現代黃河是什么時候形成的

? 黃河是中華民族的母親河，是中華文明的搖籃。如今，人們對于黃河的來龍去脈已經有了比較清楚的了解，但黃河是什么時候形成的，很久以來仍然是個謎團。

? 近期，蘭州大學地貌演化與新生代環境研究團隊在前人研究工作基礎上，通過三門峽地區的環境鉆探研究，獲得了現代黃河水系在距今約125萬年前形成的可靠證據。

研究黃河三門峽是關鍵

? 黃河的形成演化涉及漫長地質時期復雜的水系重組過程。有學者認為，黃河形成之前，中上游地區存在多個相互獨立的內流水系，后因中游河流的溯源侵蝕，將原來不同地段的涓涓細流串連起來形成洋洋大河，在貫通三門峽后東流入海，形成了現代黃河水系。也有學者認為，黃河曾自內蒙古經黑河-洋河-永定河東流入海，后因中游河流的溯源侵蝕，襲奪了古黃河內蒙古以上的水系，形成了現代黃河水系。還有學者認為，黃河曾自蘭州地區南下，經渭河東流入海，后因中上游河流的溯源侵蝕，襲奪了古黃河蘭州以上的水系，形成了現代黃河水系。

? 盡管黃河的形成演化歷史非常復雜，眾說紛紜，但大體可以劃分為兩個演化階段：一個是古黃河階段，無論是內流河，還是從其他河道東流入海，在形態特征上均與現今黃河水系格局截然不同；一個是現代黃河階段，以“幾”字彎的形成和貫通三門峽東流入海為標志，在形態特征上與我們今天看到的黃河大體一致。

? 那么，現代黃河水系的格局是什么時候開始形成的？三門峽是現代黃河的必經之路，且三門峽以東地區河道頻繁改動，不易獲得河流形成演化的直接證據，所以要解開這個謎底，關鍵的節點就在三門峽。

用“芯”發現水系演化

? 沉積物受重力影響有序沉積，按先后順序層層堆疊，形成地層，如同書頁有序排列組成書籍。不同類型沉積物的顏色、顆粒大小、層理、物質組成、賦存化石等特征均有所不同，如同書頁中的文字，記錄了沉積物形成時的氣候環境狀況。

? 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，確定三門峽地區最古老黃河沉積物的年代，即可獲得現代黃河水系形成時代的可靠證據。

? 在中國科學院院士陳發虎的協調和指導下，蘭州大學資源環境學院地貌演化與新生代環境研究團隊王鑫教授等與多家單位聯合，在三門峽盆地中心實施了環境鉆探并開展合作研究，獲取了黃河貫通三門峽歷史的完整巖芯記錄。

? 通過對巖芯形態的描述與粒度、易溶鹽含量等指標的測定，研究團隊發現巖芯108.7米處發生了顯著的環境變化。在150米至108.7米，巖性以灰綠色-棕褐色黏土與粉砂為主，多見水平層理，部分層位見大量石膏晶體、白云石、盤星藻化石，蒸發鹽含量整體偏高，反映了當時的三門峽盆地是一個封閉型的微咸水湖。自108.7米以上，地層中開始大規模出現河流沉積物，河流砂含量開始急劇增加，蒸發鹽含量急劇降低，反映了一條大河自此流經三門峽。

用“磁”確定河流時代

? 接下來的問題是，巖芯108.7米處，對應的是什么時間？研究團隊通過古地磁定年技術，建立了鉆孔巖芯的年代框架。現今，地磁場的地磁北極在地理北極附近，地磁南極在地理南極附近。但在地質時期，地磁場曾發生無數次的倒轉，如最近一次持續時間很長的倒轉發生在距今78萬年前。

? 科學家主要通過深海磁異常條帶的研究，建立了地質時期地磁場倒轉的時間序列，稱之為“國際標準極性柱”。地球上任何一點磁針均沿地磁場方向排列，若地磁場發生倒轉，磁針的方向相應發生倒轉。沉積物中含大量的載磁性礦物，如同一個個小磁針，記錄了當時的磁場方向。因此，從巖芯頂部到底部密集采樣，通過系統測量分析，獲得樣品形成時地磁場方向的信息，建立巖芯的磁極性變化序列，然后與國際標準極性柱進行對比，即可獲得鉆孔不同層位的時代。

? 研究團隊按平均70厘米間距采集了217塊古地磁樣品，對每個樣品進行了不少于13步的交變退磁和熱退磁處理，建立了鉆孔巖芯高分辨率的磁極性變化序列，通過與國際標準極性柱的對比，建立了巖芯的古地磁年代標尺。結果表明，巖芯底部年代約為196萬年前，從封閉型微咸水湖到河流環境轉變的時代為約125萬年前。

125萬年前現代黃河形成

? 我們知道了約125萬年前一條大河流經三門峽，那么如何確定這就是黃河呢？三門峽盆地地勢相對低洼，周邊山地的徑流匯集于此，形成局地河流也屬情理之中。那么，這條河流到底是局地河流還是黃河？

? 物源分析是判定河流身份的鑰匙。由于黃河流經鄂爾多斯地塊上的沙漠、黃土高原時攜帶大量泥沙，若是黃河，沉積物中必然能發現大量來自鄂爾多斯地塊的碎屑物質；相反，若是局地河流，沉積物應來自中條山、崤山、秦嶺等近緣山體。好比生物之間通過DNA檢驗即可判斷親緣關系，沉積物中也有類似的查驗技術。我們的研究選取巖芯不同部位的樣品進行識別，結果表明，125萬年后鄂爾多斯地塊碎屑物質開始大量涌入，代表現代黃河水系形成。此外，重礦物組合的研究結論也與此一致，證明了約125萬年前沉積物源發生改變，現代黃河物質開始輸入，即現代黃河水系形成。

追尋現代黃河形成原因

? 最后一個問題是，大約125萬年前，到底是什么因素促成了現代黃河水系的形成？

? 河流上游地區的構造抬升、流域氣候變化、海平面的降低是影響大江大河水系發育和重組的可能因素。

? 若流域降水和地表徑流增多，可能導致湖水溢出，切穿峽谷，形成河流，稱之為河流演化的“湖水溢出”模型。大量來自三門峽盆地周邊地區的古氣候重建結果表明，約125萬年前后黃河流域降水并無顯著增加，研究團隊的巖芯檔案也記錄了河流發育之前湖泊逐步萎縮的過程，與“湖水溢出模型”不符。故而，黃河流域氣候變化對現代黃河的形成影響較小。

? 青藏高原的隆升造就了我國西高東低的地貌格局，奠定了“一江春水向東流”的基礎。此外，青藏高原的隆升及其遠源效應，影響著黃河中上游地區的斷層分布，為河流的發育和改道提供了便利條件。因此，青藏高原的隆升對黃河的形成演化無疑具有重要影響。但最近的研究結果表明，青藏高原東北緣、秦嶺、中條山等的隆升時代遠早于現代黃河水系的形成時代。因此，山體隆升也不是現代黃河水系形成的原因。

? 中外科學家通過深海巖芯、冰芯、中國黃土等研究載體，建立了第四紀（約258萬年前至今）全球氣候環境變化框架，揭示了距今125萬年至70萬年是全球氣候轉型的關鍵時期，稱之為“中更新世氣候轉型”。自125萬年前起，全球氣候變化的脈搏從之前的4.1萬年主導周期逐步轉變為70萬年之后的10萬年主導周期。自125萬年前開始，全球冰量快速增加，全球溫度快速降低，全球海平面也快速降低。

? 現代黃河水系在約125萬年前開始形成，在定年誤差范圍內與全球海平面加速降低的時間基本一致。研究團隊通過地貌分析認為，海平面加速降低可引起華北平原河流侵蝕能力的顯著加強，進而導致河流自東向西切穿三門峽。因此研究團隊提出，在中更新世全球氣候轉型期，全球海平面尤其是最低海平面的加速降低，可能對現代黃河水系的形成演化有重要影響。

（摘自《北京日報》余子瑩、王鑫）