發展關係密切的第四紀環境究竟是怎樣演變的這樣一個重大問題。
在50多億年的地球發育歷史中,曾經歷多次冰期,而中國第四紀冰期則因此間青藏高原的強烈隆起、新構造運動的異常活躍,以及現代大氣環流的逐步形成造成高原抬升與氣候變冷的耦合效應,特別是人類的出現並正在親身經歷、感受環境變遷的周期性規律,而變得格外引人入勝。
崔之久回憶說,對我國東部環境和古冰川的研究,起源於我國學者對西部現代冰川研究和認識的基礎。1956年,他從南京大學地理系畢業後,到北京大學做王乃樑教授和蘇聯專家烏·列別傑夫的研究生。1957年春他隨全國總工會登山隊攀登川西貢嘎山,為完成研究生論文作準備。
動身之前,時任中科院副院長的竺可楨先生請他到辦公室敘談,並送他一本英國1925年出版的珠穆朗瑪峰研究文集,竺先生在書的扉頁上寫下:「之久同志將去貢嘎山,贈此書以壯其行」的字句,從此,竺老的鼓勵成為崔之久半個世紀孜孜以求的奮鬥目標。他說:「我們這一代人是新中國培養的第一代大學生。1956年,周恩來總理主持制定的國家十二年科技發展規劃,提出了向『向科學進軍』的號召,這對我一生的影響是非常大的。」野外考察歸來之後,他的論文發表在1958年的《地理學報》上,文中他對貢嘎山的現代冰川作了初步觀察,為1958年參加施雅風先生主持的大規模、有組織的祁連山現代冰川考察打下了基礎。
此後,崔之久作為國家登山隊成員,先後攀登了我國西部的慕士塔格峰、貢格爾九別峰等,並因在1959年慕士塔格峰登山考察時凍傷了手腳,被截去了右手的五個手指和右腳大拇趾。傷痛沒有阻止他向科學進軍的步伐,卻促成了他圓滿收穫了愛情的果實,北京大學地理系地貌專業的謝又予在他最困難的時刻走進了他的生活,從此兩人相伴相隨走向金婚。
上世紀六七十年代,由中科院主持的天山、珠穆朗瑪峰、喀拉崑崙山等一系列綜合性科學考察,鍛鍊了我國的一支年輕的科學研究隊伍;共同的研究對象,成就了我國冰川學研究的幾代人才。劉東生、施雅風是老一輩的代表,從科學考察的領導者到青藏隊的科學顧問,每年的學術年會他們都坐在第一排,認真地聽、認真地記,不時提出問題。接下來的隊長是孫鴻烈、鄭度、姚檀棟,在這支綜合考察隊伍中,來自高校的研究人員始終是勇挑重擔的合作夥伴。
通過對西部多座高山的野外考察,科考隊基本摸清了我國現代冰川的分布範圍和資源開發前景,以及第四紀古冰川的分布規律。研究者逐漸形成了這樣一種普遍的共識:我國西部除了喜馬拉雅山南坡發育海洋性冰川以外,海拔7000米~8000米以上高山均為山地冰川,主要是山谷冰川類型,在第四紀時期並未形成廣泛分布的統一的大冰蓋,這是地球第三極——我國青藏高原有別於南北兩極的顯著特徵。在西部山區,雪線分布的高度是一個動態的平衡線,反映現代冰川積累和消融的內在規律。在現代冰川的外圍,則廣泛分布著多種類型的冰緣沉積,也是寒冷氣候環境的產物。
上世紀80年代初,多年轉戰西部的研究者們將眼光轉向我國東部地區,他們對前人報導的廣泛分布的冰積物產生了質疑。研究證實,我國東部的第四紀冰川主要分布在高於3000米以上的山脈主峰,如秦嶺主峰太白山(海拔3767米)、川西螺吉山(海拔4359米)、雲南玉龍山(海拔5596米)、吉林長白山(海拔2749米)以及我國臺灣山脈主峰玉山(海拔3952米)、雪霸山、南湖大山等。
通過對東部地區有冰川沉積報導的多個地點進行野外線路考察和剖面採樣,謝又予等對第四紀沉積物中保留的各種物理、化學指標進行了測定,恢復了環境變化的大致脈絡,並據此提出了現代冰川沉積物和原始溼熱氣候及後期溼熱風化作用下的混雜堆積物的判別方法。
據崔之久介紹,在距今2000萬年前後的新近紀上新世時期,地殼曾經歷過一個長期穩定的時期,當時地球表面被普遍夷平,這個夷平面在我國華北稱為唐縣面,因那裡的夷平面發育典型而得名。在長江流域、黃河流域等我國主要河流的兩岸山地頂部均有分布。進入第四紀以來,隨著青藏高原的隆起,之前的夷平面被抬升到較高的位置,青藏高原一級夷平面的高度在海拔6200~6300米,地殼的相對差異性運動,在青藏高原周圍形成了雲貴高原、黃土高原、蒙新高原,隨著高度的降低,一級夷平面在三峽、鄂爾多斯等地的高度為海拔1300~1400米,而在黃山、上清山、張家界則為1600~1800米左右。與此同時,東部季風氣候區逐漸形成,季節具有雨熱同時、四季分明的特點。
崔之久指出,「從這次汶川地震造成的水平斷距可達5~6米來看,青藏高原應該經歷過成百上千次這樣量級的地震,才得以形成現今的高原風貌。即使每千年震一次,距今80萬年前發生的崑崙—黃河運動以來,青藏高原也可抬升4000多米了。」
今年76歲的崔之久退休後還在為學生講授「中國地貌」課程。近幾年,他將地貌學的研究領域擴展到國家地質公園,一改過去專注於地貌學理論研究,崔之久將地貌學的理論和野外調查法應用到旅遊資源開發中,深受旅遊資源開發管理部門的歡迎。
他將巖石地貌學分成三大類:砂巖、花崗巖和石灰巖,還有少量的火山巖。這些巖石地貌正在經歷自己青年、中年、老年的發育過程,而它們的分布又受到自然地理分異作用的影響,有明顯的地帶性分布規律。他以黃山的花崗巖地貌為例,說明了花崗巖山地隆起之後遭到溯源侵蝕,圍繞黃山花崗巖體的核心部位形成一個個裂點。他最新的論文先後在《地理學報》、《科學通報》上發表。崔之久說:「這些都是地貌學的鼻祖戴維斯、彭克的理論,現在已不再時髦,但是它們卻能夠解釋現代地貌的成因,以及第四紀沉積物分布所遵循的侵蝕、搬運、堆積的基本規律。」
對近年來一些地貌研究單位經歷的調整和改革,崔之久認為,目前國家建設需要大量經過良好培訓的地貌學專業人才,無論是產業界還是研究機構,都有許多很好的發展案例。一些單位的縮編是一種局部現象,可能存在某種體制上的原因。而這當中,人才應是一個單位興旺發展最重要的因素。他坦言,他自己也受制於外語、數學手段的不足,然而大學時代的專業訓練確實使他終生受益。
《科學時報》 (2009-4-1 A2 國內)