现代尘暴与黄土堆积--引自刘东生《黄土与环境》.doc

现代尘暴与黄土堆积 现代地质学对中国黄土成因的热烈讨论，始于1882年F. v. 李希霍芬答复——关于中国黄土为海成的文章的信。自李氏发表那篇富于论战性的黄土风成学说的信以来，迄今已60多年了。19世纪五十年代以来关于中国黄土的成因问题讨论，历经了从风成（1955）到非风成（1955-1966），再回到风成学说的曲折过程。通过讨论提高了人们对黄土的认识。生产中要求人们注意黄土成因的研究，而现代科学技术的进步和学科间的相互交叉渗透，使这种研究有可能取得成果。这里最突出的就是气象学和地质学研究者对黄土风成学说都产生共同的兴趣。 由于有关大气环流研究的进展和气象台站的观测记录的增多，自然地使得人们有可能将“尘暴”这一常见的自然现象和历史上的“雨土”现象与地质上黄土的风成堆积联系起来进行讨论。 对于“雨土”、尘暴和黄土风成说的讨论，进一步阐明了近代尘暴和黄土堆积的成因关系。气象学研究可以详尽地剖析每一个尘暴发生—发展—消亡的全部物理过程。在这个意义上讲，现代黄土风成说较之F. v. 李希霍芬的认识有了很大进展。因为这类天气过程正是地质学上的风营力吹扬、搬运和沉积全过程的物理基础。 近代沉积学的研究，对于碳酸盐岩、砂岩、页岩等以及海洋的沉积作用和生物的、湖泊的沉积作用都取得了很大进展。对第四纪的冰川沉积物、湖泊沉积物进行了系统研究。对于风力作用，风力沉积和风积物，如沙丘和沙方面做了不少有意义的工作。至于黄土虽然很早就提出风成说，但对风和这类风积物关系的研究却甚少。其主要原因：一是缺乏足够的理论和技术的依据；二是缺乏足够的验证手段（场所）。 前者已随着气象科学的发展得到初步解决，但后者却受到种种条件的限制。不过幅员辽阔的中国却是此项研究的最理想的实验场所，因为240万年以来，形成黄土的地质全过程就在中国黄土高原及其周围发生。气象记录也表明，在中国西部及北部，由于天气系统的作用，将粉尘送至高空，然后沿西风带向东传送，到达华北一带粉尘降落，形成最原始的黄土沉积。因此中国北方30—50(N，75(E以东地带是一个试验风成作用的最佳场所。这样的实验场所在世界上是罕见的。因此，系统地研究这一地区发生的地质事件是颇有意义的。 关于黄土风成的记载和论述以我国文献早且多，国外这方面记载也不少，为了叙述方便，先介绍西方与黄土有关的记述。 1957年，维尔勒德阿对墨西哥高原上不定向的生消无常的旋风进行观察发现，小旋风能把冲积的淤泥和粘土吹扬到高原坡上，形成60-100m的亚粘土和泥质粘土（奥勃鲁契夫，1958）。 1968年，F. v. 李希霍芬在我国目睹华北地区尘暴现象，并于1882年在其《论黄土成因模型》一文中记述“尘暴遮阳数日，并在广大地区沉积了一定厚度的黄色粉尘”和“分布在不同高度（500-3000m）并连绵不断地覆盖在数十万平方公里范围内的均一黄土层”，“只有淋浴着山岭和平原的大气海洋的动力作用才能解释黄土成因”，并把这种学说称之为“低空理论”（Subaerial theory）（Richthofen, 1882）。 B. A. 奥勃鲁契夫观察并收集了尘暴资料，包括北极圈、西伯利亚、中亚、中国和撒哈拉大沙漠的尘暴现象，按其类型区分出两类黄土：一是和大陆冰盖、冰川有关的“冷黄土”；另一种是与沙漠有关的“热黄土”（奥勃鲁契夫，1958）。 五十年代初，B. A. 费道罗维奇据苏联天山地理观测站的资料，发现粉砂经常在5000m山峰的冰川上出现，认为这是粉砂能够从荒漠搬运到很远地方的主要原因（费道罗维奇，1958）。 历史文献记录的“雨土”的丰富资料是由王嘉荫（1965），后来由张德二（1982、1984）进行系统研究。我国沙尘沉降的记录是世界上最早的国家之一，历史文献称为“雨土”、“雨霾”、“雨黄土”、“雨黄沙”、“土雾”和“雨泥”等。《竹书纪年》便有早至公元前1150年的“雨土”记录。六十年代初，我国气象学奠基人竺可桢考证唐王之涣的著名七绝《凉州词》“黄沙（河）直上白去间，一片孤城万仞山……”，指出其中黄河实为黄沙之误（竺可桢，1962）。1984年尹赞勋在生前为“纪念竺可桢逝世十周年”撰文中，以一位富有经验的地质学家亲自在西北地区实地观察所见，同意竺可桢的见解，认为误为“黄河远上”，背离愿意。而“黄沙直上白去间”正是描述沙沙土被大风卷入空中，黄土物质搬运现象的绝妙警名。此种黄沙直上的现象1983年4月27日在宁夏银川、盐池，陕西定边一带也曾出现。 有关现代尘暴的问题，马溶之早在1934年曾对北京降尘进行过研究（Ma, 1934）。而后于1958和1980-1982年是东生参加和组织气象、地质工作者，收集和研究北京降尘的颗粒、矿物成分和天气过程的气象条件（包括卫星云图）（Liu Tungsheng et al., 1981，1982），并进一步揭示了尘