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中国西北地区荒漠化的原因是什么?

adriansimagination / CC0

星球研究所,一群国家地理控,专注于探索极致世界。文章首发同名公众号

说起大西北,你的第一印象是什么?是荒凉、死亡、沙子、羊肉串,还是拉面?

我想起的是中国最壮观的荒凉,塔克拉玛干沙漠,还有它隐藏了一亿年的幽怨和不甘。

这一切,要从一份漫长的抛弃和背叛说起。

01. 一亿年的抛弃与背叛

在遥远的中国西北部,有一片被人们遗忘的土地。它被群山环峙,东西最长处 1400 千米,南北最宽处 520 千米,总面积达到 40 万平方千米。这里降水稀少,黄沙漫漫,几条河流蜿蜒流淌,最终都消失在大漠深处。

02.塔里木河航拍 | 塔里木盆地的生命之河。摄影师@赵来清

文明的光辉只能依托着宝贵的雪山融水,蜷缩在绿洲的遮蔽之下,这里因此成为中国最地广人稀的地方之一。

03.南天山脚下的拜城县绿洲 | 远景云雾缭绕之处为南天山。冰雪融水冲出天山,形成巨大的冲积扇。扇前的洼地上水源丰富,足以支撑城镇。摄影师@仇梦晗

这便是塔里木盆地,在它的腹地,33 万平方千米的塔克拉玛干沙漠是中国第一大沙漠、世界第二大流动沙漠,生存环境极为残酷。

04.塔里木盆地示意图 | 塔里木盆地干旱少雨,城镇集中在山麓绿洲和河流两岸,依水而生。制图@巩向杰&陈随 / 星球科学评论

一亿年以来,这片土地一直在被嫌弃:大海抛弃了它,江湖抛弃了它,甚至后来连人类也在慢慢抛弃它。

大漠瀚海的深处,一直被嫌弃的塔里木究竟隐藏着怎样的幽怨与不甘?它还会被嫌弃多久?


01 被大海抛弃:横刀夺爱

在恐龙仍然漫步的年代,大海曾经拥抱过塔里木

一亿年前的白垩纪晚期,塔里木盆地北部是苟延残喘的古老天山,西边则通向一个古老的大海,副特提斯海,如今早已消亡不见。但它曾经高歌猛进,向塔里木盆地发起了至少五次大规模入侵[1-7]

05.白垩纪晚期的古地理格局 | 8000 万年前,海水曾自西向东侵入塔里木盆地。Ma 表示百万年。图源@Christopher Scotese,截取自文献[8]

这是属于塔里木的海洋时代。

5500 万年前,全球海平面达到最近一亿年以来的最高值,塔里木海湾的面积也达到最大,显出一派温暖湿润的温带海滨景象。在塔里木北侧,海水向东最远影响到库车 - 拜城周边地区[2-3];在南侧,海水最西则可以影响到民丰一带[9]。

06.古近纪始新世早期的塔里木海范围示意图 | 海水沿着古天山和古昆仑山的山前沉降带向东侵入。Ma 表示百万年。由于数千万年间板块运动变化剧烈,图中民丰和拜城地区仅为粗略标注。图源@文献[10]

但有一股力量很快插足了大海与塔里木的亲密关系,它就是帕米尔高原

07.帕米尔高原东北部的昆盖山 | 昆盖山有连续十多座山峰,人称“昆盖十八罗汉”。摄影师@GAGALing

帕米尔高原地处中国最西部,位于塔里木盆地与塔吉克盆地(塔吉克斯坦境内)的连接处,像个楔子一般楔入了两大盆地之间。而在帕米尔高原崛起以前,这两个盆地原本连为一体,共同接受海水侵袭。

08. 现代帕米尔高原地区简要地形图 | 帕米尔高原如今已经和天山西南端碰到一起,切断了塔吉克盆地与塔里木盆地之间的联系。图源@文献[10]

当帕米尔高原向北突进时,像第三者一样插足到塔里木盆地与塔吉克盆地之间,横刀夺爱。大约 4100 万 -3700 万年前,随着帕米尔高原周围地区的海拔逐渐抬升,海水进出塔里木盆地的渠道被阻断,大海被迫退出[5-7, 10-16]。

09. 帕米尔高原北进将海水逼退示意图 | 帕米尔高原的抬升和北进与塔里木海退有关。图源@文献[14]

然而雁过留痕,大海的离开也在塔里木盆地留下了遗产。

长达 6000 多万年的时间跨度中,海水在塔里木盆地几度进退,沧海和原野交替出现。每当海水退去,滞留的海水在低洼处渐渐蒸发成白色的盐矿,为塔里木盆地中西部留下丰富的盐矿资源(注)[1, 17-21]。

10.古老海洋遗留的盐岩地层 | 阿克苏地区温宿县东部,玉尔滚立交桥东北方向,却勒塔格山西段的却勒盐推覆体。山体上的白色物质为盐岩(及盐霜)。摄影师@常力。更多信息参见文献[22]。注:塔里木盆地两侧的盐岩并非全由古海洋干涸形成,也有一些盐源于古代盐湖。

时至今日,人们可以在塔里木盆地西部的诸多盐矿场里触摸远古的大海。其中,在塔西北阿克苏地区的温宿县,地下的盐层刺破层层岩石,流出地表(注),塑造了中国唯一一处以各种盐岩地貌为主题的地质公园:新疆温宿盐丘国家地质公园

11.新疆温宿盐丘国家地质公园的盐丘景观 | 远景中部发白的山体即为该公园的核心地貌,盐丘。它是地下盐岩涌出地表形成的丘状隆起,白色的盐岩与红褐色的其他岩石混杂一起,舔之有咸味。图源@VCG。
注:盐岩的流动性很强,在地下“如黄油般柔软”,在地上则会受重力作用缓缓流动,因此流出地表的盐岩也被叫做“盐冰川”

在山地的“横刀夺爱”之下,大海不得不抛弃了塔里木。河流即将上位,它们将重新拥抱塔里木一段时间,然后再度背叛。


02 被江湖抛弃:三次背叛

河流原本只是塔里木海湾里不起眼的力量,只配作为陪衬。

但在大约 3700 万年前,海水被幼年期的帕米尔高原逼退,这些河流开始作为群山的代表正式上位。它们冲淡了大海留下来的海迹湖,汇集成新一代湖泊。此时的塔里木盆地一度也河湖丛生,到处都分布着湖沼和冲积平原。

12.黑海和里海 | 副特提斯海从塔里木盆地向西退却的过程中,洼地里的海水保留下来。后来,周围河流继续注入,这些洼地演化成黑海(左侧)和里海(中部)。类似的过程曾经也在塔里木盆地发生过。图源@VCG

属于塔里木的江湖时代开始了,只是这样的景象并没有一直持续下去。因为群山带来的不仅有河流,还有三次背叛。

第一次背叛来自雨水。

随着帕米尔高原继续北进生长,西侧的海洋水汽需要翻山越岭才能进入塔里木盆地。它们被迫冷凝成云化作降水,最终进入塔里木盆地的水汽快速减少,暖湿气流变为干燥气流。这就是雨影效应[23],它标志着雨水开始背叛塔里木。

13.雨影效应示意图 | 来自海洋的暖湿气流在爬坡时冷凝成云,在山脉靠海一侧形成大量降水,另一侧则变为被干燥气流笼罩的雨影区。图源@文献[48]

除此以外,地球的大气候逐渐变冷变干,塔里木变得更加干燥,湖泊难以扩大,反而更容易萎缩咸化,许多淡水湖最终转化为盐湖[17-19, 24-27]。到了后来,连永久性湖泊也愈发变少。

距今约 700 万年前,帕米尔高原基本成型,关闭了塔吉克盆地与塔里木盆地间最后的水汽通道,加重雨影效应。

14.从阿克陶县向南眺望帕米尔高原 | 图中雪山为公格尔九别峰,位于公格尔峰西侧。它是高空水汽的最后一道拦阻线,将翻越帕米尔高原后不多的水汽化作冰雪,为塔里木盆地提供融水。拍摄地点位于阿克陶县奥依塔格乡。摄影师@陆雨春

在河流与湖泊润泽不到的地方,暴露在地面的泥沙被风吹起,堆成流动沙丘,沙漠化进程启动。塔里木盆地迎来了第二次背叛,河湖的背叛。

15.帕米尔高原向北突进过程的示意图 | 帕米尔高原向北生长,逐渐靠近天山西段。图源@文献[29]

麻扎塔格山位于塔里木盆地西南部的沙漠腹地,人们在这里发现了流动沙丘形成的岩石[23, 28],距今年代约 700 万年。

16.塔克拉玛干沙漠西南方向的麻扎塔格山 | 此山南侧发白,北侧发红,因此也叫作红白山。这些地层中隐藏着 700 万年前塔里木盆地内最古老沙丘的身影。远景是塔克拉玛干沙漠西南部。图源@图虫创意

但从第一座沙丘到茫茫沙海,中间还相差了数百万年的光阴。这是一段河流、间歇性淡水湖、盐湖、冲积平原与流动沙丘共存的时期,而气候大背景又在逐渐转冷转干,我们很难简单的使用大沙漠、大冲积平原或者大湖来简单概括。

300 多万年前,青藏高原启动最近一次快速隆升,海拔高度快速升高到 4000 米以上,进一步加剧了塔里木盆地的雨影效应和沙漠化进程,大量间歇性湖泊消失,沙漠从内向外扩大[30-36]。

17.塔里木河下游的无名湖泊 | 塔里木河下游地区尉犁县境内有很多小湖泊,它们由河水补给的地下水外渗形成,常生长着胡杨林。摄影师@柴江辉

距今约 70-50 万年前,永久性的塔克拉玛干大沙漠最终出现[30],塔里木迎来了第三次背叛,绿色的背叛。

那时的塔里木盆地,或许已经与今日的面貌颇为相似:群山环绕四周,沙漠占据腹地,绿洲列阵山麓,河流串联东去,汇入塔里木盆地彼时的最低点,东部的古罗布泊——这是塔里木盆地经过一亿年的沧海桑田后,剩下的最后一个古大湖[32, 37-38]。

18.罗布泊大耳朵及钾盐场 | 地质历史上,古罗布泊的面积远比今天大。在它不断干涸的过程里,在地表留下了一圈一圈的盐层。图源@Google Earth

从雨水的背叛,到河湖的背叛,再到绿色的背叛。三场背叛,宣布了塔里木盆地的枯萎和塔克拉玛干沙漠的诞生。

不再有海浪轻抚,只有沙漠令人望而生畏。

不再有江湖澎湃,只有绿洲苦苦支撑生命。

塔里木,在它最荒凉的年代遇见了人类。


03 人类:继续抛弃还是选择拥抱?

至少一万年前,人们就已经生活在塔里木盆地的绿洲中[39],但这一万年里,无数古老的家园却遭到遗弃。

在塔里木盆地南缘,尼雅河克里雅河自南向北流入沙漠,在各自的末端孕育出绿洲,是现代人沿河栖居的终点。但在现代绿洲的更北边,还隐藏着若干被黄沙掩埋的古城遗址和古代河道。

19.塔里木盆地南缘部分古城遗址分布图 | 数千年前,尼雅河和克里雅河都曾经流入沙漠更深处,孕育古城。制图@巩向杰&陈随 / 星球科学评论

2000 多年前(秦汉时代),气候比今天更加温暖潮湿,尼雅河水量更大,向北流至更远。一群古人依水而生,修筑沟渠,在今日尼雅河末端西北方向 20 多千米处,发展出繁荣一时的绿洲农业城邦。《汉书·西域传》称之为精绝国,如今被人们叫做尼雅遗址,“五星出东方利中国”织锦即出土于此。

20.“五星出东方利中国”武士织锦护臂 | 这块珍贵的汉代织锦出土于尼雅遗址,是古代中原王朝对西域实施管控的实物证据之一。制图@星球研究所,底图摄影师@刘玉生

但到了距今约 1600 年前(东晋时代),人们却因为种种原因抛弃了自己的家园,将房屋、宫殿、佛塔和田地交付黄沙。到了当代,古尼雅河早已干涸,就连佛塔也被时光抹去了棱角

21.尼雅遗址群的古佛塔 | 一千多年的风沙吹拂,摧残了古佛塔的外观。摄影师@李学亮

类似的故事,也发生在尼雅遗址西北方向约 90 千米处的克里雅河末端,达里雅布依乡,人类在塔克拉玛干沙漠腹地最深处的天然聚落

22.现代克里雅河下游的达里雅布依乡 | 远处可见河水反光。这是克里雅河滋养的最后一个人类聚落,随后便断流在沙漠腹地。但在西汉时期,克里雅河曾穿过塔克拉玛干沙漠汇入塔里木河。摄影师@丁丁

在达里雅布依乡的西北方向,大漠中隐藏着距今约 2600 年(春秋时代)的圆沙古城。400 年后,克里雅河改道东移,人们也随水东移,修建了喀拉墩古城。到了大约 1600 年前(东晋时代),喀拉墩古城也逐渐从历史里淡出。除了战乱等人为因素,克里雅河下游持续的退缩和改道,是古城被废弃的自然背景[41-43]。

23.古克里雅河末端的喀拉墩古城遗址 | 干枯的木桩在黄沙中安静站立,似乎在等待那些离去的人们重新回来。摄影师@刘玉生

最近一万年来,全球气候变冷变干,这是控制塔里木盆地绿洲萎缩,河流断流的主要自然原因。而人类的不合理用水,也加剧了沙漠绿洲地区的生态恶化。

24.最近 1.2 万年来的全球气候变化示意图 | 七千多年前气候更加温暖潮湿,但随后便一路走低。图源@railsback.org

但人们并没有真的遗忘这片浩瀚沙海,共和国工业体系对资源的旺盛需求,为塔里木续写了新的故事。“只有荒凉的沙漠,没有荒凉的人生”,一代代建设者们,义无反顾地扎进大漠深处。

25.“只有荒凉的沙漠,没有荒凉的人生” | 这是塔里木油田的一句著名口号。图源@VCG

人们在塔里木盆地建设起了以中石油塔里木油田和中石化塔河油田为主的一系列油气田,石油钻井遍布塔里木各地。2019 年,塔里木盆地内的各个油气田生产油气约 3700 万吨油当量[44-45]以一己之力,贡献了中国当年油气产量的 10.9%,成为中国油气生产版图里不可忽视的一块拼图。

26.石油勘探人员在沙漠腹地作业 | 在没有道路的沙漠腹地进行勘探作业,对于人员和设备都是极大的考验。图源@VCG

除此以外,塔里木油田也是西气东输的主要气源。截至 2019 年 8 月 23 日,西气东输工程一共向东部地区输送为 4920 亿立方米天然气,其中有 2315 亿立方米来自塔里木油田,占西气东输总输气量的 47.1%,惠及沿途的 15 个省份,120 多个大中型城市,直接受益人口近 4 亿[46-47]。

27.西气东输二期工程的某工地 | 2011 年 5 月 17 日,江西省遂川县西气东输二线(遂川段)管道中转站建设工地,高大的放空火炬十分抢眼,它的作用是燃烧废气。图源@VCG

为了方便沙漠腹地的油气生产,从上世纪 90 年代开始,人们修建了若干条沙漠公路。它们在沙漠里蜿蜒交错,使人员流动和物资运输变得更加方便。

28.塔克拉玛干沙漠公路 | 路边是一处取水房,为往来车辆提供便利。一些太阳能发电板分布在四周提供能源。类似的取水房每 100 千米就有一处,一般由一对夫妻共同值守。图源@VCG

还有盐矿,它们来自一亿多年里蒸发殆尽的海水和湖水,把曾经溶于水的宝贵物质遗留在地下的盐岩地层和卤水里。例如钾元素,工业时代的人们用它制造化肥,反哺农业;还有锂元素,互联网时代的人们用它制造锂电池,通向未来

29.罗布泊钾盐池 | 人们抽取罗布泊的地下卤水,在晒盐池内蒸发浓缩,用来制取钾盐。此外,这些卤水中也可以提取出锂。摄影师@徐树春

塔里木盆地还是可再生能源的聚宝盆,光伏发电站已经在围绕沙漠的各个州市四处开花。未来,塔里木盆地丰富的风、光能源,或许也将为改变中国能源格局做出自己的贡献。

30.巴音郭楞州南部且末县某村庄的分布式光伏发电设备 | 太阳能发电板安装在村民的房顶上,平时发电自用,闲时余电入网,可以为村民创收。图源@VCG

就这样,那些曾抛弃了塔里木荒凉腹地的人们,又凭借着工业的力量,重新走进了荒凉。

但这并不意味着人们要试着征服或消灭沙漠,而只是运用科技的力量,合理利用沙漠。

塔里木盆地在最荒凉的岁月,迎来了最华丽的绽放,无意间参与铺就了人类通向未来的道路。

31.集结在塔克拉玛干沙漠腹地的工业力量 | 这是一处油井酸化压裂站,堆放了大量设备和物资。图源@VCG

山河无言,岁月无情。回顾塔里木盆地最近的一亿年,它曾经无数次被抛弃:大海转身离去,雨水、河湖、绿色先后背叛。在遥远的未来,地质运动还将继续改变塔里木盆地的容颜。

但在此时此刻的塔里木,人们选择了转身拥抱。

32.塔克拉玛干沙漠里的公路和输电塔 | 公路和电力,引领文明走进沙漠。摄影师@王寰

他们将继续运用无穷的智慧与勇气,与无情的沙漠展开角力,重新把这片一直被嫌弃、不断被抛弃的土地拥入怀中。

因为无论塔里木变成什么样子,它终究是人们无法舍弃的家园。

| END |

全文完,感谢阅读


【创作团队】

  • 策划撰稿@云舞空城
  • 视觉设计 | 陈随
  • 地图设计 | 巩向杰
  • 图片编辑 | 潘晨霞
  • 内容审校 | 王昆
  • 封面摄影师 |仇梦晗

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