除了大沙漠,塔里木還有什麼?
2020年07月02日08:51

原標題:除了大沙漠,塔里木還有什麼?

原創 星球科學評論 星球科學評論 來自專輯華夏大地

|科學| · |探索| · |好奇|

在遙遠的中國西北部,有一片被人們遺忘的土地。它被群山環峙,東西最長處1400千米,南北最寬處520千米,總面積達到40萬平方千米。這裏降水稀少,黃沙漫漫,幾條河流蜿蜒流淌,最終都消失在大漠深處。

塔里木河航拍 | 塔里木盆地的生命之河。攝影師@趙來清

文明的光輝只能依託著寶貴的雪山融水,蜷縮在綠洲的遮蔽之下,這裏因此成為中國最地廣人稀的地方之一。

南天山腳下的拜城縣綠洲 | 遠景雲霧繚繞之處為南天山。冰雪融水衝出天山,形成巨大的衝積扇。扇前的窪地上水源豐富,足以支撐城鎮。攝影師@仇夢晗

這便是塔里木盆地,在它的腹地,33萬平方千米的塔克拉瑪干沙漠是中國第一大沙漠、世界第二大流動沙漠,生存環境極為殘酷。

塔里木盆地示意圖 | 塔里木盆地幹旱少雨,城鎮集中在山麓綠洲和河流兩岸,依水而生。製圖@鞏向傑&陳隨/星球科學評論

一億年以來,這片土地一直在被嫌棄:大海拋棄了它,江湖拋棄了它,甚至後來連人類也在慢慢拋棄它。大漠瀚海的深處,一直被嫌棄的塔里木究竟隱藏著怎樣的幽怨與不甘?它還會被嫌棄多久?

01

被大海拋棄:橫刀奪愛

在恐龍仍然漫步的年代,大海曾經擁抱過塔里木。

一億年前的白堊紀晚期,塔里木盆地北部是苟延殘喘的古老天山,西邊則通向一個古老的大海,副特提斯海,如今早已消亡不見。但它曾經高歌猛進,向塔里木盆地發起了至少五次大規模入侵[1-7]。

白堊紀晚期的古地理格局 | 8000萬年前,海水曾自西向東侵入塔里木盆地。Ma表示百萬年。圖源@Christopher Scotese,截取自文獻[8]

這是屬於塔里木的海洋時代。

5500萬年前,全球海平面達到最近一億年以來的最高值,塔里木海灣的面積也達到最大,顯出一派溫暖濕潤的溫帶海濱景象。在塔里木北側,海水向東最遠影響到庫車-拜城周邊地區[2-3];在南側,海水最西則可以影響到民豐一帶[9]。

古近紀始新世早期的塔里木海範圍示意圖 | 海水沿著古天山和古崑崙山的山前沉降帶向東侵入。Ma表示百萬年。由於數千萬年間板塊運動變化劇烈,圖中民豐和拜城地區僅為粗略標註。圖源@文獻[10]

但有一股力量很快插足了大海與塔里木的親密關係,它就是帕米爾高原。

帕米爾高原東北部的昆蓋山 | 昆蓋山有連續十多座山峰,人稱“昆蓋十八羅漢”。攝影師@GAGALing

帕米爾高原地處中國最西部,位於塔里木盆地與塔吉克盆地(塔吉克斯坦境內)的連接處,像個楔子一般楔入了在兩大盆地之間。而在帕米爾高原崛起以前,這兩個盆地原本連為一體,共同接受海水侵襲。

現代帕米爾高原地區簡要地形圖 | 帕米爾高原如今已經和天山西南端碰到一起,切斷了塔吉克盆地與塔里木盆地之間的聯繫。圖源@文獻[10]

當帕米爾高原向北突進時,像第三者一樣插足到塔里木盆地與塔吉克盆地之間,橫刀奪愛。大約4100萬-3700萬年前,隨著帕米爾高原周圍地區的海拔逐漸抬升,海水進出塔里木盆地的渠道被阻斷,大海被迫退出[5-7, 10-16]。

帕米爾高原北進將海水逼退示意圖 | 帕米爾高原的抬升和北進與塔里木海退有關。圖源@文獻[14]

然而雁過留痕,大海的離開也在塔里木盆地留下了遺產。

長達6000多萬年的時間跨度中,海水在塔里木盆地幾度進退,滄海和原野交替出現。每當海水退去,滯留的海水在低窪處漸漸蒸發成白色的鹽礦,為塔里木盆地中西部留下豐富的鹽礦資源(注)[1, 17-21]。

古老海洋遺留的鹽岩地層 | 阿克蘇地區溫宿縣東部,玉爾滾立交橋東北方向,卻勒塔格山西段的卻勒鹽推覆體。山體上的白色物質為鹽岩(及鹽霜)。攝影師@常力。更多信息參見文獻[22]。註:塔里木盆地兩側的鹽岩並非全由古海洋乾涸形成,也有一些鹽源於古代鹽湖。

時至今日,人們可以在塔里木盆地西部的諸多鹽礦場里觸摸遠古的大海。其中,在塔西北阿克蘇地區的溫宿縣,地下的鹽層刺破層層岩石,流出地表(注),塑造了中國唯一一處以各種鹽岩地貌為主題的地質公園:新疆溫宿鹽丘國家地質公園。

新疆溫宿鹽丘國家地質公園的鹽丘景觀 | 遠景中部發白的山體即為該公園的核心地貌,鹽丘。它是地下鹽岩湧出地表形成的丘狀隆起,白色的鹽岩與紅褐色的其他岩石混雜一起,舔之有鹹味。圖源@VCG。註:鹽岩的流動性很強,在地下“如黃油般柔軟”,在地上則會受重力作用緩緩流動,因此流出地表的鹽岩也被叫做“鹽冰川”

在山地的“橫刀奪愛”之下,大海不得不拋棄了塔里木。河流即將上位,它們將重新擁抱塔里木一段時間,然後再度背叛。

02

被江湖拋棄:三次背叛

河流原本只是塔里木海灣里不起眼的力量,只配作為陪襯。但在大約3700萬年前,海水被幼年期的帕米爾高原逼退,這些河流開始作為群山的代表正式上位。

它們衝淡了大海留下來的海跡湖,彙集成新一代湖泊。此時的塔里木盆地一度也河湖叢生,到處都分佈著湖沼和衝積平原。

黑海和裡海 | 副特提斯海從塔里木盆地向西退卻的過程中,窪地裡的海水保留下來。後來,周圍河流繼續注入,這些窪地演化成黑海(左側)和裡海(中部)。類似的過程曾經也在塔里木盆地發生過。圖源@VCG

屬於塔里木的江湖時代開始了,只是這樣的景象並沒有一直持續下去。因為群山帶來的不僅有河流,還有三次背叛。

第一次背叛來自雨水。

隨著帕米爾高原繼續北進生長,西側的海洋水汽需要翻山越嶺才能進入塔里木盆地。它們被迫冷凝成雲化作降水,最終進入塔里木盆地的水汽快速減少,暖濕氣流變為乾燥氣流。這就是雨影效應[23],它標誌著雨水開始背叛塔里木。

雨影效應示意圖 | 來自海洋的暖濕氣流在爬坡時冷凝成雲,在山脈靠海一側形成大量降水,另一側則變為被幹燥氣流籠罩的雨影區。圖源@文獻[48]

除此以外,地球的大氣候逐漸變冷變干,塔里木變得更加乾燥,湖泊難以擴大,反而更容易萎縮鹹化,許多淡水湖最終轉化為鹽湖[17-19, 24-27]。到了後來,連永久性湖泊也愈發變少。

距今約700萬年前,帕米爾高原基本成型,關閉了塔吉克盆地與塔里木盆地間最後的水汽通道,加重雨影效應。

從阿克陶縣向南眺望帕米爾高原 | 圖中雪山為公格爾九別峰,位於公格爾峰西側。它是高空水汽的最後一道攔阻線,將翻越帕米爾高原後不多的水汽化作冰雪,為塔里木盆地提供融水。拍攝地點位於阿克陶縣奧依塔格鄉。攝影師@陸雨春

在河流與湖泊潤澤不到的地方,暴露在地面的泥沙被風吹起,堆成流動沙丘,沙漠化進程啟動。塔里木盆地迎來了第二次背叛,河湖的背叛。

帕米爾高原向北突進過程的示意圖 | 帕米爾高原封閉視頻介紹。圖源@文獻[29]

麻紮塔格山位於塔里木盆地西南部的沙漠腹地,人們在這裏發現了流動沙丘形成的岩石[23, 28],距今年代約700萬年。

塔克拉瑪干沙漠西南方向的麻紮塔格山 | 此山南側發白,北側發紅,因此也叫作紅白山。這些地層中隱藏著700萬年前塔里木盆地內最古老沙丘的身影。遠景是塔克拉瑪干沙漠西南部。圖源@圖蟲創意

但從第一座沙丘到茫茫沙海,中間還相差了數百萬年的光陰。這是一段河流、間歇性淡水湖、鹽湖、衝積平原與流動沙丘共存的時期,而氣候大背景又在逐漸轉冷轉干,我們很難簡單的使用大沙漠、大沖積平原或者大湖來簡單概括。

300多萬年前,青藏高原啟動最近一次快速隆升,海拔高度快速升高到4000米以上,進一步加劇了塔里木盆地的雨影效應和沙漠化進程,大量間歇性湖泊消失,沙漠從內向外擴大[30-36]。

塔里木河下遊的無名湖泊 | 塔里木河下遊地區尉犁縣境內有很多小湖泊,它們由河水補給的地下水外滲形成,常生長著胡楊林。攝影師@柴江輝

距今約70-50萬年前,永久性的塔克拉瑪干大沙漠最終出現[30],塔里木迎來了第三次背叛,綠色的背叛。

那時的塔里木盆地,或許已經與今日的面貌頗為相似:群山環繞四周,沙漠佔據腹地,綠洲列陣山麓,河流串聯東去,彙入塔里木盆地彼時的最低點,東部的古羅布泊——這是塔里木盆地經過一億年的滄海桑田後,剩下的最後一個古大湖[32, 37-38]。

羅布泊大耳朵及鉀鹽場 | 地質歷史上,古羅布泊的面積遠比今天大。在它不斷乾涸的過程里,在地表留下了一圈一圈的鹽層。圖源@Google Earth

從雨水的背叛,到河湖的背叛,再到綠色的背叛。三場背叛,宣佈了塔里木盆地的枯萎和塔克拉瑪干沙漠的誕生。

不再有海浪輕撫,只有沙漠令人望而生畏。

不再有江湖澎湃,只有綠洲苦苦支撐生命。

塔里木,在它最荒涼的年代遇見了人類。

03

人類:繼續拋棄還是選擇擁抱?

至少一萬年前,人們就已經生活在塔里木盆地的綠洲中[39],但這一萬年里,無數古老的家園卻遭到遺棄。

在塔里木盆地南緣,尼雅河和克里雅河自南向北流入沙漠,在各自的末端孕育出綠洲,是現代人沿河棲居的終點。但在現代綠洲的更北邊,還隱藏著若干被黃沙掩埋的古城遺址和古代河道。

塔里木盆地南緣部分古城遺址分佈圖 | 數千年前,尼雅河和克里雅河都曾經流入沙漠更深處,孕育古城。製圖@鞏向傑&陳隨/星球科學評論

2000多年前(秦漢時代),氣候比今天更加溫暖潮濕,尼雅河水量更大,向北流至更遠。一群古人依水而生,修築溝渠,在今日尼雅河末端西北方向20多千米處,發展出繁榮一時的綠洲農業城邦。《漢書·西域傳》稱之為精絕國,如今被人們叫做尼雅遺址,“五星出東方利中國”織錦即出土於此。

“五星出東方利中國”武士織錦護臂 | 這塊珍貴的漢代織錦出土於尼雅遺址,是古代中原王朝對西域實施管控的實物證據之一。製圖@星球研究所,底圖攝影師@劉玉生

但到了距今約1600年前(東晉時代),人們卻因為種種原因拋棄了自己的家園,將房屋、宮殿、佛塔和田地交付黃沙。到了當代,古尼雅河早已乾涸,就連佛塔也被時光抹去了棱角。

尼雅遺址群的古佛塔 | 一千多年的風沙吹拂,摧殘了古佛塔的外觀。攝影師@李學亮

類似的故事,也發生在尼雅遺址西北方向約90千米處的克里雅河末端,達里雅布依鄉,人類在塔克拉瑪干沙漠腹地最深處的天然聚落。

現代克里雅河下遊的達里雅布依鄉 | 遠處可見河水反光。這是克里雅河滋養的最後一個人類聚落,隨後便斷流在沙漠腹地。但在西漢時期,克里雅河曾穿過塔克拉瑪干沙漠彙入塔里木河。攝影師@丁丁

在達里雅布依鄉的西北方向,大漠中隱藏著距今約2600年(春秋時代)的圓沙古城。400年後,克里雅河改道東移,人們也隨水東移,修建了喀拉墩古城。到了大約1600年前(東晉時代),喀拉墩古城也逐漸從歷史里淡出。除了戰亂等人為因素,克里雅河下遊持續的退縮和改道,是古城被廢棄的自然背景[41-43]。

古克里雅河末端的喀拉墩古城遺址 | 乾枯的木樁在黃沙中安靜站立,似乎在等待那些離去的人們。攝影師@劉玉生

最近一萬年來,全球氣候變冷變干,這是控制塔里木盆地綠洲萎縮,河流斷流的主要自然原因。而人類的不合理用水,也加劇了沙漠綠洲地區的生態惡化。

最近1.2萬年來的全球氣候變化示意圖 | 七千多年前氣候更加溫暖潮濕,但隨後便一路走低。圖源@railsback.org

但人們並沒有真的遺忘這片浩瀚沙海,共和國工業體系對資源的旺盛需求,為塔里木續寫了新的故事。“只有荒涼的沙漠,沒有荒涼的人生”,一代代建設者們,義無反顧地紮進大漠深處。

“只有荒涼的沙漠,沒有荒涼的人生” | 這是塔里木油田的一句著名口號。圖源@VCG

人們在塔里木盆地建設起了以中石油塔里木油田和中石化塔河油田為主的一系列油氣田,石油鑽井遍佈塔里木各地。2019年,塔里木盆地內的各個油氣田生產油氣約3700萬噸油當量[44-45],以一己之力,貢獻了中國當年油氣產量的10.9%,成為中國油氣生產版圖里不可忽視的一塊拚圖。

石油勘探人員在沙漠腹地作業 | 在沒有道路的沙漠腹地進行勘探作業,對於人員和設備都是極大的考驗。圖源@VCG

除此以外,塔里木油田也是西氣東輸的主要氣源。截至2019年8月23日,西氣東輸工程一共向東部地區輸送為4920億立方米天然氣,其中有2315億立方米來自塔里木油田,占西氣東輸總輸氣量的47.1%,惠及沿途的15個省份,120多個大中型城市,直接受益人口近4億[46-47]。

西氣東輸二期工程的某工地 | 2011年5月17日,江西省遂川縣西氣東輸二線(遂川段)管道中轉站建設工地,高大的放空火炬十分搶眼,它的作用是燃燒廢氣。圖源@VCG

為了方便沙漠腹地的油氣生產,從上世紀90年代開始,人們修建了若干條沙漠公路。它們在沙漠里蜿蜒交錯,使人員流動和物資運輸變得更加方便。

塔克拉瑪干沙漠公路 | 路邊是一處取水房,為往來車輛提供便利。一些太陽能發電板分佈在四周提供能源。類似的取水房每100千米就有一處,一般由一對夫妻共同值守。圖源@VCG

還有鹽礦,它們來自一億多年里蒸發殆盡的海水和湖水,把曾經溶於水的寶貴物質遺留在地下的鹽岩地層和滷水里。例如鉀元素,工業時代的人們用它製造化肥,反哺農業;還有鋰元素,互聯網時代的人們用它製造鋰電池,通向未來。

羅布泊鉀鹽池 | 人們抽取羅布泊的地下滷水,在曬鹽池內蒸發濃縮,用來製取鉀鹽。此外,這些滷水中也可以提取出鋰。攝影師@徐樹春

塔里木盆地還是可再生能源的聚寶盆,光伏發電站已經在圍繞沙漠的各個州市四處開花。未來,塔里木盆地豐富的風、光能源,或許也將為改變中國能源格局做出自己的貢獻。

巴音郭楞州南部且末縣某村莊的分佈式光伏發電設備 | 太陽能發電板安裝在村民的房頂上,平時發電自用,閑時餘電入網,可以為村民創收。圖源@VCG

就這樣,那些曾拋棄了塔里木荒涼腹地的人們,又憑藉著工業的力量,重新走進了荒涼。但這並不意味著人們要試著征服或消滅沙漠,而只是運用科技的力量,合理利用沙漠。

塔里木盆地在最荒涼的歲月,迎來了最華麗的綻放,無意間參與鋪就了人類通向未來的道路。

集結在塔克拉瑪干沙漠腹地的工業力量 | 這處物資站為附近的石油鑽井儲備必要設備和物資。圖源@VCG

山河無言,歲月無情。回顧塔里木盆地最近的一億年,它曾經無數次被拋棄。大海轉身離去,雨水、河湖、綠色先後背叛。在遙遠的未來,地質運動還將繼續改變塔里木盆地的容顏。

但在此時此刻的塔里木,人們選擇了轉身擁抱。

塔克拉瑪干沙漠里的公路和輸電塔 | 公路和電力,引領文明走進沙漠。攝影師@王寰

他們將繼續運用無窮的智慧與勇氣,與無情的沙漠展開角力,重新把這片一直被嫌棄、不斷被拋棄的土地擁入懷中。

因為無論塔里木變成什麼樣子,它終究是人們無法捨棄的家園。

關注我們Facebook專頁