探尋毛烏素沙漠的“前世”與“今生”

徐芳芳

千年前，在鄂爾多斯高原與黃土高原之間曾有一片水草肥沃之地。西晉時期，五胡亂華，匈奴人赫連勃勃趁亂而起，建立大夏國，并將都城定于此地，起名統萬城，取統治千秋萬代之意。在這塊肥沃土地的養育下，赫連勃勃厲兵秣馬，曾一度將疆域擴展到秦嶺地域，甚至攻占了長安。然而如今，赫連勃勃的野心仿佛還在眼前，統萬城卻早已淪為茫茫黃沙，昔日鼎盛的國度再也尋不見蹤跡，只留下一片蕭條荒涼的毛烏素沙漠。

大夏文明的消失和沙漠化的到來有怎樣千絲萬縷的關系？是什么原因促使這片土地的水草逐漸退去，黃沙步步侵襲？蘭州大學資源環境學院教授聶軍勝多年來致力于我國西部干旱環境形成變化及原因的研究，如今他踏上毛烏素這片土地，決心對其沙地的形成年代、形成機制和形成后的環境變化模式展開研究。他說：“開展對毛烏素沙漠的研究意義廣泛，不僅有助于挖掘其與文明演化的關系，還能夠讓我們深入認識中國沙漠格局形成時代與機制，以及晚第四紀東亞夏季風的周期與相位變化。”

紛至沓來

事實上，毛烏素因其在中國沙漠中的特殊地位，一直吸引著眾多地學領域的研究者前來探索。他們有的研究毛烏素沙漠的形成年代，有的研究沙漠碎屑物質的來源。2005年，曾有學者到達毛烏素沙地，經過一番研究發現毛烏素的沙漠沙只存在于4Ka以后，再往下即為古土壤或者湖相地層。不過以上這些研究者要么主要將追溯時間集中在末間次冰期以來的邊緣地區，缺乏位于沙漠腹地的貫穿風成沙地層的完整記錄，要么由于技術的限制而無法完全把形成年代及沙物來源解釋清楚。

“我們團隊及合作者通過對比毛烏素沙地與黃河沉積物的重礦物與鋯石U-Pb年代特征，發現了西部毛烏素沙地物質與黃河上游從青藏高原搬運的沉積物具有類似的特征。而東部毛烏素沙地與下伏白堊紀砂巖以及黃河中游及其支流的地化特征類似，從而揭示出了毛烏素沙地東西部具有顯著不同的物質來源。”聶軍勝向記者介紹道。近期，聶軍勝團隊經過考察進一步提出季風變化導致黃河輸沙能力增強從而促進了毛烏素沙地形成的假說。

“為什么毛烏素沙漠會形成這么大的研究浪潮？首先是因為它特殊的地理位置。”談及研究原因，聶軍勝顯得有些興奮。毛烏素沙漠位于陜西省榆林市長城一線以北，相較位于西北的塔克拉瑪干沙漠和位于我國北部的騰格里沙漠，毛烏素沙漠明顯更加靠近東南，夏季降水量多。“較多的降水可能延緩它的形成，使它成為我國最為年輕的沙漠。”聶軍勝向記者說道，“它的形成可能代表了中國沙漠分布格局的基本形成。”

不僅如此，毛烏素沙漠在歷史上曾存在顯著的濕潤時期，并孕育出了繁榮一時的古文明，因此對其的研究可能會揭示古文明演化并消失的過程。“而且毛烏素沙漠東西兩側被黃河夾持，研究其形成是否得益于第四紀黃河的發育和泥沙輸送能力的增強，能夠豐富沙漠形成機制的認識。”當然，研究毛烏素沙漠的形成機制還有一個重要意義。在聶軍勝的解釋下記者了解道，毛烏素沙地位于東亞夏季風降水邊緣區，沙地的干濕變化可以清晰指示東亞夏季風的進退變化，因此分析毛烏素沙地古環境記錄將能為解決東亞夏季風周期和相位變化這一重要問題提供全新視角。種種因素使得毛烏素沙漠如同被施了魔法一般，吸引著一批又一批的研究者前往。

新起征程

“但是過往的研究大多集中在距今10Ka以內的這段時期，并且多是基于沙漠邊緣露頭剖面或者淺鉆孔的基礎性工作。”聶軍勝向記者介紹道。因此，聶軍勝此次將會基于國家自然科學基金項目“毛烏素沙地形成年代、物質來源和干濕變化模式研究”，對毛烏素沙地不同區域進行巖心鉆探，從多圈層相互作用角度和流域尺度系統認識毛烏素沙地的形成過程、物質來源和干濕變化；并且通過引進國際先進的定年技術，在研究空白區的沙地腹地獲得多個有精確定年的地質記錄。

“我們的首要目標就是深化對毛烏素沙漠形成時代、機制及環境演化的認識，進一步完善國內關于沙漠形成與演化的研究。”在解決該問題的同時，聶軍勝及團隊還將檢驗過去通過物源示蹤提出的黃河演化促進毛烏素沙地西部形成的假設，加深對黃河演化的認識，以及對河流-風力相互作用促進沙漠形成這一過程的理解。另外，由于毛烏素沙地南部與黃土高原接壤，他們還將通過對比毛烏素沙地與黃土高原沉積物的礦物特征來加深對黃土高原沉積來源隨時間變化的認識。除此之外，聶軍勝還將通過此次項目完善對晚第四紀東亞季風降水周期和相位的認識，促進過去關于石筍和黃土高原記錄的東亞夏季風周期和相位不一致現象的認識。“為了更好地完成預期的研究目標，我們將會在對毛烏素沙地腹地進行鉆探的基礎上，獲取穿透沙漠地層巖心，開展年代學、物源分析和古環境重建研究。”聶軍勝總結道。

“我希望通過此次的研究在關于毛烏素沙漠的形成年代和機制，以及晚第四紀東亞夏季風周期和相位變化領域獲取新的突破。”聶軍勝說道。其實不止如此，關于沙漠的研究也是理解地球各圈層之間相互作用機制的重要切入點。沙漠地區產生的粉塵能夠通過大氣過程運輸到海洋，對海洋生產力和全球大氣二氧化碳濃度起著至關重要的作用。除了影響空氣質量，沙漠化對國家農業、畜牧業等會造成巨大的損失。因此研究沙漠的形成機制可以幫助科學家預判沙漠化的趨勢是繼續惡化還是緩解，要知道，這直接影響著一個國家發展戰略方針的制定。

斷壁起新樓

君不見走馬川行雪海邊，平沙茫茫黃入天。關于地質的研究關系著全球環境變化也關系著我們每個人的實際生活。在與該領域相關的研究中，聶軍勝除了即將進行的關于毛烏素沙漠的研究，多年來他還開展了多次關于地質與氣候的研究。2018年，針對中亞干旱區軌道尺度分辨率古氣候記錄的不足，聶軍勝及團隊開展了關于“新生代氣候溫暖期柴達木盆地高分辨率干旱化記錄及驅動機制”的研究。“我們以柴達木盆地沉積速率較高的河湖相沉積物為研究載體，在先期研究的基礎上，開展了新生代氣候溫暖期柴達木盆地高分辨率干旱化記錄及驅動機制的研究。”而該研究結果將加強中國在地球軌道參數驅動深時氣候變化領域的優勢地位。

除此之外，聶軍勝及團隊還開展了國家自然科學基金國際（地區）合作與交流項目“上新世—第四紀氣候變化對非洲南部地貌演化的影響—以林波波河和贊比西河的演化為例”。在該項目的研究中，他們通過與南非工作組合作，對晚新生代構造活動較小的非洲南部兩條重要河流（林波波河和贊比西河）進行地質考察和系統采樣，對河流入海口處的晚新生代鉆孔開展詳細的古地磁定年、物源分析和古氣候重建。“我們正在通過對比晚新生代河流地貌演化歷史與氣候變化趨勢及軌道尺度氣候波動幅度的關系，查清構造貢獻可忽略不計情況下氣候對河流發育的控制能力，進一步完善地貌學理論。”聶軍勝說道。

殘巖斷壁容顏改，悲壯蒼涼盡空樓。如今凄涼空曠的沙漠或許在千年之前也曾是一片綠洲，上演著繁榮鼎盛的文明，只不過隨著種種原因，幾乎所有的痕跡都已被風沙掩埋。如今，聶軍勝再次踏上這片沙海，不僅是為了追尋古文明消失的過程，還為了讓毛烏素更好地重回當年水草豐茂的綠洲狀態，更為了讓更多的土地避免走入沙漠化的結局。