石筍的訴說

叫幾塊石頭開口說話，肯定讓人覺得詫異。但是，科學(xué)家卻有這本事。

中國貴州南部的荔波縣，是世界罕見的喀斯特地貌和森林結(jié)合地區(qū)。地下溶洞之中，布滿鬼斧神工的奇柱異石。科學(xué)家讓這些石頭講述了一段綿延久遠的故事。（圖1）

2008年春節(jié)前夕，在貴州荔波縣一個溶洞中。一群人在緊張地忙碌著。

他們先用鑿子向一根石柱根部鑿去，直至將石柱鑿出一個缺口。

隨后，開始手腳并用地推晃石柱，眼看石柱搖搖欲墜，隨時就要倒落。

這個看似普通的石柱并不普通，它叫石筍，是當(dāng)?shù)厝搜壑械膶氊?，已?6萬年的歷史。（圖2）

他們是誰？

為何要公然采鑿一個如此古老的寶貝？

荔波茂蘭自然保護區(qū)位于荔波縣南部，處在貴州高原南部斜坡地帶。

這里，是地球上同緯度地區(qū)絕無僅有的喀斯特森林生態(tài)系統(tǒng)，也是學(xué)者眼中罕見的生物基因庫，因此被譽為地球腰帶上的綠寶石。

這里地表陡峭、基巖裸露、土壤極少，巖石裸露率在80%以上。

令人驚訝的是，在這些裸露的基巖上，竟生長著2萬公頃郁郁蔥蔥的森林，因而被稱為\"石頭上的森林\"。

荔波美麗的風(fēng)景，吸引了大量游人前往。（圖3——1 圖3——2）

然而，近年來一連串事件的發(fā)生，令荔波地區(qū)成為地質(zhì)學(xué)家經(jīng)常光顧的地方。

因為這片神奇的土地，隱藏著關(guān)于古氣候變遷的奇特密碼。

2008年，一場罕見嚴(yán)寒席卷了中國南方，由于氣溫過低形成大面積凍雨。一夜之間，溫暖的南方出現(xiàn)了寒冷的東北才能見到的景觀。

而同時，在中國大地上氣候異常多變，極端的氣候事件頻繁地發(fā)生：

2006年，百年一遇的超強臺風(fēng)“桑美”登陸中國；強熱帶風(fēng)暴“碧利斯”橫掃中國南方七省。

2006年，四川遭遇歷史罕見高溫伏旱；強沙塵暴頻襲中國北方；北京一夜降塵33萬噸；北方出現(xiàn)14年來最嚴(yán)重的酸雨。

這一系列極端現(xiàn)象，引起了人們重視。也有人提出疑問，難道如同影視作品中的可怕景象，真的會向真實生活慢慢逼近？

其實，人類賴以生存的地球在46億年漫長歷史中，氣候曾經(jīng)多次轉(zhuǎn)變。

距今16萬年前是干冷嚴(yán)寒的氣候，接下來，氣候發(fā)生變化，開始向溫暖濕潤的氣候轉(zhuǎn)變，隨后又進入相對溫暖時期。

地球也有四季，隨著時間的變化，地球在冷熱氣候之間，做著規(guī)律的運動。

那么，今天究竟位于哪個時間節(jié)點？未來的氣候，又即將朝哪個方向發(fā)展？

在荔波茂蘭自然保護區(qū)內(nèi)，就隱藏著解開這個問題的神秘鑰匙。

專家們正是在找尋揭開古代氣候變遷的重要線索。他們相信，在這些石筍身上，記錄著神秘的遠古密碼。

遠古密碼為何會藏匿于石筍之中，地質(zhì)專家又將從這些密碼里面解讀出什么樣的秘密？

張美良研究員，國家地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所巖溶動力學(xué)重點實驗室成員，常年從事氣候變化和地質(zhì)方面的研究工作，對于采集石筍頗有些經(jīng)驗。

張美良：采石筍像砍樹，先把石筍根基弄松，如同砍樹時先用斧頭砍出一個缺口，然后順勢一推，石筍就會倒下來。

這時，由于對石筍倒落方向判斷有偏差，石筍在跌倒瞬間摔斷成了幾截。這樣一摔，石筍會不會受到破壞？是否就廢棄了呢？

專家說，采集的石筍并不需要十分完整，太長的部分也要截斷。不過，有一點非常重要，一旦出錯，將對研究造成巨大影響，那就是每段石筍必須按照生長順序排列標(biāo)記。

位于桂林的巖溶地質(zhì)研究所，是一個石筍博物館，無數(shù)的石筍躺在這里。

在外人看來，它們就是普普通通的石頭，然而在專家眼中，這是一本本大自然撰寫的編年史。（圖4）

石筍為何會被稱為破解古氣候的密碼，它們究竟是怎么形成的？

荔波茂蘭自然保護區(qū)，以喀斯特地貌即巖溶地貌為主，這里的巖石多為碳酸鹽巖。

無數(shù)錯綜復(fù)雜的水流網(wǎng)絡(luò)流經(jīng)地下大小洞穴，為這些洞穴留下一幅幅罕見奇景。（圖5——1 圖5——2）

溶洞里的地下水，經(jīng)過碳酸鹽巖的縫隙，從洞穴頂部滴落下來，常年累月滴落到洞底石灰?guī)r上。

這時，水中的物質(zhì)與巖石中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，水滴蒸發(fā)后，留下鈣化物質(zhì)，不斷積累，經(jīng)過漫長歲月慢慢地長成石筍。

張美良：從洞頂往下生長的叫石鐘乳，或叫鐘乳石。從洞底往上生長的通常稱為石筍。（圖6）

石筍的生長速度非常緩慢，每千年才生長1厘米，在它們緩慢生長過程中，氣候信息在不知不覺間被偷偷地記錄下來。

有這樣一句名言，你能回望多遠的歷史，你就能前瞻多遠的未來。這句話用在氣候變化上，似乎也很恰當(dāng)。

袁道先(中科院院士 國家地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所研究員)：為了知道未來氣候的變化，就要從過去氣候的變化中尋找規(guī)律。

當(dāng)前全球氣候變化研究的主要任務(wù)，是尋找適于分析和研究的古環(huán)境，通過了解過去來探索未來氣候變化的規(guī)律。掌握了規(guī)律，才能知道明天到底會是什么樣子。

但要知曉過去了那么久的古氣候，似乎并不容易。

在自然界里，能記錄古氣候的載體很多。首先最直觀的，是人類自己的記錄。如果再往前追溯，那時沒有語言，沒有文字，甚至可能還沒有人類。

那個時候的氣候變化，誰能告訴我們呢？

人類最聰明的地方，就是善于利用工具，尋找?guī)褪?。珊瑚礁、冰心、黃土、樹木，都是記錄古氣候的載體。不過，在測定年代時都有一定局限性。

比如：珊瑚礁僅分布在熱帶海洋，采集有很大難度；冰芯的古環(huán)境信息記錄較長，但僅分布于兩極和高寒地區(qū)；樹木年輪記錄的信息相對較短，并且有可能出現(xiàn)多年輪的年輪假象；黃土中包含信息的時間跨度亙久，但其分辨率很差。石筍卻具備以上材料沒有的優(yōu)點。

石筍一般處于封閉或半封閉的溶洞體系中，外界干擾因素小。更重要的是，它和雨水的多少，有著直接的聯(lián)系。

袁道先：石筍生長得快與慢，跟外面的降雨關(guān)系非常密切。外面下雨多的時候，石筍就長得快，外面下雨少的時候，石筍就長得慢。根據(jù)這個道理，可從中提取過去氣候變化的信息。

石筍是氣候變遷的精確載體。專家采集的這根石筍，已經(jīng)有16萬歲，在16萬年的歷程中，地球氣候發(fā)生過巨大的變化嗎？

這位歷經(jīng)滄桑的長者，用自己的身體記錄下了這些變化，可怎樣才能讓古老的石筍“開口”呢？

一根具有16萬年歷史的古老石筍，一場大“手術(shù)”后將揭示出怎樣的秘密？

在巖溶地質(zhì)研究所，一臺機器正在轟鳴作響。這是一臺切割機，要想讓古老的石筍開口，就必須沿著石筍生長的方向把它切開。

這時，之前按石筍生長順序的編號，顯得尤其重要。

袁道先：石筍是連續(xù)不斷地由底往上長，剖面沿著它的生長方向切開，剖面結(jié)構(gòu)就顯現(xiàn)得十分清楚。如果古氣候干燥，微量元素較多，這時期生長的石筍顏色比較黑。如果古氣候濕熱，雨水比較多，這時期生長的石筍顏色比較發(fā)亮，白色。顏色的一層層變化顯示出氣候的變化。（圖7）

除了目測，專家還要按石筍生長順序，鉆孔采樣并測年。

經(jīng)過對這根古老石筍的研究，一幅清晰的氣候變化圖，在專家面前呈現(xiàn)。

雖然已經(jīng)破解了石筍中古氣候變遷的密碼，但還存在另一個重要的問題。要對一個地區(qū)的古氣候進行分析，僅依靠一根石筍是無法完成的。

科學(xué)需要嚴(yán)謹(jǐn)，而眼下這根石筍是一個孤證。

孤證，就是單一的證據(jù)。這個證據(jù)的形成，可能源于一個偶然，一個意外，它提供的數(shù)據(jù)有可能非常極端，僅聽這塊石筍的一家之言，無法保證真相。

雖然石筍是在半封閉條件下形成的，外界干擾因素小，但是溶洞里的滴水并不均勻，有的地方滴水多，有的地方滴水少，石筍的信息就會受到干擾。這樣，石筍中記載的數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)偏差。

常言道，兼聽則明，科學(xué)家必須尋找另外一根石筍，聽聽它倆是不是異口同聲。

找第二根石筍，可比第一根難。因為它必須出現(xiàn)在相同地點、相同環(huán)境、并且有著相似的年齡。

在征得當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門同意后，科考隊踏上了尋找萬年石筍的旅途。

董哥洞距離荔波縣城40多公里，科考隊坐車到達一個叫洞塘鄉(xiāng)的地方后，便只能改為步行前往。

因為地處山區(qū)，大部分都是崎嶇的小山路，非常難走。

進入董哥洞后，光線漸漸地褪去。

科考隊要尋找的石筍位于洞內(nèi)400米左右的地方。跟小山路比較起來，溶洞內(nèi)的路更艱險難行。

科考隊只能依靠手電筒微弱光源前行，而喀斯特溶洞內(nèi)的特殊地貌環(huán)境更是錯綜復(fù)雜。

董哥洞是一個層樓式的洞穴，有三層洞道。科考隊要從第一層走到第二層，兩層之間是一個非常陡的斜坡，有35度到45度的傾斜，將近兩百米長。

腳下非常濕滑，而且斜坡里面，又沒路可行，有的時候隊員們需要手腳并用，慢慢往下爬。

溶洞中的路不僅不好走，而且非常危險。手電筒光不可及的黑暗中也許藏著無底深淵。

但是，對于專家而言，洞中那些石筍的吸引力，遠遠大于眼前的危險。它們是佐證謎底的關(guān)鍵所在。

所以不管有多艱險，專家都會將這些“有故事”的石筍帶回研究所。

科考隊終于來到同樣有著古老歷史的石筍面前。就在這時，出現(xiàn)了一個讓人意想不到的情況。

原本幫助科考隊采集石筍的當(dāng)?shù)卮迕駞s突然不干了，因為當(dāng)?shù)厝税堰@些石筍看作寶貝。

張美良：我們一直提倡保護石筍，不管它是否能作為旅游資源都要加以保護。如果無節(jié)制地把這些寶貴資源拿走，我們的子孫后代就不能再看到了。當(dāng)?shù)卮迕穸加斜Ｗo資源的意識。

地質(zhì)專家采石筍，不是隨意亂采，是經(jīng)過多次考察才選定研究樣品。樣品少而精，具有很高科研價值。而且這根石筍已經(jīng)停止生長，采走樣品后，溶洞內(nèi)由石筍形成的獨特景致也不會受到破壞。

30分鐘過去，在專家耐心解釋下，村民再次上前幫忙采集石筍。

科考隊歷經(jīng)千辛萬苦采到的這根石筍，將會為專家報“喜”還是報“憂”呢？

最終，在對兩根石筍采樣及測年后，專家發(fā)現(xiàn)：

在距今16萬年前，氣候干冷嚴(yán)寒，全球性降溫，屬于倒數(shù)第二次冰期又稱為冰川時期。氣候特征表現(xiàn)為寒冷干旱，降水減少，冰量增加，太陽輻射強度減弱。

接下來，氣候發(fā)生了變化，開始向溫暖濕潤的氣候轉(zhuǎn)變，進入了末次間冰期。末次間冰期是距今最近的兩次冰期之間相對溫暖時期。這時，全球氣溫普遍回升，氣候特征表現(xiàn)為溫暖濕潤，降水增加，冰量減少，太陽輻射強度增強。

這兩根石筍幾乎 “異口同聲”地告訴人們，在距今12.93萬年的時候，氣候發(fā)生了變化，不再是冰期的嚴(yán)寒干燥。

石筍上顯示出在這時期我國南方有著豐沛的降水，進入了間冰期。精確的測年，讓科學(xué)家真正找到了倒數(shù)第二次冰期終止的那個點。（圖8）

通過對這2根古老石筍的研究，專家不僅破解了古氣候變化的密碼，也首次建立了我國16萬年以來古氣候環(huán)境變遷軌跡，揭示了貴州荔波地區(qū)的氣候變遷規(guī)律。

通過兩根石筍的訴說，科學(xué)家還原了16萬年以來的古氣候，這些數(shù)據(jù)無疑對于我們預(yù)知未來氣候的變化，有著重要的作用。（圖9）

有人說，地球是人類賴以生存的故鄉(xiāng)，是人類的母親。而母親應(yīng)該是慈愛的、包容的。但每一位母親也都有自己的性格，可能偶爾發(fā)發(fā)脾氣。

如果母親不能選擇，那么，就要盡可能地理解她，關(guān)愛她。在享受地球母親帶來的美好環(huán)境時，也要時刻為她下一次發(fā)脾氣作好準(zhǔn)備，因為，這是地球母親的一部分。