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黄河是中华民族的母亲河，是中华文明的摇篮。我们生在黄河边，长在黄河边，喝着母亲河的水，唱着母亲河的歌，讲着母亲河的故事。那么，你知道“母亲”现在多大年龄了吗？ 自古以来黄河儿女对黄河的形成演化历史都有着极大的好奇心与探索欲。如今，人们对于黄河的来龙去脉已经有了比较清楚的了解，但黄河是什么时候形成的？很久以来仍然是个谜团。近期，兰州大学地貌演化与新生代环境研究团队在前人研究工作基础上，通过对三门峡地区的环境钻探研究，获得了现代黄河年龄的可靠证据。 （一）探究黄河的年龄为什么选择三门峡？ 黄河的形成演化是一个非常复杂的过程，它涉及漫长的地质时期复杂的水系重组历史。如果从总的发展历史来分，可分为古黄河和现代黄河。所谓古黄河是指在现代黄河形成之前，在黄河中上游地区存在的多个相互独立的内流水系。这种内流河在形态特征上与现今的黄河水系格局截然不同。现代黄河即现在的以“几”字弯的形成和贯通三门峡东流入海为标志，在形态上与我们现在看到的黄河大体一致。那么，从黄河发源于巴颜喀拉山到东流入海，在全长5464公里流经中，自西向东分别流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南及山东9个省（区），最后流入渤海。在如此长的流经中寻究它的形成时间，为什么要选择三门峡？这是因为在三门峡以上的黄河上中游地区，研究证明，黄河的流经曾发生过几次变化，并且海拔高度相对较高；而在它的下游，黄河河道历史上也频繁改动，都不易获得河流形成演化的直接证据。而三门峡是黄河主干道上的最后一道峡谷，南北分别被中条山、秦岭和崤山所限，河道摆动和河流沉积物的沉降空间极为有限，且海拔高度相对较低，若黄河流经三门峡，必然在盆地中心位置留下足迹。因此，确定三门峡地区最老黄河沉积物的年代，即可获得现代黄河水系形成时代的可靠证据。 （二）探究黄河的年龄需要哪些证据？ 一是用“芯”说话。河流沉积物受重力影响有序沉积，按先后顺序层层堆叠，形成地层，如同书页有序叠加组成书籍。不同类型沉积物的颜色、颗粒大小、层理、物质组成、赋存化石等特征均有所不同，如同书页中的文字，记录了沉积物形成时的气候环境状况。兰州大学的研究团队在三门峡盆地中心实施了环境钻探并开展合作研究，获取了黄河贯通三门峡历史的完整岩芯记录。通过对岩芯形态的描述与粒度、易溶盐含量等指标的测定，研究团队发现岩芯108.7米处发生了显著的环境变化。在150米至108.7米，岩性以灰绿色—棕褐色黏土与粉砂为主，多见水平层理，部分层位见大量石膏晶体、白云石、盘星藻化石，蒸发盐含量整体偏高，反映了当时的三门峡盆地是一个封闭型的微咸水湖。自108.7米以上，地层中开始大规模出现河流沉积物，河流砂含量开始急剧增加，蒸发盐含量急剧降低，反映了一条大河自此流经三门峡。 二是用“磁”确定年代。那么，在岩芯108.7米处，对应的是什么时间？研究团队通过古地磁定年技术，建立了钻孔岩芯的年代框架。在三门峡获得的岩芯108.7米处的沉积物中含有大量的载磁性矿物，如同一个个小磁针，记录了当时的磁场方向。因此，从岩芯顶部到底部密集采样，通过系统测量分析，获得样品形成时地磁场方向的信息，建立岩芯的磁极性变化序列，然后与国际标准极性柱进行对比，即可获得钻孔不同层位的时代。 研究团队按平均70厘米间距采集217块古地磁样品，对每个样品进行了不少于13步的交变退磁和热退磁处理，建立了钻孔岩芯高分辨率的磁极性变化序列，通过与国际标准极性柱的对比，建立了岩芯的古地磁年代标尺。结果表明，岩芯底部年代约为196万年前，这个时期，三门峡的黄河还是处于古黄河阶段，即这里还是一个封闭型的古咸水湖。从封闭型微咸水湖到河流环境转变的时代为约125万年前。 （三）125万年前古黄河变成现代黄河 125万年前有一条大河流经三门峡，而三门峡盆地地势相对低洼，周边秦岭、崤山、中条山等山地的径流汇集于此，形成局地河流也属情理之中。那么，如何确定这条河流就是黄河呢？ 要研究现代黄河形成的原因，物源分析是判定河流身份的钥匙。由于黄河在上游流经鄂尔多斯地块上的沙漠、黄土高原时携带大量泥沙，若是黄河，三门峡这条河的沉积物中必然能发现大量来自鄂尔多斯地块的碎屑物质，相反，若是局地河流，沉积物应来自中条山、崤山、秦岭等近缘山体。好比生物之间通过DNA检验即可判断亲缘关系，沉积物中也有类似的查验技术，如常用的Sr-Nd同位素、重矿物组合等方法。研究团队选取岩芯不同部位的样品测试Sr-Nd同位素以及进行重矿物鉴别，结果表明：108.7米（约125万年前）为同位素值分异处，其下同位素值与秦岭相近，指示125万年前为近缘沉积；108米以上部分同位素值与鄂尔多斯地块一致，说明125万年后鄂尔多斯地块碎屑物质开始大量涌入，代表现代黄河水系形成。此外，重矿物组合的研究结论也与此一致，证明了约125万年前沉积物源发生改变，现代黄河物质开始输入，即现代黄河水系形成。 至于黄河形成原因是什么？一般来说，河流的形成必须具备三个条件：一是上游地势抬升；二是下游地势降低；三是气候的变化。 从地质地势的构造来看，黄河上游的青藏高原地区早在现代黄河形成之前已经隆升抬高，影响着黄河中上游地区的断层分布，为河流的发育和改道提供利便利条件。而这个时期，由于全地球温度降低，海平面也快速降低，造就了我国西高东低的地貌格局，奠定了黄河“一江春水向东流”的基础。研究团队通过地貌分析认为，海平面加速降低可引起华北平原河流侵蚀能力的显著加强，进而导致河流切穿三门峡。因此研究团队提出，在中更新世全球气候转型期，全球海平面尤其是最低海平面的加速降低，可能对现代黄河水系的形成演化有重要影响。 综上所述，我们的母亲河——黄河的年龄约125万年。 （注：本文中的“三门峡”指的是黄河上的三门峡峡谷，不是现在行政区划的“三门峡市”；本文参考了余子莹、王鑫两位作者2022年9月28日在《北京日报》发表的《现代黄河是什么时候形成的》一文的有关资料，谨表谢意） |
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