青藏科考

穿越千山万水、追踪青藏风云

文章来源 :
2020-08-01 14:37


神往西藏很久,近日终于成行。人生本是一场修行,或爬高山,或穿大漠,或涉深海,都是在渐行渐远中,寻找曾经的梦。走进西藏本是一梦,缘起二十多年前的一次面试。那是1993年深秋,在西安分院的小旅馆里,安芷生、王苏民、吴锡浩三位先生考问我,中国做古气候研究的两大特色和优势是什么?我顺口说出了中国黄土,因为其厚和广是世界闻名的。另一个优势在吴先生的提示下,猜到了青藏高原。但为什么是青藏高原,一直难解其因。

前些日子阅读了《青藏光芒》,追随三代科学家的足迹,了解到建国初期登山探险与科考并举,文革末组织了第一次跨学科的系统青藏科考,上世纪90年代开启科考新模式,近年来第三极研究引发了全球效应,国家适时启动第二次青藏科考。我们也有幸乘着科考的东风,踏上这片神奇的土地,探寻曾经的风雨印迹。设计的考察路线,从雅江中游开始,穿越冈底斯山和羌塘高原,达西昆仑山后折返。一路海拔三千至五干多米,堪称跌荡起伏;途经若干神山圣湖,可谓万千景色。高原稀薄的氧气,难免让人心生忐忑。然凡心所向,素履前往;不问前途路艰险,但求自渡心静安。

—孙有斌

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科考记录短片

青藏高原作为亚洲水塔和地球第三极,在亚洲乃至全球水文循环中扮演重要角色。在全球变暖背景下,冰川失衡、湖泊溃决、冻土融化等灾害事件频发,危及到青藏高原的生态安全屏障和可持续发展。西风和季风为影响青藏高原环境变化的两大重要气候系统,其在时间与空间上的协同演变,对青藏高原的冰川、湖泊和生态环境等均产生重要影响,但末次间冰期(最近13万年)以来西风-季风气候的演化历史及其环境效应仍不清楚。为此,地球环境研究所科考小分队(简称地环所分队),设计了横跨季风-西风断面的考察路线(图1)。

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图1. 野外科考路线

01启程

年度地环所分队由2个科考小组构成,第一组综合湖沼组队员12人,第二组黄土石笋组队员12人,分别开展青藏高原北部湖泊与高原南部风尘堆积为重点的野外考察和样品采集。7月20日大部分队员在拉萨汇合,次日由谭亮成研究员(副队长,临时党支部书记)组织召开了2020年度科考启动会,明确了工作计划与目标。随后,召开了“弘扬科学家精神、牢记初心使命”主题党日活动,回忆了刘东生、施雅凤等老一辈科学家的青藏精神,勉励科考队员要直面艰险、求实拼搏,努力攀登科学高峰。22日科考队员分别向当雄和林芝方向出发,开始为期两周的科学考察。

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图2.科考队员在拉萨集结

02 廓琼岗日冰川考察

亚洲水塔相当大的水量是以冰川和雪的形式存在于高大山脉之上,念青唐古拉山冰川考察是本次科考的第一站。廓琼岗日冰川距拉萨市160km左右,位于念青唐古拉山的西南侧。冰川前缘冰舌明显的明暗相间的条纹记录了不同季节的环境变化特征(图3),不断后退的冰舌提醒人们全球变暖的事实。尽管降水量在近些年有所增加,不断攀升的全球温度如何影响冰川进退,仍不得而知。

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图3.廓琼岗日冰川及污化层

03 当雄湿地钻探

青藏高原的湿地面积占到全国湿地面的7.46%,多发育于念青唐古拉山以南。由于较为充足的降水、冰川融水和地表径流(当曲)的补给,使得羊八井-当雄一带的湿地非常发育,成为动植物生长的乐园,以及人类生产和生活用水的涵养地。本次科考在当雄湿地开展了泥炭的初步勘探(图4),结果显示泥炭厚度可达到5m以上,可良好反演湿地生态系统与气候环境的协同演化。

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图4.当雄湿地勘察与钻探

04 纳木错取经

纳木错湖面高程4718m,面积1920km2,水深可达100m,是西藏的第二大湖泊。中国科学院青藏高原研究所的科学家们以纳木错多圈层综合观测研究站为平台,开展了多年的大气、冰川、湖泊、生态等方面综合观测研究。听闻他们最近在湖泊中央水深95m处成功获得了100m左右的高质量岩心,我们带着朝圣的心情去参观了纳木错站,了解建站历史和日程管理运行,学习申请到ICDP钻探项目的成功经验,以及不畏艰难、勇攀高峰的精神(图5)。

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图5. 参观青藏所纳木错站

05 色林错的湖岸线和阶地

色林错是西藏的第一大湖,位于冈底斯山北侧,它的面积在1976年以来增加了4倍以上,淹没了大片牧场。本次科考的重点是湖东南发育的多条湖岸线和阶地(图6),认真考察了拔湖高度数十米的碳酸盐阶地。队员们发现大范围出露的中生代碳酸盐基岩中出现不同高度近水平展布的层状面,推测可能很久以前色林错湖水面很高,湖水的溶蚀以及后期次生碳酸盐的沉积形成了这一地貌特征。岸线和阶地无声,却忠实记录了曾经的沧海桑田。

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图6.色林错湖岸线

06 达则错新发现

达则错湖水蓝的很假,如孩子深邃的眼睛,与动植物快乐的互动着。沿着湖东南岸出现了大范围的碳酸盐堆积,孔隙发育、形状怪异,在一些大的空洞中甚至出现了石花形态的次生碳酸盐沉积物(图7)。奇怪的是,在湖泊的其它部位并没有这种碳酸盐的出现,洞穴专家谭亮成研究员认为可能是由于湖泊内部存在来源于深部裂隙的热泉水,当泉水和湖水混合时CO2溢出,进而析出次生碳酸盐,被称为钙华。在湖边微型孔洞中形成的石花,则是后期湖水溶蚀钙华而再次沉积形成。

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图7.达则错东南岸边的钙华

07美丽的圣湖-当惹雍错

长条状的当惹雍错是古老的雍仲本教的圣湖,连带着其周边的高山都成为神山。湖泊最大深度超过230m,在青藏高原的湖泊深度排名第二。看着湖泊周边高出湖面100m以上的几十条带状砂脊,可以想象湖面的多次波动和曾经的惊涛骇浪(图8)。考察队在湖泊南岸开展了电法勘探湖岸沉积的结构,在不同的湖岸线上寻找良好的测年材料(图9a)。功夫不负有心人,在三个不同的湖岸线上挖了1米的探坑,找到了很好的螺壳和水草残体用来测年(图9b)。由于稀薄的氧气,高原上挖个坑非常累,但看到完美的螺壳和成层的水草残体,所有的高反都随风而去了。

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图8.当惹雍错的湖岸线

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图9a.电阻测量湖岸线沉积

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图9b.湖岸14C样品采集

08 扎布耶盐湖考察

扎布耶盐湖被扎布耶半岛分割分为南湖和北湖,北湖为卤水湖,水深数米,南湖固液并存,已经有大量的盐类结晶(图10)。该湖是世界三大锂盐湖之一,郑绵平院士曾在该湖钻探获取80余米岩心,重建了13万年来该区气候环境演化历史。考察队员注意到这一盐湖东侧的湖岸阶地非常发育,有六条大的砂脊垄,近湖测发育有若干条湖岸线,但波动幅度比当惹雍错小。不同湖泊的湖岸线和阶地差别甚大,其原因与构造或是气候相关,仍需深入调查研究。

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图10.扎布耶盐湖

09 小结

抵达阿里野外考察工作进行了一半,队员们基本都适应了高原缺氧、风餐露宿、早出晚归的野外生活,但对偶尔尝试了一次的西(藏)餐,还是难以适应。野外考察采样甚多,但最大收获是在如画的美景中让心灵平静。然而,考察越多疑惑就越多,西风-季风如何协同演化的坑也越大......地球科学的魅力就在于“行万里路赏世界美景、看万卷书探地球奥秘”。随后几天将继续北上抵达西昆仑,继续探寻西风变化的历史。

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图11.科考队员合影(怎么能少得了那匹宝马)

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科考花絮:吃过这种自助餐吗?