黃河終于有了準(zhǔn)確生日

文 張 聞

自古以來，黃河的孕育、誕生、發(fā)展受制于地史期內(nèi)的地質(zhì)作用，對于其準(zhǔn)確的形成時間，科學(xué)界一直有著不同的觀點。但在近期，黃河終于有了準(zhǔn)確的生日。中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員龐忠和等中國科學(xué)家圍繞黃河“身世”和現(xiàn)代黃河水系格局形成時代展開研究。他們通過地下水精細定年測定，得出了“現(xiàn)代黃河水系格局的形成時代為125萬年前”的結(jié)論，一改此前眾說紛紜的局面。

“黃河的年齡”如何界定？

長期以來，“黃河的年齡”是地質(zhì)學(xué)和地理學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域研究的一個重要課題，它有助于了解黃河流域的演化歷史，包括河道的形成、變遷、地質(zhì)構(gòu)造的活動及氣候變化等方面的信息。特別是對于現(xiàn)代黃河水系的形成演化歷史及其驅(qū)動機制的研究，能為理解構(gòu)造—氣候相互作用如何塑造我國地理環(huán)境格局提供重要證據(jù)。因此，多年來科學(xué)家一直未曾放棄對于“黃河的年齡”的科學(xué)性研究。

為何“黃河的年齡”難以確認？這和黃河流域的地質(zhì)與河流性質(zhì)有著密切的關(guān)系。黃河流域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，分屬西域陸塊和華北陸塊，二者以賀蘭山、六盤山的深大斷裂為界，分為東西兩部分，涉及不同的地層和構(gòu)造運動，因而難以準(zhǔn)確追溯河流的演化過程；同時，黃河是中國最大的泥沙河流之一，長期以來不斷堆積和侵蝕地表。這些沉積物在數(shù)千年的積累中逐漸改變了河道的地理特征，包括寬度、深度和水流路徑，使得準(zhǔn)確界定現(xiàn)代黃河的年代成為一項艱巨的任務(wù)。

多年來，對于現(xiàn)代黃河水系格局的形成時代，學(xué)術(shù)界眾說紛紜，有15萬年前、不晚于120萬年前、約500萬年前等不同觀點。但具體是哪一年，科學(xué)家一直沒有準(zhǔn)確的論斷。

125萬年的數(shù)字是如何確定的？

想要測定“黃河的年齡”，必須選擇黃河流域的代表性區(qū)域進行研究。

三門峽是黃河主干道上的最后一道峽谷，南北分別被中條山、秦嶺和崤山所限，河道擺動和河流沉積物的沉降空間極為有限，若黃河流經(jīng)三門峽，必然在盆地中心位置留下足跡。因此，確定三門峽地區(qū)最老黃河沉積物的年代，即可獲得現(xiàn)代黃河水系形成時代的可靠證據(jù)。

在2022年，蘭州大學(xué)與中國地震局地質(zhì)研究所、中國地震局第一監(jiān)測中心、日本島根大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）組成的研究團隊獲取了黃河貫通三門峽歷史完整的巖芯檔案，使用沉積學(xué)、古地磁定年、物源分析、古環(huán)境代用指標(biāo)記錄等方法，研究團隊提出“現(xiàn)代黃河水系在125萬年前開始形成”的結(jié)論。

與之不同的是，這次研究團隊主要選擇渭河盆地深層地下水展開年代學(xué)研究，并綜合81Kr與36Cl方法開展精細的定年工作。

渭河盆地位于中國黃土高原與秦嶺造山帶之間，保存有超過7500米的巨厚細粒河湖相沉積。除此之外，渭河盆地擁有世界一流的研究新生代亞洲氣候與水文變化的獨特陸相記錄，是研究黃河河道變化的良好場所。

在這次研究中，研究團隊共采集測定了8組地下水樣品。通過研究，他們發(fā)現(xiàn)自秦嶺山脈向北區(qū)域地下水呈現(xiàn)年齡逐漸變老的趨勢，而根據(jù)地球化學(xué)溫度計估算地下水的溫度可達100℃～130℃。這部分地下水在受重力驅(qū)使繼續(xù)向北運移的同時，溶解了古三門湖湖相沉積中的氯化物，因而Cl元素含量顯著增加，并最終與盆地中心部位的老地下水混合。

與此同時，由于鄂爾多斯高原隆升黃河溯源侵蝕和不斷下切導(dǎo)致區(qū)域深層地下水流向發(fā)生了轉(zhuǎn)折，而這個時間在110萬年至130萬年前，正好對應(yīng)中更新世氣候轉(zhuǎn)型期、第四紀轉(zhuǎn)型期。最終，研究團隊獲得了125萬年前斷代時間節(jié)點的新結(jié)果。

至此，關(guān)于黃河年齡的多種爭議觀點，終于有了更加明確的答案。而這一研究成果的產(chǎn)生，不僅有助于了解黃河流域的演化歷史，也為研究世界大江大河的形成演化歷史和水系發(fā)育模式提供了新的視角。