編者按:2009年4月1日,90歲高齡的施雅風先生在北京一間很普通的民居,他看到廬山、黃山、九華山、天目山等我們熟悉的著名風景名勝區在其導遊詞甚至解說牌上,除了我們能想像的望形生義、牽強附會等神話故事外,依然把許多神奇的自然景象解釋為冰川的塑造。為此,他大聲疾呼。
本文根據施雅風院士在中國地理學會長江分會2008學術年會上的發言整理而成,文稿整理者:顧人和。
這幾天中國地理學會長江分會在江西南昌舉辦學術年會,乘著這個機會,我來講一講廬山冰川問題。 關於廬山第四紀是否存在冰川的爭論,已成為中國地學界的一個歷史遺案。 我今天的講演,也只能說是一家之言,一定還有許多不同的意見,有不同意見就應展開充分的討論,如果今天時間不夠,今後還應該繼續下去。
我們先來簡單回顧一下歷史,我把這一段歷史歸納為:「走了彎路」。
上個世紀的20年代,李四光先生開始在太行山、山西大同等地發現一些現象,他在地質學會上作了報告,認為那裡存在第四紀冰川遺蹟,當時許多人不贊成他的看法,有一個瑞典的地質學家安特生[Andersson],對冰川當然非常熟悉,他對李四光的觀點就採取完全否定的態度。這個時期,李先生發表關於第四紀冰川的論文不多。那時候李四光先生在北大當教授,主要從事華北地區古生物蜓科(Fusulinina)化石的研究,他曾以蜓科化石的研究論文在英國伯明罕大學取得博士學位。1931年,李先生帶學生到廬山實習,又發現了一些現象,他認為這些現象必須用第四紀冰川來作出解釋。到1934年他又請了幾個人,有3個外國人(德日進[Chardin] 諾林[Norlin] 巴博爾[Barbour])、1個中國人(楊鍾健),他們幾個人一起到廬山考察了一番,考察以後進行討論,在討論時諾林(美國人,地貌學家,時為燕京大學教授)說了一些模稜兩可的話,其他三位同行者都不贊成,其中寫文章表示不同意見的就是巴博爾。巴博爾發表的文章我仔細看過,他文章中不贊成的意見表達得很委婉,但態度明確,明確不贊成廬山存在冰川遺蹟,他認為廬山見到的種種現象可以用其它方法(這種方法我們現在把它叫做「冰緣現象」,如融凍、泥流)來進行解釋,這種解釋李四光先生不同意。
到1937年,李先生最後寫成《冰期之廬山》(標題仿照德國地貌學家彭克[ A.Penck ]和布呂克納[ E.Brunckner ]發表的《冰期之阿爾卑斯》)這一本專著,他以中文寫和以英文寫的,我都看過。 在文章中,李四光把反對他的意見逐一列出(未點名),並一條一條加以批駁,他還特別引證了在黃山某地山谷的巖壁上發現的冰川擦痕,這個意見後來得到一位當時在中國的奧地利學者威斯曼[ Wissman ]的贊同,他認為廬山第四紀冰川的存在是確定無疑的。
《冰期之廬山》這本書完稿於1937年,正好抗日戰爭爆發,沒有來得及出版,一直到1947年才正式發行,已時隔10年。但在李先生完成這部著作後,他的觀點已經牢固形成,此後他到過的湖北、湖南、貴州,到廣西的桂林附近,一直到杭州,後來到北京,這些地方,他都認為曾經發生過第四紀冰川。 李先生當時任中央研究院地質研究所所長,許多青年都跟著他,這些青年有的是李先生帶出來的學生如孫殿卿先生,有些是在學術觀點上響應李先生的學者如李承三先生,這樣就形成了一個「李四光學派」。 這一個時期「李四光學派」先後寫了不少文章,報導他們按照李先生的「廬山模式」在許多地方找到了冰川遺蹟,後來經我們統計,全國一共有120個地點(主要是東部),說他們在那些地方都發現了第四紀冰川。一直到抗戰勝利,幾乎沒有人對此提出反對意見。
在抗戰期間,只是有一位丁驌(中央大學地理系教授,專攻地形學)先生,他看到孫殿卿的一篇文章提到在廣西桂林附近發現有第四紀冰川遺蹟,就提出懷疑,認為他們可能把喀斯特地形誤認為是冰川地形,孫殿卿寫文章提出反駁,說你沒有到過現場,怎麼能夠隨便否定我們的結論?後來我遇到丁驌先生,他告訴我,在抗日戰爭勝利以後他為此事還專程去了一趟廣西。 到全國解放之後,1963年,黃培華在《科學通報》上撰文,對長江以南的第四紀冰川遺蹟提出全面質疑,從堆積物、地形、冰川形成條件和古生物四方面判斷,冰期廬山沒有發育山谷冰川和山麓冰川的可能性。
黃培華畢業於南京大學,畢業後到華東師大教書,後來到中國科學院古脊椎所動物研究所進修,於是有人說他是受到裴文中先生的影響,裴文中先生自己沒有寫文章,通過黃培華寫文章表達不同的看法。黃培華文章發表後,接著就有「李四光學派」中的曹照垣寫文章予以反駁。在這一個階段,爭議的文章發表並不多,但底下議論很多,說明大家的意見並不一致。 因為這時候李四光先生當上了地質部部長,於是無形中在地質界形成了一種「輿論一律」的風氣:凡是與李先生不同的意見都難於發表,其中包括水文-工程地質中的許多問題。比如李先生認為泥礫層(boulder clay)是不透水的,於是大家都必須認為,無論在什麼情況下所有的泥礫層都是不透水的,如持有不同意見就通不過,這樣就對學科的發展造成影響。
後來李四光先生又組織成立了一個規模不大的「第四紀冰川研究聯絡組」,有許多人響應,願意繼續從事第四紀冰川的研究,於是從四川、雲南、浙江、江西、安徽、湖南、山東、內蒙、黑龍江等許多地方都有發現第四紀冰川的報導。然而,隨著發現地域的不斷擴大,提出懷疑的呼聲也越來越高。
從1958年開始,我一直從事現代冰川的研究,雖然同樣也關注第四紀冰川的問題,但沒有參與這個討論。 到了1986年,我和李吉均先生(當時任蘭州大學地理系主任)談起這件事,那時候正好有一位從英國來的冰川沉積學家德比西亞[ E.Derbyshire ]先生,他從事冰川沉積物的研究比較深入,被請來在蘭州大學講學,當他了解到中國地學界對廬山第四紀冰川的認識有分歧,就提出建議,建議大家到現場一起去看看,於是我們就組織了二三十人一同去廬山,其中有華東師大的許世遠先生,北大的崔之久先生,南大當時有誰去,我記不得了,其中也有李四光學派裡的景才瑞先生等,還有地質學院的。這些人在廬山考察了一個禮拜,上上下下,我也參加了。我走的地方不多,我記得印象比較深的,有王家坡、大坳等處。在野外走了一個禮拜以後,德比西亞先生說,我們已經在外面考察了一段時間,是不是坐下來討論討論?於是大家就開會討論。會議一開始,德比西亞對著我說,你施雅風先發個言吧。他既然點了我的名,我就先說了。我開宗明義地說:我感到李四光先生在有些問題上可能看錯了,他認為的所謂第四紀冰川的「冰磧物」,可能是泥石流堆積。 說到「泥石流」,以前人們不知道「泥石流」是怎麼一回事,我們長期在西部工作,給我們創造了認識的機會。1964年,川藏公路在波密附近的古鄉那一段遭遇了當時被稱為「冰川爆發」實際是很大的泥石流災害,我們研究所在那邊設立了觀測站,我就在那裡第一次見到了真正的泥石流,以前我從來沒有看見那麼大塊的石頭能夠在粘厚的泥漿上成排飄流,這些石頭從山谷裡馱出來,走了相當一段路程後到相對平展的地方就停下來。這一次考察給我留下非常深刻的印象。後來攝製了「泥石流」的科教電影,在全國廣泛放映,從此泥石流的名稱家喻戶曉。到1965年,雲南祿勸發生一次大的山崩,在那裡同時還發生了地震,那麼是地震引起了山崩,還是山崩引起了地震?當時我正好在北京,參加地理學方面的一個會議,雲南祿勸發生山崩的消息傳來,主管地理學口的竺可楨副院長當時就找到了我,他對我說,你帶幾個人過去看看,到底是怎麼回事。這樣我和幾個同志就一起到了雲南祿勸,我們到了現場以後,真是教我大開眼界。令人震驚的是,那是金沙江的一條小支流,河谷坡降很陡,上面是石灰巖,山崩是晚上發生的,崩塌物沿著溝谷下去把沿溝的四個村子打得雞犬不留,村民幾乎全部罹難,最下面的那個村落高出谷底有200米,但都不能倖免。令我印象非常深刻的是,那些崩塌物沿著溝谷的巖壁擦過去,形成了非常深刻、非常強烈的擦痕。於是我認識到,山崩也同樣可形成很大的擦痕,另外,我看到了在溝谷底部到處都是堆積物,堆積物上面還可以看到許多從上面帶下來的活著的樹木,面對如此壯觀的自然景象,我心裡想,假如我不知道這是因為附近發生了山崩,我一定會判斷前面的那些東西都是冰川堆積,因為在這裡出現的許多現象和冰川堆積現象實在非常相似。
有了以上實踐經驗的積累,1981年在廬山的討論會上,我就發表了明確的意見。我說,我在廬山看了幾個地點,李先生講的所謂「冰磧」,可能是泥石流堆積。我還講到,李先生所說的「冰鬥」,其地形凹陷的程度不夠充分,從周圍的堆積物形成的地貌來看,也不像是冰鬥,王家坡那個谷地也不像是冰川槽谷、U型谷。 大家在幾天實地考察後,經過討論,都覺得李先生的「廬山冰川」學說的確存在一些問題,有些說法可能是一些誤解。 那次在廬山考察討論會後我先回到了北京,《自然辯證法通訊》雜誌得知這個消息,就約我寫稿子,我就寫了一篇《廬山真的有第四紀冰川嗎》,這個文章《自然辯證法通訊》雜誌立刻就發了。過了一段時間正好開院士大會,這篇文章還給每個院士發了一份,這樣就很快引起了一場爭論。 不久景才瑞先生、周慕林先生等也在《自然辯證法通訊》發表文章,反駁我的觀點;也有人贊同我的觀點,如任美鍔先生、王富葆先生、劉澤純先生等聯名發表文章支持我。我記得發表的4篇文章有兩篇支持我的,還有兩篇反對我的。辯證法雜誌社為廬山冰川問題爭鳴的文章先後發了5期,當時他們就發話了,說我們雜誌的主旨是研究「自然辯證法」,今後關於你們學術爭論的文章,還是拿到你們的地學雜誌去發表吧。這場爭論於是暫告一個段落。
過了一兩年以後,由中國第四紀研究委員會、中國地理學會聯合牽頭,在安徽的黃山市(屯溪)召開了「冰川冰緣學術討論會」,到會的人很多,在老先生中有周廷儒先生、王乃樑先生,土壤學家的宋達泉先生、朱顯謨先生,記得還有著名的植物學家吳徵鎰先生,很多人都來了,也不光是搞地理的。帶到會上來的文章也很多,大多數文章不贊成李先生的觀點,但學術討論會不能對學術問題下結論,我們提倡對問題繼續作深入的研究,會上提議由我和北大的崔之久教授、蘭大的李吉均教授三人聯名發起申請一個「自然科學基金」項目,當時基金資助的數量不多,我們申請十幾萬元,批了8萬元,現在講起來8萬元錢算不了什麼,當時的8萬元好像還管用。項目一啟動,我們就組織了考察,考察從南部的桂林開始,中部我們到了廬山、黃山,還專門去了天目山,北面我們去了長白山、大興安嶺,我們認為在長白山有第四紀冰川遺蹟,但在大興安嶺不存在。西面我們到了太白山、螺髻山,總共跑了一二十個地點,這個項目的合作者從1983年到1985年,還在北京西山、陝西、四川、雲南等地做了許多野外工作。85年我們開始總結、寫文章,文章初稿寫出來,還專門開了一次審稿會,有楊懷仁先生參加,還特意請李四光先生學派的一些先生參加,他們對文章提了不少意見,其中有一條是:「加強對廬山的工作」,認為我們廬山的工作還不夠細緻。 後來我們出了一本書:《中國東部第四紀冰川與環境問題》,這本書有60萬字,作者共有30多人,也包括有北京師範大學等學校的一些老師參加。這本書出來後,普遍反應比較好。我們送了一本給黃汲清先生看,後來黃先生在他撰寫的一篇紀念李四光先生(黃汲清先生是北大的學生,當時李四光先生在北大任教授)的文章裡,讚揚李先生為探索第四紀冰川問題先後工作十來年,他那種孜孜不倦追求真理的可貴精神是值得欽佩的,在文章的後面他又明確地說:無庸諱言,李四光先生的研究方法有缺點,李先生在研究第四紀冰川問題時只注意了沉積物與地形因素,卻忽視了古氣候的重建;最近看到了施雅風、崔之久、李吉均等寫的《中國東部第四紀冰川與環境問題》,內容豐富,論證精詳,他們的結論基本上否定了李四光學派的成果和觀點,這是一件好事。 由此可見,黃汲清先生是明顯贊成我們觀點的。在黃先生去世後,我聽他的家屬、孩子說,黃先生在讀到我們寫的這部書以後,經常向他們表示讚賞之意。自此以後,學術界上層對這件事就很少討論了。李四光先生學派的成員主要集中在北京的地質力學所,地質力學所的何培元等人後來又在廬山作了細緻的工作,他們也寫了一本書,叫做《廬山的第四紀冰期與環境》,有200頁左右,這本書還是堅持李四光先生的基本觀點,同時又收集了新的材料,這些人在廬山是做了深入研究的。這次來江西開會前,顧人和同志幫我在網際網路上作了一點搜索,發現有少量新的文章,譬如江西地質局的汪石林、項新葵兩位1999年在華東地質學院學報上發表的一篇《廬山第四紀冰川遺蹟的新發現及初步研究》,就算是鳳毛麟角了。
下面我結合幻燈片的內容講第二點:現代廬山發育冰川的必要條件
現代的廬山已經在牯嶺建設了固定的氣象站,牯嶺海拔1165米,年降水量1800-1900毫米,7月平均溫度22.6℃左右。因為廬山處於季風區,降水大多集中在夏季,夏季大量降雪,積雪不化變質成冰,冰層必須積厚達到20-30米以上,這樣才有可能形成塑性的冰川,才有可能順著山谷慢慢流動。假定說在現代的7月份形成冰川,必須降溫 20 ℃以上。雪線是一條平衡線,雪線上面是冰雪的積累區,下面是冰雪的消融區,在雪線的位置上,雪的降落量和消融量達到平衡。我們可以作一個粗略的估算,廬山牯嶺現代的年降水量1800-1900毫米,就算這些降水全部下了雪,要想使得這些雪在夏季全都消融,溫度大概應在3℃左右。總的來說,一定要降溫非常劇烈。在這裡引用的文獻資料說「降溫 20 ℃以上」,那就意味著雪線要比現在抬高許多,按照通常所說的上升1000米氣溫下降6℃,那麼降溫20℃就要使雪線上升3千米以上。現代牯嶺海拔1100多米,那就是說牯嶺海拔要抬高到4100米以上,才有條件發育冰川;如果達不到這個高度,就不可能形成冰川。 儘管有大量降水降雪,或者有人說廬山冬天很冷,但夏天一熱起來,冰雪就化解了。
關於當代華北至長江流域第四紀末次冰期降溫值,這裡所列的溫度不是夏季的氣溫,是年平均溫度,是根據孢粉資料的研究確定的。徐仁先生是古植物學家,徐仁先生(1960)定為 8 ℃;楊懷仁先生(1985)定為 7 -13℃ ,徐馨先生(1985)定為10 -13℃,均遠遠低於上述「降溫 20 ℃」的要求。這就說明廬山在第四紀不可能發育冰川。我們從事科學研究,需要強調一個基本觀念:一切事物的存在必須具備必要條件(necessary condition),廬山發育冰川也必須具備「環境氣溫足夠低」的必要條件,如果不具備necessary condition,其他的任何條件、任何現象,都不能成為立論的依據。
(責任編輯:羅園)