探寻毛乌素沙漠的“前世”与“今生”

徐芳芳

千年前，在鄂尔多斯高原与黄土高原之间曾有一片水草肥沃之地。西晋时期，五胡乱华，匈奴人赫连勃勃趁乱而起，建立大夏国，并将都城定于此地，起名统万城，取统治千秋万代之意。在这块肥沃土地的养育下，赫连勃勃厉兵秣马，曾一度将疆域扩展到秦岭地域，甚至攻占了长安。然而如今，赫连勃勃的野心仿佛还在眼前，统万城却早已沦为茫茫黄沙，昔日鼎盛的国度再也寻不见踪迹，只留下一片萧条荒凉的毛乌素沙漠。

大夏文明的消失和沙漠化的到来有怎样千丝万缕的关系？是什么原因促使这片土地的水草逐渐退去，黄沙步步侵袭？兰州大学资源环境学院教授聂军胜多年来致力于我国西部干旱环境形成变化及原因的研究，如今他踏上毛乌素这片土地，决心对其沙地的形成年代、形成机制和形成后的环境变化模式展开研究。他说：“开展对毛乌素沙漠的研究意义广泛，不仅有助于挖掘其与文明演化的关系，还能够让我们深入认识中国沙漠格局形成时代与机制，以及晚第四纪东亚夏季风的周期与相位变化。”

纷至沓来

事实上，毛乌素因其在中国沙漠中的特殊地位，一直吸引着众多地学领域的研究者前来探索。他们有的研究毛乌素沙漠的形成年代，有的研究沙漠碎屑物質的来源。2005年，曾有学者到达毛乌素沙地，经过一番研究发现毛乌素的沙漠沙只存在于4Ka以后，再往下即为古土壤或者湖相地层。不过以上这些研究者要么主要将追溯时间集中在末间次冰期以来的边缘地区，缺乏位于沙漠腹地的贯穿风成沙地层的完整记录，要么由于技术的限制而无法完全把形成年代及沙物来源解释清楚。

“我们团队及合作者通过对比毛乌素沙地与黄河沉积物的重矿物与锆石U-Pb年代特征，发现了西部毛乌素沙地物质与黄河上游从青藏高原搬运的沉积物具有类似的特征。而东部毛乌素沙地与下伏白垩纪砂岩以及黄河中游及其支流的地化特征类似，从而揭示出了毛乌素沙地东西部具有显著不同的物质来源。”聂军胜向记者介绍道。近期，聂军胜团队经过考察进一步提出季风变化导致黄河输沙能力增强从而促进了毛乌素沙地形成的假说。

“为什么毛乌素沙漠会形成这么大的研究浪潮？首先是因为它特殊的地理位置。”谈及研究原因，聂军胜显得有些兴奋。毛乌素沙漠位于陕西省榆林市长城一线以北，相较位于西北的塔克拉玛干沙漠和位于我国北部的腾格里沙漠，毛乌素沙漠明显更加靠近东南，夏季降水量多。“较多的降水可能延缓它的形成，使它成为我国最为年轻的沙漠。”聂军胜向记者说道，“它的形成可能代表了中国沙漠分布格局的基本形成。”

不仅如此，毛乌素沙漠在历史上曾存在显著的湿润时期，并孕育出了繁荣一时的古文明，因此对其的研究可能会揭示古文明演化并消失的过程。“而且毛乌素沙漠东西两侧被黄河夹持，研究其形成是否得益于第四纪黄河的发育和泥沙输送能力的增强，能够丰富沙漠形成机制的认识。”当然，研究毛乌素沙漠的形成机制还有一个重要意义。在聂军胜的解释下记者了解道，毛乌素沙地位于东亚夏季风降水边缘区，沙地的干湿变化可以清晰指示东亚夏季风的进退变化，因此分析毛乌素沙地古环境记录将能为解决东亚夏季风周期和相位变化这一重要问题提供全新视角。种种因素使得毛乌素沙漠如同被施了魔法一般，吸引着一批又一批的研究者前往。

新起征程

“但是过往的研究大多集中在距今10Ka以内的这段时期，并且多是基于沙漠边缘露头剖面或者浅钻孔的基础性工作。”聂军胜向记者介绍道。因此，聂军胜此次将会基于国家自然科学基金项目“毛乌素沙地形成年代、物质来源和干湿变化模式研究”，对毛乌素沙地不同区域进行岩心钻探，从多圈层相互作用角度和流域尺度系统认识毛乌素沙地的形成过程、物质来源和干湿变化；并且通过引进国际先进的定年技术，在研究空白区的沙地腹地获得多个有精确定年的地质记录。

“我们的首要目标就是深化对毛乌素沙漠形成时代、机制及环境演化的认识，进一步完善国内关于沙漠形成与演化的研究。”在解决该问题的同时，聂军胜及团队还将检验过去通过物源示踪提出的黄河演化促进毛乌素沙地西部形成的假设，加深对黄河演化的认识，以及对河流-风力相互作用促进沙漠形成这一过程的理解。另外，由于毛乌素沙地南部与黄土高原接壤，他们还将通过对比毛乌素沙地与黄土高原沉积物的矿物特征来加深对黄土高原沉积来源随时间变化的认识。除此之外，聂军胜还将通过此次项目完善对晚第四纪东亚季风降水周期和相位的认识，促进过去关于石笋和黄土高原记录的东亚夏季风周期和相位不一致现象的认识。“为了更好地完成预期的研究目标，我们将会在对毛乌素沙地腹地进行钻探的基础上，获取穿透沙漠地层岩心，开展年代学、物源分析和古环境重建研究。”聂军胜总结道。

“我希望通过此次的研究在关于毛乌素沙漠的形成年代和机制，以及晚第四纪东亚夏季风周期和相位变化领域获取新的突破。”聂军胜说道。其实不止如此，关于沙漠的研究也是理解地球各圈层之间相互作用机制的重要切入点。沙漠地区产生的粉尘能够通过大气过程运输到海洋，对海洋生产力和全球大气二氧化碳浓度起着至关重要的作用。除了影响空气质量，沙漠化对国家农业、畜牧业等会造成巨大的损失。因此研究沙漠的形成机制可以帮助科学家预判沙漠化的趋势是继续恶化还是缓解，要知道，这直接影响着一个国家发展战略方针的制定。

断壁起新楼

君不见走马川行雪海边，平沙茫茫黄入天。关于地质的研究关系着全球环境变化也关系着我们每个人的实际生活。在与该领域相关的研究中，聂军胜除了即将进行的关于毛乌素沙漠的研究，多年来他还开展了多次关于地质与气候的研究。2018年，针对中亚干旱区轨道尺度分辨率古气候记录的不足，聂军胜及团队开展了关于“新生代气候温暖期柴达木盆地高分辨率干旱化记录及驱动机制”的研究。“我们以柴达木盆地沉积速率较高的河湖相沉积物为研究载体，在先期研究的基础上，开展了新生代气候温暖期柴达木盆地高分辨率干旱化记录及驱动机制的研究。”而该研究结果将加强中国在地球轨道参数驱动深时气候变化领域的优势地位。

除此之外，聂军胜及团队还开展了国家自然科学基金国际（地区）合作与交流项目“上新世—第四纪气候变化对非洲南部地貌演化的影响—以林波波河和赞比西河的演化为例”。在该项目的研究中，他们通过与南非工作组合作，对晚新生代构造活动较小的非洲南部两条重要河流（林波波河和赞比西河）进行地质考察和系统采样，对河流入海口处的晚新生代钻孔开展详细的古地磁定年、物源分析和古气候重建。“我们正在通过对比晚新生代河流地貌演化历史与气候变化趋势及轨道尺度气候波动幅度的关系，查清构造贡献可忽略不计情况下气候对河流发育的控制能力，进一步完善地貌学理论。”聂军胜说道。

残岩断壁容颜改，悲壮苍凉尽空楼。如今凄凉空旷的沙漠或许在千年之前也曾是一片绿洲，上演着繁荣鼎盛的文明，只不过随着种种原因，几乎所有的痕迹都已被风沙掩埋。如今，聂军胜再次踏上这片沙海，不仅是为了追寻古文明消失的过程，还为了让毛乌素更好地重回当年水草丰茂的绿洲状态，更为了让更多的土地避免走入沙漠化的结局。