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河湟大讲堂 | 青海的地貌之奇

 昆仑行者45 2021-01-12
亿万年前的地质运动改变了地球的模样。
潮汐退去,大地隆升,山峦高耸……在这个河山再造的伟大工程中,青藏高原无疑是最大的赢家,它从湛蓝的海水中“脱颖而出”,改变了东亚乃至北半球的地形地貌和天气物候。

开讲人  安福元

安福元,1981年生,青海湟源人,博士、副教授,毕业于中国科学院大学,现为青海师范大学地理科学学院自然地理与资源环境系主任,主要从事盐湖环境演化与流域地表过程研究,已发表SCI论文13篇、核心期刊论文9篇。主持国家基金项目2项,省部级项目3项;国家基金委函评专家和地学国际学术期刊评审专家;青海省自然资源博物馆科学顾问。
青海的地貌之奇

青海是山之宗,祁连、昆仑、唐古拉等山脉,在青海大地逶迤蜿蜒,形成了青海的地质骨架;
青海是水之源,长江、黄河、澜沧江等大河在青海孕育,从青海起航;
青海,草原广袤、湿地丰饶,森林茂密、湖泊众多;
青海有神奇的雅丹和瑰丽的丹霞……
是什么缔造了青海如此丰富的地貌?

青海地貌格局中的级单元


青海的地貌大体由三到四个次级地貌单元构成,其中河谷地貌是代表性的地貌单元之一。
青海东北部就是典型的河谷地貌集中发育地区,这种地貌主要由黄河及其支流切割形成,其中共和盆地、贵德盆地、循化盆地、西宁盆地、民和盆地最为著名,这里海拔较低而河谷宽阔,因而成为青海经济文化发展的集中区域。
除了河谷地貌外,祁连山是青海又一个独具特色的地貌单元。
祁连山的高寒湿地草原也称为阿尔卑斯型高山草地,在这个地貌中不仅有高山,还有高寒草甸、湿地和湖泊,是青海北部边界主要的地貌单元。
另一个地貌单元是号称聚宝盆的柴达木盆地。
柴达木盆地位于昆仑山以北、祁连山以南、阿尔金山以东,是典型的干旱盆地地貌,神奇的是,这一地貌中又有很多子地貌单元,比如雅丹地貌,盐湖地貌、线形沙丘等等。
翻过昆仑山往南就是干旱少雨,植被稀疏、海拔在4000米以上的高原面(地理学专用名词,记者注)。这个地貌单元主要分布在阿尼玛卿雪山两侧的纵深地带,这里草原开阔,山势不高,多呈丘陵状,而且降雨量比较多,草原植被比较好,景色壮观,堪称青海最美的草原。
说到青海地貌的总体格局,不得不提玉树藏族自治州囊谦县的独特地貌。
囊谦县东接横断山脉,这里分布着大面积的石灰岩沉积。石灰岩沉积经水流侵蚀以后形成了深切的高山峡谷地貌,这一地区发育了澜沧江水系的多条支流,如扎曲、孜曲、巴曲等。如果你留意,就会发现这一地区的“曲”特别多,在藏语中“曲”就是河流的意思。

两大季风在青海交界

地形影响气候,气候反馈地形。我将青海的地貌特征和气候特色大致总结为南湿北干、西高东低。
形成青海南湿北干的气候特征,主要有两个原因,其中之一是受印度季风的影响。
印度季风的水汽在印度洋上形成,然后向东北方向翻越喜马拉雅山后到达中国境内,并由西藏进入青海,青海的黄南藏族自治州、玉树藏族自治州、果洛藏族自治州受印度季风影响十分显著。印度季风带来的水汽,养育了这片土地广阔而丰饶的草原。
但是,印度季风自到达高原北部已经“筋疲力尽”,因而翻不过高大巍峨的昆仑山,所以柴达木盆地就相对干旱少雨。
青海东部包括青海湖和祁连山的广大区域,受东亚季风的惠泽很大。
东亚季风从东南方向吹过来,带来的是太平洋的水汽,它在青海东北部和印度季风共同作用,形成了这一地区夏季丰沛的降水。
来自东亚季风的水汽沿着祁连山爬升时,受海拔影响会逐渐变冷,变冷的过程中水汽就会冷凝成雨滴,形成降水,海拔越高降水量越大。印度季风在爬升巴颜喀拉山等山体时,也会遇到同样的情况,这就是柴达木盆地为什么那么干旱的又一个原因,柴达木盆地海拔太低,是个洼地,水汽很难到达,即使一部分到了,也因为焚风效应而很难形成降雨。
今天我们讲的是青海地貌之奇,我想青海地貌最神奇的大约就是青海的山了,因为有了山,才形成了青海今天特有的气候。

辫状水系是长江源区的典型地貌,是青海地貌奇观之一。

黄河逆向挺进上高原


说完了青海的山,我想说说青海的水。说到水,我重点要讲讲黄河。
很多人都知道黄河发源于青海的玛多县,可是在遥远的地质年代,黄河不是源于青海的。
黄河的形成,是和青藏高原隆升相伴相生的。
黄河最早不过三门峡。三门峡在今天的河南省,也就是说,几百万年前黄河的位置大体在今天的山西、陕西以东,后来青藏高原隆升,黄河的西部地形开始抬升,黄河才开始了向青藏高原的艰难挺进。
这种挺进是河流的物理特性。河流有一个奇怪的现象,就是如果它的上游抬升,或者它的下游基准面下降,河流就会溯源侵蚀,也有人称之为向源侵蚀,这是一个力学现象。对于黄河而言,青藏高原抬升后,在它的上游形成了裂点,比如山西的壶口瀑布就是这样的一个裂点,在河水的反作用力影响下,裂点不断后退形成溯源侵蚀。有研究称,壶口瀑布从北魏孝昌三年(公元527年)至现代,平均每年后退3.3米,说的其实就是溯源侵蚀这个现象。
几百万年前,随着青藏高原的隆升,黄河不断溯源侵蚀,它首先切开了河套平原,继而又切开了兰州盆地,随后又切开了刘家峡,到达临夏盆地后切开了积石峡,进入了青海的循化盆地。青藏高原的隆升持续不断,这种切割也就没有停止过。
切穿了循化盆地后,黄河继续西进,切开了松巴峡,形成了贵德盆地,然后又切开了龙羊峡,到达了共和盆地。
几十万年前,共和盆地是个古湖,今天我们在共和还能看到湖蚀崖,共和的几个“塔拉”就是共和古湖湖面阶段性下降而形成的湖蚀崖。
湖蚀崖是由湖水动荡,剥蚀湖岸形成的地理现象。青藏高原总体上是不断隆升向上的,可是这个过程不是持续完成的,而是阶段性的,也就是说,是抬高一下,停一下,缓一下,然后继续抬升,就好像是一个人爬山,爬累了就停一下,休息一会儿,再往上爬,这就导致了共和古湖的湖面阶段性下降,湖水在不同的海拔高度动荡的过程中,形成了不同高度的湖蚀崖,看起来就像是一级级台阶样,你说神奇不?
黄河来了之后,放走了共和古湖的湖水,共和古湖也就干涸了。
黄河的征服欲很强,它继续往西走。穿越共和盆地后,黄河又切开了鄂拉山,到达了今天的同德盆地,然后又在若尔盖来了个大转弯,最终到达了今天的黄河源头——扎陵湖和鄂陵湖地区。科学家在测定黄河流域几个深切峡谷形成的年代时发现,越往上游这些峡谷形成的年代越晚,经过测定,黄河是在一万年前左右才到达今天的源区的,这也就意味着,黄河的远征从三门峡开始到玛多地区用了好几百万年的时间。
青藏高原的隆升,也引发黄河支流产生了下切的现象,从而形成了我刚才说的黄河上游一连串的盆地和河谷地貌,比如西宁盆地、民和盆地,就是黄河的支流湟水切割出来的。
我们看到,青海境内这些黄河深切盆地的两岸都是陡峭的第三纪的红色砂崖,那都是因为黄河的切割暴露出来的第三纪泥沙岩,这种红泥沙岩在风力的作用下形成了丹霞地貌,可以说,没有黄河就没有青海的丹霞地貌。
流水切割的力量很大,据说在龙羊峡下切了800米,这也意味着青藏高原在下切的过程中隆升了相同的高度(高原隆升,河流开始下切,两者相伴相生。记者注)。我在同德的黄河峡谷考察时曾下到黄河谷底,我们抬头看时,感觉黄河两岸都是“山”,爬到“山顶”至少要两个小时,可是到了“山顶”才发现,其实这一河段的黄河两岸实际上是一个冲积扇形成的平面,黄河河谷是被河水生生地从大地上切割出来的。

祁连山的自私与仁厚


刚才是对青海山势的总体概括,现在我想详细说一说青海北缘著名的祁连山。
我们今天对祁连山的定位是生态屏障,这是有一定道理的。为什么这么说?是因为祁连山以西、以北的地方是河西走廊和新疆,那里是干旱的沙漠戈壁;祁连山以南和以东的地区都在青海,是草原和森林,可以说祁连山就是两种地貌的分水岭。
地理学上讲,祁连山的南麓属于高寒山地地貌,受到东亚季风的影响,这一区域植被盖度大,祁连山东南麓甚至还发育了大量的原始森林,青海的省树青海云杉就生长在祁连山东南麓的林地中,这一地区还发现了雪豹、麝等珍稀野生动物。
在祁连山西北部东亚季风的力量逐渐减弱,降水也就相应减少了,所以就发育出了祁连山南麓西部的高寒草甸草原,中国最美丽的山地草原就是这样形成的。
祁连山其实是一种通俗的叫法,地质学上将祁连山称为祁连山系,它是由多条山脉组成的,比如疏勒南山、托勒山、大通山、日月山、青海南山,这些支脉层层叠叠排列,形成了祁连山系。
这种并排排列的山脉,地质学上还有一个专用名词——盆山系,就是两山夹一河谷盆地的地貌。在这些盆山系里不仅有高山牧场,还有盆地草原,地势平坦且人口集中的地方还开垦出优质农场,门源县的百里油菜花海就是这样形成的。中国最美的湖泊——青海湖就坐落在祁连山的盆山系中。
说到青海湖,我再给大家普及一点地理知识。我们知道,从20世纪70年代开始,青海湖的水位一直在下降,自从2000年之后,青海湖的水位又开始上涨。降有降的担忧,涨有涨的顾虑。其实,历史上青海湖的涨落发生过很多次,我们已知的青海湖的最高水位最早可以推到距今九万年前,当时的湖面比现在要高出六十多米。
我们为什么会知道青海湖的水位曾经涨过呢?是因为青海湖周边地区存在着很多古湖岸堤,青海湖的古湖岸堤至少有两个地点非常明显,一个是二郎剑景区,我们今天开车到二郎剑景区的那条公路,实际上就是修建在古湖岸堤上的。另一个地点是青海湖东北岸的海晏湾,你要是到过海晏湾就会发现,那里的古湖岸堤也是阶梯状的,和共和盆地的古湖蚀崖很像。这说明,历史上青海湖的水位有过多次涨落,青海湖的水位涨涨落落是和当地的古气候变化密切相关的。科学家们研究发现,地球上气候不是一成不变的,而是有冰期和间冰期的变化,也就是有干冷、暖湿的周期变化,气候的变化影响到了青海湖的水位。
祁连东有高峻的冷龙岭,西有托勒山和疏勒南山。正是祁连山一系列高大山脉挡住了西进的东亚季风,使其到不了祁连山北坡,所以形成了祁连山南坡盆山系水草丰美、牛羊遍地,北坡的河西走廊相对干旱的独特现象。
你能因此说祁连山是一座自私的山吗?当然不能,这是祁连山的仁厚。东亚季风中的水汽在凝雨过程中,让祁连山海拔超过五千米的山峰上基本都发育出了大量的冰川,著名的黑河源头八一冰川就是典型代表,这些冰川成为了河西走廊大片绿洲的主要水源,比如玉门绿洲、嘉峪关绿洲、张掖绿洲、武威绿洲,可以说,是祁连山的冰川融水养育了河西走廊。

风将雅丹地貌雕琢得千姿百态。

柴达木盆地的机缘巧合


说完了祁连山,我们回过头再说一说青海的聚宝盆——柴达木盆地。
有位地质学家曾经写过这样的诗句:我们的柴达木是山的女儿。我特别同意这句话,这在地质学上是有依据的。
几千万年前,柴达木盆地还是一个古湖盆,那时候,青藏高原还没有隆升到足够的高度,印度洋水汽还可以直接影响到柴达木地区,所以这里就形成了广阔的湖泊,面积比今天的青海湖还要大很多。
后来,喜马拉雅山、唐古拉山、昆仑山等一系列山系的上升挡住了印度洋的水汽,从而导致柴达木的古湖湖水开始不断萎缩和盐类矿物质大量富集,到最后就形成了今天柴达木盆地大片的盐湖。
柴达木盆地周围的山体在隆升的过程中也遇到了长期的风化和剥蚀,岩石中的矿物质被分解后,经河流的搬运,最后汇入盐湖,成为了柴达木盆地众多盐湖丰富的矿藏资源,所以说柴达木盆地是山的女儿。风化和剥蚀是山体隆升过程中不可避免的伴生现象。
如果你看地形图就会发现,柴达木盆地东部没有过于高大的山系阻隔,也就是说,柴达木盆地实际上是一个开口向东的簸箕状。盐湖的形成必须要有三个要素,分别是必须要有封闭的盆地,必须要有丰富的物源,必须要有干旱的气候,缺一不可。既然东亚季风从东而来,为什么没有通过柴达木盆地这个簸箕东向的开口,在柴达木盆地形成降雨呢?那是因为东部季风的海陆效应到了日月山附近已经是强弩之末了,它再也没有力量往西走了,所以说柴达木盆地真的是集天地造化之神奇,是巧合,也是奇迹。
柴达木盆地的前身是古湖,柴达木盆地干旱的气候使得湖底的湖相沉积物暴露在地表,冬天的时候,西伯利亚高压形成的寒流翻过阿尔金山后,将柴达木盆地中的古湖相沉积物雕琢成柴达木盆地特有的雅丹地貌,大家所熟知的南八仙“魔鬼城”就在柴达木盆地。
你如果仔细观察过柴达木盆地的雅丹地貌就会发现,这一地区的巨大雅丹都是一列列东南走向的,而且一座座雅丹刀劈斧斫、层层叠叠,这就是风的杰作。
我们在谈青海的地貌之奇,必须要提到青海的西部有雅丹,东部有丹霞,一个是风的杰作,一个是水的产物,两者交相辉映、美不胜收、别具一格,这在别的省份是不多见的。

受东亚季风影响,祁连山东南麓发育出大量森林。

理水为辫,孕育大江


昆仑山是中国版图内部东西走向的最高大的山脉,与祁连山一样,它南北两边的地貌也截然不同。
昆仑山北麓是海拔不到3000米的柴达木盆地,南麓是海拔4000米以上的高原面,可可西里就是在这个高原面上。
东昆仑在青海境内,这里的冰川是一座巨大的水库,我们在格尔木市以南的西大滩就能看到著名的昆仑山玉珠峰冰川。
玉珠峰的海拔为6200米,玉珠峰冰川巨大的冰舌能从冰川顶部一直延伸到海拔4500米的位置。
玉珠峰往西就是玉虚峰,玉虚峰是东昆仑仅次于玉珠峰的冰川发源地,玉虚峰冰川下的黑海湖,就是传说中的西王母瑶池。
昆仑山系的冰川还成为了长江的水源地之一。长江有三个源头,北源是发源于昆仑山南部地区的楚玛尔河,正源是发源于各拉丹东雪山的沱沱河,南源是当曲,其中北源得益于昆仑山系的冰川融水。
长江北源的楚玛尔河和正源的沱沱河都是辫状水系。辫状水系是长江源区的典型地貌,算得上是青海地貌的又一奇观。
辫状水系的形成,是河流流经处必须有开阔的地形而且没有固定的河道。
河流在摆动的过程中不断向两岸侵蚀,从而形成了巨大的河谷,有的地方河谷的宽度甚至超过了几百米。几百米的河谷中河水分成了多条小支流,小支流互相缠绕,形成江心洲和河漫滩,看起来就像是一条条缠缠绕绕的辫子,辫状水系的名称就是这样来的。
辫状水系的河道有的地方水流很浅,最浅的地方仅能漫过脚面,史料记载,唐蕃古道就曾经从长江上游的辫状水系涉水而过。
长江源是辫状水系地貌,而黄河源却是曲流河,两种地貌差别很大。曲流河是两山夹峙形成的,河道固定,地势平缓,河水的流速很慢,河水的切割力量并不大,从而形成了河道蜿蜒的地貌。
到过楚玛尔河的人都知道,这条河的沉积物多为红色砂土,这是因为河水中搬运了大量第三纪红色泥砂岩导致的。土壤的红色越深,代表它形成的年代气候越湿润,这与土壤里的铁锰元素被氧化的程度有关。比如说侏罗纪的气温就要比现在高好几摄氏度,所以发育于侏罗纪的土壤多呈现出紫红色。楚玛尔河出现了那么多的红色泥砂岩,说明了在遥远的地质年代,这一地区的气候要比现在温润很多。

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