大营盘—长峪城穿越(一):风吹来的沙

【图】大营盘破长城上的炸鱼

一、引子

两年前,炸鱼在豆瓣上发了帖子,说除了我们一起去过的沿河城外,北京还有几个边城:白羊城、镇边城、横岭城、长峪城,它们大多位于北京与河北的交界,扼守着外省进入北京的交通要道。从那个时候起,我就一直想去探访这几个的古城。

后来,我认识了老多,这位“装嫩老爷爷”特别贪玩,闲暇之余还写了本书叫《贪玩的人类》,在一次聊天中,他告诉我,官厅水库南边有个大营盘长城很值的去,那个村子里就几户人家。我是一听到玩就很激动的人,于是就牢牢地记住了“大营盘”这个奇怪的名字。

五月,春风已经吹遍了北京的每一个山头。一个周末,我约了六个朋友,组织了一次从大营盘长城到长峪城的穿越。这是一次难忘的旅行,以至于半年之后的现在,我仍有动力将记忆变成文字。

从延庆南菜园子包了个小面包车,沿着延庆—怀来山间盆地也就是官厅水库南岸平坦的绿荫大道,一直西行来到东花园镇路口,之后转向南,经过火烧营村、瑞云观乡后,在罗庄子村西折上山,不一会儿,就翻上山的垭口。垭口较平坦开阔,蜿蜒的长城被它截断,沿长城往西就能抵达老多所说的大营盘村,若继续前行南下,沿着公路可以走到横岭城和镇边城。不过,我们必须向东走,因为长峪城在那个方向。

下车后,正当我们整理好行装准备出发的时候,突然发现路的两侧堆满了黄土,西侧更有一座高大的黄土墙,黄土显然已经被挖去了不少,挖掘后的剖面展露无遗,只见一棵孤树顽强地扎根在土墙上。没想到在山顶碰到了这么厚的黄土,真是令人兴奋。

【图】垭口西侧的黄土剖面

【图】垭口西侧的黄土剖面

二、第一个研究中国黄土的外国人——庞培勒

对于中国的老百姓来说,黄土太寻常了,我们似乎随处可见这些黄色的泥土,除了想到贫瘠而沟壑纵深的黄土高原,黄土还有什么用呢?对科学家特别是中国科学家来说,黄土太重要了,它是开启全球变化研究的一把钥匙。有人形象地说,新近时期古气候环境的历史主要藏在三本“秘笈”中:一本是深海沉积,一本是南极和格陵兰的冰盖,还有一本就是黄土。很幸运,中国是黄土的故乡,全世界黄土面积分布最广的地区就是中国的黄土高原。借助于这个巨大的天然实验室,中国地质学家们已经在这个忠实的、约260万年完整的古气候记录者身上读懂了一部分,仅这一部分,便已经使刘东生、丁仲礼、安芷生、郭正堂等为代表的地质学家们获得了世界级的声誉。土生土长的刘东生正是凭借黄土研究,获得了“泰勒奖”,大家都说泰勒奖是地质学界的最高奖,相当于诺贝尔奖,刘东生也成为中国大陆学者中,获得科学奖级别最高的人。如果大家记性不错的话,应该知道他还获得了2003年国家最高科技奖。正应了一句话:本土的,才是世界的。做地质研究不可盲目跟风,要发挥优势,研究中国的地质,思考世界的问题。

【图】巨厚的黄土沉积层

【图】瞧那些正在攀爬的地质学家们,他们如此辛苦就是为了从巨厚的黄土层“秘笈”上解读出气候变化的信息

尽管中国当代的黄土研究成就斐然,但推开这扇大门的却是几个外国人,那是第二次鸦片战争之后,时代恰好安排了这些机会。

鸦片战争之前,中国是自我封闭、满足的封建社会,虽然有马可波罗(1254~1324)、利玛窦(1552~1610)等旅行家或传教士来华,但真正对中国自然地理进行探险的外国人很少。有记载的最早记录是1807年,英属印度殖民地政府组织考察队进入喜马拉雅山和克什米尔地区进行调查。我想,这可能和他们受到限制的人身自由有关。1858年,英法军队攻占了渤海湾的大沽要塞。兵临城下,清政府被迫签订《天津条约》,条约中有那么一个不被人注意的条款:“外国人持领事颁发的护照并经中国官宪的副署即可在中国境内各处游历”。让老外在中国各处游历,这个现在看起来很正当的权利,原来在古代是一次屈服和让步!这就意味着外国人只需通过努力,便可以获得在中国内地自由旅行的机会。更值得一提的是,英国地质学家莱伊尔在1830~1833出版了重要著作《地质学原理》(The Principles of Geology),“第一次把理性带进地质学”(恩格斯语),而且地质旅行也已经在欧洲流行开来。这几个因素的结合,昭示着中国的地质旅行大道已经修通。当然,未来的这些地质旅行有些带有对科学的追求,而有些则带有经济或政治利益的诉求。这些复杂的原因显示了当时中国复杂的社会背景。

【图】图为光绪二十二年十二月二十三日(1897年1月25日)英国颁发给莫理循的护照。这个苏格兰人出生于澳大利,毕业于爱丁堡大学医科,但和一般医生不同的是,他酷爱探险。他因为游记《一个澳大利亚人在中国》而出名,并被《泰晤士报》聘为驻中国记者,从此在中国亲历了许多重大历史事件。值得注意的是,1949年之前的王府井大街,就被称为莫理循大街。

庞培勒是来中国做野外地质调查的第一个人,这位美国哈佛大学的矿学教授于1863年3月来到上海,乘船考察了长江中下游沿岸的地质后,9月到达北京,本想穿越蒙古和西伯利亚去欧洲,因受到清政府邀请去勘查煤炭而推迟了计划。北京的采煤历史悠久,早在明朝,人们就已经从西山的石炭系和侏罗系地层里找到煤矿,并用他们的马队运输煤矿入城,这些运煤线路,便成了如今颇有名气的“京西古道”。庞培勒在北京西山做了一个月的调查,当他调查到斋堂煤矿时,他注意到斋堂是一个盆地,流经斋堂的清河两岸堆满了黄土和其他第四纪沉积物,于是他认为这些黄土是由大河搬到湖泊后沉积下来的,后来湖泊干涸后,就形成了黄土阶地。简单地概括,是黄土湖成论。他还使用huangtu这个词作为英文名称。

【图】斋堂黄土剖面全貌

【图】北京著名的斋堂黄土剖面,其上部的马兰黄土因位于马栏村而得名(1989年摄)(图片来源:郭旭东.2007.北京第四纪地质导论)

三、中国黄土风成说的创始人——李希霍芬

在庞培勒来华两年前,一位德国地质学大师李希霍芬已经踏上了中国的土地,但他这次是随着外交使团来华寻找利益的,在签完外交协议之后,他便离开了中国。这样,“第一”的头衔让给了庞培勒。

德国是近代地理学的发源地,地理学家洪堡(1769~1859)对美洲的考察成果《新大陆热带地理旅行记》曾令这个普鲁士人对亚洲特别是中国充满了探险的渴望。1868年,他终于如愿以偿,在外商会的资助下,他获得了全面考察中国的机会。接下来的4年里,他精心设计了7条考察路线,足迹遍及我国18个个行省中的13:东到舟山群岛,南到广州,西到成都,北到沈阳。考察时间之久、地点之多,那个时代无人能出其右。直到后来,他的光辉才被一位学生掩盖,那个学生正是斯文·赫定。

 【图】李希霍芬

【图】德国地质地理学家费迪南·冯·李希霍芬(Ferdinand von Richthofen,1833年5月5日~1905年10月6日)

李希霍芬的考察成果对中国产生了深远的影响。1877年,他首次赋予了汉代张骞出使西域时的古道一个动听的名字——“丝绸之路”。1882年,他首次将北京南口的古老地层命名为震旦系,将 “震旦”一词引入中国地层系统,之前,“震旦”(Cinastan)一直是古代印度对中国的称呼,意思是“日出之地”;山西五台山具有古老的变质岩,在考察之后,他又提出了地层术语“五台系”;这两个术语后来一直被地质学家们沿用。不过,他对山东的考察却为日后德国侵占胶州湾提供了充分的依据。他说胶州湾“是进入整个中国市场的一扇门户”,并多次向“铁血首相”俾斯麦陈述占领胶州湾的意义——我们知道,他的个人行为和当时极力进行海外扩张的德意志精神是捆绑在一起的,若没有这些背后的政治、经济目的,他也不可能获得外商的资助。1903年,曾梦想成为地质学家的鲁迅撰写了一篇重要的地质学论文《中国地质略论》,痛批了李希霍芬借地质调查之名行窃取我国地质矿产资源之实,他这样说道:“盖自利(李)氏游历以来,胶州早非我有矣。”

李希霍芬的考察客观上侵略了中国,但不可否认的是他对地质学的贡献。考察回国后,他花了35年时间,相继共出版了5卷集的宏篇巨著《中国》(China)(附地图集2卷),其中第 1、2 卷由他自己编成,另 3卷由学生及同事参与下共同完成。令人遗憾的是,至今国内没有完整的译本,只有黄土学家刘东生院士和张英骏就书中的黄土部分编译成了《黄土与中亚环境》(2009)一书。不然,对了解中国的地质、地理学发展历史是非常有益的。

令人印象颇深的是,李希霍芬曾在《中国》中写道:“中国士人,资性聪明,在科学上可有所成就:但其性不乐涉跋,不好劳动,故于地质学当无能为。” 在李希霍芬写下这段话的几十年后,一位无以伦比的实践主义者,用“登山必到峰顶,移动必须步行”的探险精神,回敬了李氏对中国地质学家的恶语中伤。他便是被胡适称作“一个科学化最深的中国人”——丁文江,一个值得大书特书却被当政者有意遗忘的大地质学家。

李希霍芬的科学成果中,千万不能遗忘的重要一条,是他首次提出了中国黄土的风成说。如今,几乎所有提到中国黄土的论文,必然会言及李希霍芬。李希霍芬提出“黄土风成说”是很不容易的,在此之前,黄土水成说占主导地位,莱伊尔在《地质学原理》里就专门对莱茵河畔的黄土进行了描述,并认为它们是洪水冲积形成的;之后,庞培勒也认为黄土是湖相沉积而成的。要突破水成说的传统桎梏,不仅需要很大的勇气和独特的眼光,还需要地质学的证据。李希霍芬在中国考察期间,亲身经历了北方的沙尘暴(单从这件事来看,把沙尘暴的全部责任推给人类是不正确的,引用当今科学家的话,是青藏高原让风吹干了亚洲大陆)。此外,李希霍芬发现中国北方的黄土和莱茵河谷的黄土非常相似,不同海拔、不同地形均有分布,而且旱生软体动物的化石壳体保存完好,这就表明黄土没有受到水的改造,而是被风吹起来之后再经历沉降形成的。李希霍芬的这个理论是超前的,因为他已经不知不觉地把地球视为一个系统,把岩石圈和大气圈密切联系了起来。而利用黄土研究气候演化是20世纪60年代才开始的,以IGBP(国际地圈生物圈计划)为代表的地球系统科学直到20世纪80年代才提出。

【图】IGBP(国际地圈生物圈计划)

【图】地球本来是一个系统,后来被科学分割得支离破碎:大气圈、水圈、岩石圈、生物圈,如今科学家的任务是把他们像七巧板一样重新拼合,形成系统的地球观即地球系统科学

四、垭口黄土探究

让我们回到的垭口,不禁疑问,堆积路边那些黄土的力量,到底是水还是风赐予的呢?看看李希霍芬在《中国》第1卷中的阐述吧,风成的黄土应该具有这些主要特征:

1) 黄土的成分和结构十分均一。这是水成沉积不具备的特点,因为若是水成,必然会对物质有所分选,沉积物颗粒越往上则越大。

2) 黄土分布不受海拔的限制,不论洼地、坡地、分水岭都有分布。

3) 黄土地层不像水成沉积一样具有水平层理。莱伊尔所犯的错误,就是把黄土视为河流泛滥时沉积的淤泥,而水流产生的沉积物多少是有层理性的。庞培勒的湖成理论,似乎也忘记了这个重要的事实。

环顾左右,堆积在我们面前的黄土,正好满足了这几个特点。它的成分是均一的,整个剖面在垂直方向上看不到明显的沉积颗粒大小的变化,黄土里也没有夹杂着或大或小的砾石,从剖面的水平方向看,也看不出层理性。其次,它们分布在风力较大、海拔较高的垭口位置,这个位置,用水力作用来解释显然说不过去,因为水往低处流,水带走的物质不可避免地会被冲积到最低的地方。此外,我们发现附近坍塌的长城石不是二长花岗岩(由钾长石、斜长石、角闪石和黑云母组成),就是由碳酸钙镁组成的白云岩,如果这些黄土是由这些古老的基岩风化后搬运过来的,那黄土的成分和颜色不可避免要和这些岩石相似。事实上,黄土是棕黄色的,而花岗岩是嵌黑的肉红色,白云岩呈灰白色。当然,要做出准确的物质成分组成、结构判断,最科学的做法是磨成薄片后利用显微镜观察。至此,我们基本可以得出这些黄土就是风吹过来的。

【图】坍塌的大营盘长城

【图】二长花岗岩和白云岩垒起来的长城

【图】长城是由这些二长花岗岩和白云岩垒起来的

风吹过来的!可能吗?

法国博物学家拉马克有一段名言:“对自然界来说,时间不算什么,时间成了自然的一种法力无边的手段;既可以完成微不足道的琐事,也可以完成最伟大的功绩。” 人类的历史在地质历史的长河中只不过是短暂的一瞬,若用短暂的人生去衡量黄土的过程,显然是不可想象的。但是,地质时间能够使自然创造奇迹。苏联地质学家奥勃鲁契夫(1863~1956)在中国考察地质时,曾这样认为:“一年内灰尘通常可积到一毫米,在第四纪的数十万年里,就不难积累成100多米厚的黄土”。是的,这就是地质学沧海桑田的时间观。

每一个在北京长久居住过的人大都会对三四月份的沙尘暴留有深刻的印象。沙尘暴来临之时,黄沙弥漫,遮天蔽日。待尘埃落定,一层黄土,在山沟里、山坡上、城市中……

科学家已经证实,黄土高原是260万年(也许是更早的2200万年)以来的沙尘暴所形成的,与西北方向吹来的风有关。于是,我们恍然大悟,中华文明的主要发祥地,原来是来自亚洲内部戈壁、沙漠上的沙子,当一条条大河穿过黄土高原时,大量黄土,携着泥沙碎屑,从太行山源源而下,终于形成了广袤的华北平原和我脚下的北京。

风吹来的沙,为我们带来了文明。

【图】风吹来的黄土

【图】风吹来的沙,为我们带来了黄土,更带来了文明

大营盘—长峪城穿越(一):风吹来的沙》上有9条评论

  1. 风吹过来的沙。。也“可能”带来文明的毁灭。。例如楼兰。。

    喜鹊好。。*^o^*。。

  2. @friedfish: 说的很对,我这样写有偏颇。沙尘暴有利有弊,文章主旨是想表明沙尘暴其有利的一面。另外,这位喜鹊不是你认识的喜鹊哈。

  3. 常去你们的“自然笔记”网站,虽然更新得慢了点儿,但内容真是不错。现在找到你这儿,太棒了!

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