为什么不是冰川遗迹 ——驳“谁说了假话”
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来而不往非礼也
一个学者提出的观点和概念会遇到不同的意见,这是学术研究中再正常不过的事情,而且只有通过不同观点的学术争论,才能取得共识推动研究的发展和进步。日前,临沂某大学王照波副教授针对笔者等《渐趋完善的第四纪冰川研究范式》(以下简称《范式》)一文,在其微信公众号以“谁说了假话?--致兰州大学王乃昂教授的一封公开信”(也可见文末【阅读原文】)(以下简称《假话》)为题,云其“于2017年12月3日至12日,与大型文献记录片《蒙山》摄制组一行,风雨驱车万余里,对四川海螺沟现代冰川遗迹进行了野外考察与外景拍摄,经对比研究,进一步确认了蒙山冰川遗迹的科学性,可靠性”。事情果真如此吗?我们认为,所谓“确认”,应该是相关学术单位的主流学者形成共识并一致确认,且不存在重大争议。
图1 贡嘎山海螺沟1号冰川大冰瀑布
科学属于认识范畴,判断中国东部中低山区冰川作用遗迹的真伪,既不能以仅仅适用于特定范围的理论为依据,也不能以某些人的论著是否发表为根据,更不能看是否有“学术权威”的帽子,只能通过科学实践检验和学术争鸣加以解决。实际上,人们对冰川地貌的认识和了解,较少是个人的经验和发现,大部分是来自他人告知的约定俗成的知识。特别是在有争议的问题上,人们更容易信任接受过专业训练的人。对于中国东部中低山区第四纪冰川有无问题的争论,历经时日待冰川学科发展水平达到某一阶段,或许时间会判定一切。但在当下的自媒体时代,对于科学探索中出现的一些错误,或者判别某一论点的“真伪”是非常困难的。由于过去对真正的古冰遗迹宣传报道不够,加之我国有关冰川作用遗迹的地貌学术语定义不够清晰,以致存在泛冰川论、命名失实等现象。这在中国第四纪冰川研究领域业已造成一定程度的混乱,使初学者产生了不少困惑,也给不明就里的游客与读者传播了大量的错误信息。尤其是在没有确切冰川作用遗迹的地方,贸然开展本科生“冰川地貌实习”,这对缺少认知力、辨识力和鉴别力的年轻学生造成的影响,是要持续到下一代甚至后面几代。因为他们在本科阶段固化下来的错误观念是很难被纠正的。诚然,这本质上不是高校教学的落后,而是中国第四纪冰川研究落于国际前沿和时代需求之后的现实所致。有鉴于此,呼吁第四纪冰川学者决不能等闲视之,而应适时指出泛冰川论的缺陷和不足,积极推进开展具备科学理论、科学事实和科学观念的中国第四纪冰川研究。
图2 祁连山冷龙岭宁缠河3号冰川末端擦面条痕石
《假话》诘难笔者,“就看到的蒙山擦痕能够客观、真实的表述意见”。其实,业已刊布的网络版《范式》还是有所阐释的,文中明确指出:“‘蒙山第四纪冰川组合遗迹’等皆不实之谓,其成因具多解性,说明地景形成的多样性和复杂性。它们要么是具凹岸分布特征、砾石最大扁平面倾向上游呈叠瓦状结构、零星擦痕垂直于长轴、个别砾石直立的流水作为搬运介质的泥石流(包括特大洪水)沉积,要么是具贝壳状断口、伴生单独擦痕的重力崩塌堆积,要么是坡崖无擦面、无颤痕伴生而粗短毛糙、孤立分散及突然角度变化的洪流、泥石流擦痕(有的甚至与沟谷走向垂直或斜交)”。笔者此前曾言,未到实地调查很容易误读误判,到了实地由于水平所限也未必能够准确解读,况且不考虑地貌组合和形成条件,单独解读“蒙山擦痕”成因更容易犯指鹿为马、张冠李戴的错误。因此,在没有对冰川地貌判别标准取得共识的前提下,去争论一些意义不明确的地貌现象难免落入缺乏专业规范的炒作而平添聒噪。现在面对《假话》的诘问,如不为说破、辨伪去妄,不但一些学术争论问题无法解决,坊间亦受其乱。只好不揣浅陋,勉为其难成此驳文,专门就“为什么不是冰川遗迹”略述管见,权当普及冰川学知识并借为回应王照波氏以进行有益的规范性、理性化讨论。
二不当的机械类比与推测
准确回答蒙山某些地质历史时期的外动力过程地貌“是什么和为什么”,对于非地貌学从业者来说,并不是一项简单的工作,更遑论冰期划分与对比。因为提出一个论点必须有逻辑(logical)和实证(empirical)两方面的支持。检视《假话》的研究方法,这里首先需要区分是已内化的范式推测,还是立足于可测度的观察证明。
从科学哲学的角度看,科学研究使用的方法基本分为三大类,即归纳法(induction)、演绎法(deduction)和类比法(analogy)。其中,类比法是根据两个或两类对象在某些属性和特征上的类同,从而推断或推论它们在其他属性和特征上也可能相似的一种研究方法。地球科学的特殊时空尺度使得人们目前还无法在实验室再造冰川形成的真实过程,因之通过长期地学研究实践总结的类比方法具有重要意义。19世纪英国地质学家莱伊尔(C. Lell)提出的“现在是过去的钥匙”名言,后来被称为“将今论古”的现实主义原则和方法,启示人们可以根据现今地球发生的各种地表过程及其物质记录,研究地质历史时期的气候环境变化。由此类推,人们也可以运用“以古论今”的历史主义方法,根据地质和人类历史中发生过的地球环境和岩石圈演变过程来预测地球的未来趋势。使用类比研究方法,首先要拥有较为充足的科学资料,并对资料本身进行深入研究,包括已知类同性之间的相互关系、结构层次、因果联系、功能作用、现象发生的历史顺序等,在这一基础上才可能推出事物的某种特性或成因。
图3 祁连山东段马雅雪山末次冰期冰斗和冰斗湖
《假话》仅以图片比对的形式,基于蒙山花岗岩及外动力过程地貌与四川海螺沟冰川带地貌之间的某些相似特征进行成因类推,这种思维模式单一的推导,难免失之牵强。众所周知,类比法的特点是“先比后推”,比较是为了确定研究对象之间的共同点和差异点。气候地貌之间的共同点是类比法能否施行的前提条件,没有共同点的气候地貌之间是无法进行成因类推的。蒙山与贡嘎山自然地理条件具有显著的差异,不具有冰川作用遗迹比定类推的前提,前者根本没有现代冰川的形成条件。因为气候带的不同,直接影响了气温及降水,它们又控制了风化及侵蚀作用,不同的气候带就可能出现不同地貌作用创造的地景。退而言之,像蒙山这样的中纬度低山气候环境,即便与贡嘎山亚热带高原型气候地貌进行类比,成因推论尤应十分慎重、小心,绝不能仅就地貌形体的某一特征可能具备形态相似性就急于下结论。例如,《假话》所标注的蒙山“新月形凿口”,实际应为“环形痕”,完全可以用非冰川成因的重力崩塌岩石撞击解释。至于海螺沟冰碛石的微形态,也不能完全排除重力崩塌碰撞所致,因为其左岸黑松林景点到末次冰期磨光面一带经常有重力崩塌发生。即便是从冰川上游搬运下来的冰碛石,某些环形痕也不能排除没有发生过岩石撞击。无独有偶,《蒙山第四纪冰川组合遗迹的发现及初步研究》(以下简称《蒙山》)一文中的所谓 “颤痕”,本质上也是按图索骥,果真将之作为冰川作用遗迹的直接证据,则会出现冰川运动与兰溪峡谷方向几近垂直的矛盾。因此,仅根据地貌形态具有某种相似特征是不能准确解读形成原因的。否则,自然界存在许许多多形似颤痕的岩石破裂面,若这些破裂面全被当作冰川侵蚀证据——颤痕,岂不令人啼笑皆非!更何况类比推理是一种或然性推理,基于合理形式所得的结论也只能是猜测,前提真结论未必就真,它会引向发现也会导致错误。
坚持观察的客观性,是对地貌现象进行测度和直接研究的基本原则。但只坚持这一原则,对于真正认识某种地貌的本质仍不够,还必须坚持观察的全面性原则,即运用足够多的样本观察来避免过度概化。否则,仅凭个别材料的选择性观察而下结论,就会“一叶障目”。《假话》意图通过蒙山兰溪峡谷擦痕及某些巨石的微地貌形态与海螺沟冰川的末次冰期磨光面、冰碛石等进行简单比对,寻找蒙山地貌的成因,由于未认识到类比法的适用范围、原则及其前提条件,终究解决不了问题。换言之,所谓“蒙山冰川遗迹的科学性,可靠性”,乃是用不当的机械类比而造成因果关系的曲解。避免此类错误的根本方法,需要掌握大量的第一手区域地貌资料,运用“将今论古”和“以古论今”的统一性方法,进行严格的规范性实证研究,以方法的完善化逐步地克服认识上的片面性。
图4 秦岭太白山大爷海末次冰期冰斗和冰斗湖
三
没有符合判别标准的冰川地貌组合
真正的真实(really real)或客观的真实(objectively real),其本质比人们日常生活中所想象的要复杂得多。如何知道什么才是“真的”?首先要有一套如何通过测度来发现真实的具体研究方法,并借用一些标准来做评断,才可把这些事物视为真实。传统科学模式有三大要素:理论、操作化(测度变量的过程)和观察(科学依赖于可测度的观察)。理论处理的是科学的逻辑层面,是借助概念来解释所观察到的现象,亦即“是什么(what is)”而不是“应该(should be)如何”。概念则是建构理论的基本要素,是最有效的思维工具,可供推理之用。《蒙山》一文即出现了自相矛盾的概念。例如被《蒙山》作为“冰川组合遗迹”并据以划分“拦马冰期”的拦马墙“冰碛堤”,同时还被作者称为“冰石河”(请见原文及图1、图2)。须知前者是冰川作用地貌,后者是冰缘过程地貌,二者成因大相径庭。基本概念如此相互抵牾,竟然没有被贵为“地质一刊”的《地质论评》审稿专家纠错,不无缺憾。
学术研究不能建立在价值判断上,除非有一套判别标准。例如,没有一套大家都认同的测量速度的标准,就不能决定百米比赛的优胜者。科学研究只有通过度量(measurement)获得结论,否则就是臆测。从科学发展史的角度看,大家对中国东部中低山地一些地貌和沉积物成因类型认识上的分歧,实质上是对冰川遗迹判别标志的不同理解等造成的。正如施雅风院士所说:“最重要的前提是,论辩双方应摒除成见,实事求是,从冰川学的基本原理出发,弃伪存真,建立统一判别标准”。我们认为,判别某种地貌形态是否为冰川作用遗迹,首先应遵循地貌系统组合的原则,例如A.彭克所提出的冰川地貌“配套”或“三合一”现象就是重要的判别标志。李四光先生也明确指出:“确定是冰川活动的产物,至少必须提出三项必不可少的证据”。他提出的冰川综合体“三要素”即需要冰川侵蚀地貌(分布在雪线以上的冰蚀地貌带,包括冰斗、刃脊、角锋等)、冰川堆积地貌(分布在雪线以下、终碛垄以上的冰蚀-冰碛地貌带,地貌类型有冰川U型谷、冰蚀三角面、谷肩、悬谷、羊背石、侧碛垄、终碛垄等)和冰水堆积地貌(冰水扇、外冲平原、冰水湖等)在空间上系统配套,具备以上3种宏观地貌组合的地方才可断定其为冰川作用遗迹。因此,判断某地是否具有宏观尺度的冰川地貌,是必须首先要解决的重要学术课题,也是避免瞎子摸象、陷入盲目性的关键之一。迄今为止,在蒙山没有发现冰川尾端呈垄岗状、垂直冰川流向排列能够用以确定冰川作用下限的终碛,没有类同岗什卡冰川前缘白石河呈线性排列的接冰层状沉积物。也没有发现具有近乎垂直谷坡、突然被切断山嘴的U型谷,以及分布于槽谷两侧、谷床间高度相差很大的悬谷地貌。佛塔谷、兰溪等皆具有河谷地貌的典型特征,如横剖面呈V形或梯形,谷底尖锐、狭窄、谷壁陡峭,河谷平面形状弯曲等。更没有发现最为关键的冰川地貌证据,即冰斗后壁、冰斗岩盆、斗口岩槛以及角峰、刃脊组合的冰斗存在。
图5 海螺沟末次冰期擦面、擦痕(左)
和蒙山兰溪峡谷崖壁擦痕(右)
同理,对于中观尺度和微观尺度的冰川地貌,其判别标准亦应符合“三要素”组合原则。例如,冰斗(Cirques)必须包括岩槛(又名冰斗反向坡,大致可代表雪线的高度,冰川遗迹中最能直接指示冰川作用的地貌证据)、岩盆(岩槛未切穿时往往为冰斗湖)和斗壁(刃脊、角锋)三要素。惟其如此,才能鉴定其确为古冰斗(旋转侵蚀作用形成,多成群出现)。又如,基岩磨光面或擦痕石应包括擦面(facet)(在优先磨平作用基础上由密集平行的擦痕组成,在自然界中能形成擦痕的外动力过程很多,但能形成擦面的很少)、擦痕(擦痕或刻槽的方向可以指示冰川行进的方向),甚至还有颤痕(呈新月形,与擦痕多呈垂直关系,新月形“两角”或可指示冰川运动方向)。换言之,单纯的磨光面或擦痕是断层、山崩、滑坡、洪水、泥石流等原因都可以形成的,只有形态呈流线型,特别是有狭义颤痕(chatter marks)、半月形裂口(lunate fracture)、新月形凿口(crescentic gouge)和新月形裂纹(crescentic cracks)分布的磨光面才有鉴别冰川成因的特定意义。一些教科书或文献认为带有光面和擦痕的巨砾是冰碛石可靠标志的说法,是不够严谨的,会把不少研究者引入迷途。
《蒙山》和《假话》提出蒙山冰川说的主要证据之一是所谓擦痕。但是,擦痕并非冰川活动的铁证。只有与擦面(facet)、颤痕(chatter cark)同时出现并作有规则分布的擦痕才具有确定古冰川作用的价值。遗憾的是,迄今在蒙山根本没有发现与擦面(facet)或颤痕(chatter mark)配套的典型冰川擦痕,这不能不是蒙山冰川说的重大缺陷。在兰溪峡谷左岸发现的擦痕虽然平行于谷底,但上下擦痕垂直间距很大,不具有冰川擦痕密集、规则、平行排列的特征。其特点是表面粗大不均、形态多样、单独出现,且深度较浅甚或有分叉。观察表明,出现擦痕的位置,大多是利于水流携带砾石刻画岩壁的峡谷转弯、谷床高程陡然变低或凹岸等处。由此判断,它们可能是特大型洪水或泥石流摩擦撞击形成。因为洪流在运动过程中会擦光坡崖和巨砾,并在其上留下光面和擦痕。至今在兰溪峡谷谷底,仍可见到个别巨砾表面具贝壳状断口以及平行C轴的单独擦痕,证明它们多是重力崩塌或滑坡所致,反映蒙山坡地重力过程强烈。例如,2017年6月即曾发生1次重力崩塌,谷底遍布具有新鲜擦痕和贝壳状断口的花岗岩砾石。
图6 海螺沟末次冰期磨光面擦痕、半月形裂口(左)
和蒙山兰溪峡谷崖壁擦痕(右)
四匪夷所思的雪线重建方法
判断某种地质地貌现象是否为冰川遗迹,除了分析现象本身的特征外,还必须考虑产生这种现象的时间和地区是否具有冰川发育的气候环境条件,冰川作用遗迹的确认必须力求与环境证据相统一,不能彼此矛盾互相冲突。一般来说,气候是某个地区能否发育冰川的充要条件。在气候因素中,对冰川发育影响最大的是雪线(物质平衡线)所在高度处的气温(夏季6~8月)与固态降水(主要指降雪)。固态降水决定冰川的积累,高于0℃的气温决定消融,两者共同决定雪线的高度。中国7月平均气温从南到北比同纬度纬圈平均分别高出0~4℃之多,且雨热同季的组合,显然不利于冰川的形成。判断某种地貌现象是否为冰川作用遗迹,除了分析现象本身的特征外,还必须考虑产生这种现象的时间和地区是否具有冰川发育的气候条件,因此重建雪线高度是一项不可或缺的工作。李四光先生对于冰川形成条件问题曾经给予重视,但现在的泛冰川论者却很少进行此类深入研究,以致见到擦痕、巨石、岩穴就视为冰川遗迹,甚至据之划分冰期,这种研究方法上的误区是不言而喻的。
由于蒙山没有确凿的冰川地貌依据,《山东蒙山第四纪冰川遗迹光释光测年研究及冰期划分与对比》(以下简称《对比》)一文划定的雪线,不仅与根据太白山(33°57′27″N,107°45′37″E)、台湾雪山与南湖大山(24~25°N)以及长白山(42°06′N,127°59′E)确切冰川遗迹及其年代学资料重建的中国东部末次冰期雪线相差甚大,而且这种“低海拔型古冰川”的分布南界,较同纬度地带的欧洲和北美洲将明显偏南。《对比》确定雪线的方法尤为令人费解:“经后期调查,目前在蒙山地区发现最高的冰碛物赋存海拔在700m左右,根据岩石的风化程度分析应属于拦马冰期的产物,从而可以近似推断拦马冰期时蒙山雪线的高度在700m以上。同时根据蒙山500~600m山峰环绕的山谷有冰碛发育,而400m海拔环绕的山谷则无冰碛发育的现象推断,蒙山地区最低雪线的海拔高度约为300m左右,综合分析蒙山地区的最低与最高雪线高差在400m左右”。如果说《蒙山》所谓海拔700m雪线的确定是侧碛最大高度法多少还有冰川学内涵可言,那么《对比》关于“400m海拔环绕的山谷则无冰碛发育的现象”、“蒙山地区最低雪线的海拔高度约为300m左右”的论断就是匪夷所思。对于海拔高度仅千米余、相对高差不大的同一山体同一坡向,同期的雪线断不可能相差如此之大。此外,冰斗多发育在雪线附近,但在《对比》重建的蒙山雪线海拔300~700m范围内却根本没有冰斗群存在。我们这里不得不怀疑《对比》一文的作者是否真正理解雪线概念的本质——冰川物质平衡线,是否真正掌握重建古雪线的地貌学方法。
图7 祁连山冷龙岭岗什卡冰川
(主峰海拔5254.5m,雪线4200-4400m)
冰川是所在区域诸多自然因素组合的产物,其中气候、地势、地形是冰川发育的3个决定因素,尤以气候影响最大。若气候条件不变,则海拔高度成为冰川发育的必要条件。在特定的地理纬度,只有山体的海拔高度达到雪线高度以上,才有发育冰川的可能。山东中低山丘陵地处中低纬度,能否发育冰川主要看山体是否隆升到与当时冰期气候雪线相耦合的高度。与蒙山地理纬度相近的日本富士山(35°21′28.8″N),主峰海拔3776m,未发育现代冰川,二者具有一定的可比性。日本学者曾经根据古冰斗、针叶树化石等的高度,研究得出日本列岛末次冰期雪线和森林上限下降了1500m左右。小野有五也认为,当地的现代雪线约在海拔4000m的高度,末次冰期雪线为2500m左右,下降值为1500m。日本列岛冬季多雪,属季风海洋性季风气候,山东中低山丘陵现代雪线的高度大致为4100m,较日本本州中部山地略高100m。以现代雪线高度作基础,按照日本末次冰期雪线下降值为1500m,则山东中低山丘陵末次冰期雪线不会低于2600m,高出蒙山顶约1400m,根本没有发育古冰川的气候环境条件。因此,《对比》关于“佛塔谷内冰碛垄Ⅱ属于末次冰盛期(LGM)的产物,这与李四光先生确认的大理冰期相对”、“建议在中国东部中低山区采用蒙山冰期来代替大理冰期”等,是无法令人信服的。
五错误的冰期划分与对比
图8 岗什卡冰川白水河剖面及其测年
(据施雅风等,2006)
冰期划分与对比,必须充分了解第四纪气候变化造成的多重影响。第四纪大冰期中,气候有多次冷暖波动幅度达10℃以上的变动,即以多次冰期和冰川前进为特征。冰川进退的证据不仅遗留在地貌上,也保留在沉积物上。从19世纪冰川学说诞生以来,主要是运用地貌地层学方法,粗略的划分冰期与间冰期。欧洲学者依据阿尔卑斯山和斯堪的纳维亚山地冰川堆积物和基岩、漂砾上发现冰川擦痕远离现代冰川的分布情况,提出了“冰期理论”。其中,最著名的是20世纪初彭克(Penck and Bruckner,1909)根据德国南部阿尔卑斯山冰碛和冰水砾石层提出的4次冰期经典模式,并分别以多瑙河4条支流命名为玉木、里斯、民德与贡兹(Günz,Mindel,Riss和Würm)。在中国,早更新世晚期由于高亚洲一系列最高大的山系逐步形成和亚洲季风环流趋于定型,开始在某些高出雪线的高山地带发育了冰帽或小型山麓冰川,揭开了中国第四纪冰川发展史的序幕。距今80~60万年前,中国西北部高山和青藏高原进入最大冰川作用阶段,但由于中国各山地上升的时间、幅度不同,故各地的冰期次数、冰川类型和最大冰川作用延续的时间亦有相当差别。
图9 冷龙岭宁缠河3号冰川末端擦面条痕石(左)
和蒙山拦马墙石面毛糙擦痕(右)
至20世纪中后期,在多种冰碛物测年技术出现并不断改进的同时,海洋沉积有孔虫壳体中与冰量变化有关的氧同位素测定结合古地磁测年方法,建立了跨越多次冰期-间冰期旋回的深海氧同位素阶段(MIS),并进一步验证了米兰科维奇冰期天文学说。根据海洋微体古生物的氧同位素分析结果,自1.8MaBP以来可以分辨出61个冷暖阶段,构成30.5个冷暖旋回,其中偶数阶段代表冰期,奇数阶段代表间冰期。以地貌地层原理所定冰期与深海氧同位素偶数阶段指示的冰期相比,发现前者每一个冰期实际相当于氧同位素的几个冷期或冰阶,如末次冰期相当于氧同位素2和4两个冰阶,而阿尔卑斯山的4次冰期都出现在0.78MaBP以来布容正相极性时段。
中国第四纪冰期的系统研究相对较晚,而且走了相当长的一段弯路。根据已发现的第四纪冰川遗迹,各地的地方性冰期根据相对年代一般划分为3~4次。但由于主观认识的不同,不仅所划定的第四纪冰川范围和冰期次数、时代出入很大,而且难于定下确切的绝对年龄。从中国第四纪冰川研究史看,李四光先生是第四纪冰川研究的倡导者与当之无愧的先驱。李四光先生于1937年写就的《冰期之庐山》(1947年出版)并结合Wissmann根据云南点苍山一带冰蚀地貌命名的大理冰期,在我国东部(105ºE以东)划分了可与阿尔卑斯山相对比的鄱阳、大姑、庐山、大理4次“冰期”。但随着古气候学、古生物学、古地理学、冰川沉积学新成果的不断出现与认知的深入,特别是可靠年代学资料的不断积累,李四光先生及其追随者创立的中国东部中低山地4次“冰期”假说已逐渐被扬弃,因为中国东部仅有长白山、太白山、贺兰山、台湾雪山与南湖大山等数个中高山存在确切的末次冰期冰川遗迹。《对比》继续沿用 “庐山冰期”等4次冰期模式并进行跨区域对比,是不能与时俱进的。
图10 山东蒙山拦马墙巨石带砾组构造
近年,随着测年技术的发展与进步,特别是基于地衣法、常规14C与AMS14C、热释光(TL)、光释光(OSL)、宇宙成因核素(CRN)法等获得的年代学资料,并参考地貌地层学方法划分的冰期序列,重建了80万年以来可与海洋同位素阶段(MIS)比拟的冰期-间冰期系列。目前,业已确定的中国第四纪冰期中包括有4次主要冰川作用期,分别为570~780ka的昆仑冰期(相当于MIS16-18,甚至达到MIS20)、450~470ka的中梁赣冰期(相当于MIS12)、200~130ka的古乡冰期(相当于MIS6,即倒数第二次冰期)和75~10ka的末次冰期(大理冰期),均有大量的年代学数据支持。在末次冰期,还可细分出75~60ka的末次冰期早冰阶、54~44ka的MIS3中期冰进和30~16ka的末次冰期晚冰阶。在近万年来的全新世,气候变暖过程中亦曾多次出现冷事件与新冰期,直至16~19世纪的小冰期。全新世期间发生的冰川前进,过去统称为“新冰期”冰川作用,包括全新世初期、8.2ka短暂冷期、距今3~4ka冷期以及小冰期的冰川波动。在测年资料不断增多的条件下,多数学者又倾向于将新冰期仅限于晚全新世冰川的显著波动,时间是3~4ka BP或略有出入。
从地貌地层学角度而言,冰期划分首先需要进行冰川地貌和堆积物特征的分析,诸如冰碛物的岩性组合和风化程度、间冰期沉积、冰川堆积地貌、冰蚀地貌等,沉积成因应与沉积环境结合,即从整个区域沉积体系的成因和演化中去确定沉积类型,而不是从个别现象来确定其成因。在这方面,《对比》一文的所谓冰期划分,不但没有冰川地貌类型组合或冰川沉积系列的分析,更没有利用多种方法互相验证,具有随意性:“对于该冰碛垄(指拦马墙)获得的8.2KaBP的年龄值,目前在我国东部中低山区尚属于首次,由于构成该冰碛垄的砾石表面新鲜,形成时间近,笔者曾将其推断为末次冰期的产物,根据测年结果,本次将其确定为早全新世时期的产物”。如此确定冰期,完全与近万年来的全新世或冰后期(post-glacial period)是现代间冰期(Modern interglacial period)的公认范式相悖。况且仅用1个测年数据就贸然得出“冰期”的结论,实在无法想象其年代界限和年代构成该怎样理解。根据极地和海洋氧同位素记录,冰期与间冰期之间的转换是不对称的,亦即从间冰期向冰期的过程是缓慢的、阶段性的,缓慢的变冷过程可能会持续70~90Ka,其间发生数次轻微回暖的阶段。反之,从冰期向间冰期的变化却是迅速的,冰川融化约需要8Ka的时间,古气候学家把这种现象称之为“锯齿状模式”。现在的问题是,《对比》所定的“拦马冰期”是何时开始又是何时结束的?如何与全球冰期对比?其维持时间是否足够相当厚度的积雪通过反复融化冻结作用而发育数十米厚的塑性冰川流?对于这些问题,《对比》是无法自圆其说的。至于《对比》关于“我国旧石器时代的结束与新石器时代的开启,应当与拦马冰期有关”的论说,稍有考古学知识的人自会辨明,此处无需再花费笔墨。
六蒙山保存郯城大地震遗迹的可能性
在中国西部的冰川地貌上,全新世新冰期冰碛地貌一般分布在末次冰期冰碛垄之上,小冰期冰碛两侧及向下不远的谷地,其规模远较末次冰期小。《对比》一文据以划分“拦马冰期”的拦马墙巨石带,不仅不具有新冰期冰碛地貌的宏观地貌组合特征,而且在不同尺度的地貌形态上都显示是洪流堆积地貌体。正如《蒙山》一文所说,拦马墙“砾石表面擦痕的方向显示出多向性,表明砾石存在多次反复移动调整方向现象”,这恰说明它们的成因非冰川搬运所能为功。拦马墙一带的巨石多为浅色、少量深色的单一岩性花岗岩,多次棱角状至次磨圆状砾石,呈垄岗状沿流向延伸或流线构造,亦即具有平行主流的平顶、陡坡砾石堆和突出立石等外形。巨石带高出现河道谷地约三、五米,不连续、不对称分布在沟床两侧的凹岸,并向上游尖灭。组构测量表明其a轴无优势定向,ab面以22.5º~67.5º为优势方向倾向上游的蒙山主峰,且ab面有平均为41º的倾角(迎流叠瓦状河流砾石呈15°~30°的中角度),足证拦马墙巨石带不是冰碛物,而是流水作为搬运介质的洪流堆积物。由于在运行中石块相互撞击,石面带有明显区别于冰川擦痕和颤痕的粗大不均、形态多样、深度较浅的毛糙擦痕及撞击坑。
图11 蒙山兰溪具贝壳状断口
和擦痕的重力崩塌砾石
抛却拦马墙堆积的具体成因,其形成时代还是颇值得研究的。由于目前仅有1个埋藏在当时地表以下30cm处的上限测年数据,且巨石带顶面无法获取测年物质暂难确定其堆积年龄,但其时代应大致不出全新世第一冷期至现代小冰期的范围。实地观察可见,拦马墙的砾石表面新鲜,一些毛糙擦痕清晰可辨,充填物较少,呈松散状态,多 “石背石”、空洞、支撑-叠置构造。这些迹象表明,拦马墙巨石带的形成时间可能较新。
蒙山位于郯庐大断裂带,新构造运动活跃。根据中国地震点的统计分析资料,山东临沂地区地震震级极为强烈,且烈度为中国最高值区域。康熙七年六月十七日即1668年7月25日,在郯城一带发生了一次旷古未有特大的地震,震级为8.5级。极震区位于山东省郯城、临沭、莒县一带,震中位置为北纬34.8°、东经118.5°(临沭县干沟渊村),极震区烈度达Ⅻ度。根据仅有的历史文献记载,郯城大地震是我国大陆东部板块内部一次最强烈的地震,地震波及黄河上下、长江南北。强烈有感的Ⅴ度区北起辽宁南部,西至山西太原、湖北襄樊,南至江西吉安,东至隔海遥望的朝鲜半岛等,连日本等地都有感,有感区面积近100万km2。极震区内城廓、官民庐舍、庙宇等一时尽毁,且伴有大规模的山崩地裂、地陷、涌水喷沙等现象,沂州平地水深丈余、井内涌水高数尺。由此可见,郯城大地震可能是蒙山拦马墙等沟谷巨砾来源的一个诱发因素,上游流域内丰富的松散固体物质能以滑坡、崩塌等块体运动方式转移到沟谷内,为形成特大洪流提供了物质基础。加之兰溪等蒙山众沟谷谷坡陡峻,沟床纵比降平均为20.6%,有利于水流的汇集和花岗岩崩积物掺混为泥石流体迅猛下泻。伴随地震的群发性山洪暴发,则是形成特大洪水或泥石流的水动力条件。
图12 贡嘎山燕子沟泥石流滩的红石景观(左)
和蒙山拦马墙巨石带(右)
总之,冰川作用遗迹的判别是一门严谨的学问,需要规范性的论证和谨慎分析。《蒙山》、《对比》两文关于“蒙山第四纪冰川遗迹”的论断,不是在全球视野下开展的实证研究,没有建立起《假话》所谓的“科学性,可靠性”,目前看都只能是一部演义而已。尽管存在这样那样的逻辑推论和实证不足等问题,但所报道的蒙山独特地貌现象,仍不乏某些有价值的信息和洞见。建议当地学者积极结合历史文献记载,进一步探寻蒙山地区外动力地貌过程诸如泥石流、特大洪水发生的时代、地貌特征和地理分布,经过深入研究或可证明其确为郯城大地震遗迹之一,这既利于当地旅游开发又能促进地貌学科的发展。本文的主旨在于证明蒙山不存在第四纪冰川作用遗迹,由于认识水平和条件所限,有些问题只是粗浅涉及,欢迎并期待王照波副教授进一步揭示真相后的批评指正。
(参考文献略)
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资料来源:地理发现与探索
本期编辑:王波涛 刘海猛 任宇飞 梁龙武
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