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中巴科考故事:印度河上游的山和民
2019-01-25| 编辑: | 【 】【打印】【关闭

  印度河(拉丁语式拼法Indus)尽管也有部分流经印度,但很多人可能很难想象河流绝大部分是在巴基斯坦境内流淌。作为巴基斯坦境内的主要河流,印度河横穿了整个国家,河流总长约3000公里,是该国人民生活、农业灌溉、工业生产等用水的重要来源。其支流狮泉河和象泉河等发源于中国境内的青藏高原,这些区域也曾经是或者现在还是众多文化发祥与繁衍的地区。正如宋代诗人李之仪所说“我住长江头,君住长江尾… …”。

  众多的古代文明发源于一些有名的河流贯穿区域,如中华文明、巴比伦文明、埃及文明等,河流同样是文化交流与演化的重要通道,印度河文明也是世界上较早进入农业文明和定居社会的主要文明之一。而大河上游的构造运动(主要指因地球内动力引起岩石圈地质体变形、变位的机械运动。常引起海、陆轮廓的变化,地壳的隆起和拗陷以及山脉、海沟的形成等)、岩石组成与气候变化等因素共同影响地貌演化过程,对于河流的发育发展及当地的生态环境、社会经济状况与人民的生活有明显的控制与影响。

  在中国科学院专项项目及第二次青藏高原综合科学考察项目资助下,我有幸与团队成员一起对于印度河上游地区的地质地貌及环境生态开展了初步野外考察,在即将回国之际,很想将此次考察的所见、所闻、所感与大家一起分享。

1 说说印度河上游的山

  1.1 山区自然地理 

  如图2所示,印度河上游整个分布在高山峡谷之中。发源地主河流及支流主要在喜马拉雅山和喀喇昆仑山,沿途有发育于兴都库什山、苏莱曼山等山脉河流的汇入。此次科考所在的斯卡都,位于巴基斯坦吉尔吉特-巴尔蒂斯坦区,是斯卡都县的行政中心。

  本次重点将在离县城十公里左右的Satpare湖上开展湖心钻探,工作区处于印度河上游,离喀喇昆仑山非常有名的乔戈里峰(K2)直线距离不到100公里,区域山高壑深。11月份在海拔3000米以上山区常有冰雪覆盖,而在4500米以上有常年冰川存在。这一区域气候主要受到西风环流的影响,但其主要降水季节并不是冬季,而是夏季。这是由于夏季有一股印度季风气流沿着青藏高原西侧北移[1],加入西风环流系统后被西风携带,与区域特征的地貌、风场等条件共同作用,在很大程度上有利于区域降水的增加。

  区域降水主要发生在每年6-9月,可能占到全年降水的大半。前人研究显示区域气候条件差别很大,降水及其影响的植被生态主要特征为[2]:海拔2000米以下降水很少,主要为干旱气候,大部分山坡基岩裸露,生长藜科矮灌木;海拔2000-2700米之间,年降水量稍有提高但很少超过500mm,山坡上可见到艾蒿等低矮草丛;而在海拔2700-3200米,年降水量可达到600-700mm,甚至更高,会形成乔松、云杉及冷山等组成的高大树林,乔木最高可达25米以上;3200-4300米为高山草甸;4300以上由于气候极端寒冷及冰雪覆盖,植被少见。

  1.2 山区的湖 

  斯卡都城市附近最为特殊的地貌特征是相当范围内河流地势并没有像其西部地区那样深沟大壑,河道狭窄,相反为河道平缓,河流系统内起伏不大。这与很多山区的地势起伏特征存在明显差异。前人研究指出,可能是因为一些地段存在堰塞湖,由于堰塞湖的存在提高了小区域的侵蚀基准面,降低了区域地貌梯度,使得地表侵蚀速率降低。而这也是在这一区域存在很多小型湖泊的主要原因。Satpara湖就是比较典型的堰塞湖(千里迢迢取“芯”路-劈荆斩棘显真功—巴基斯坦科考钻探系列(1))[3]。

  1.3湖的成因猜想 

  青藏高原地区也存在大量的堰塞湖,相当多的堰塞湖都是由于泥石流的搬运堵塞河道形成。泥石流堵塞河道造成更大量的水力能量的积累,在冲垮水坝后会对地貌造成很大的改造,也会对沿河植被生态、地貌形态和居民生活造成很大的破坏性影响。譬如2018年云南怒江贡山普拉底乡泥石流就是非常典型的实例。但是在斯卡都地区,年降水量并不是很高,为什么也能形成众多的堰塞湖?这确实是一个亟待地球科学家解决的重要地貌地质问题。

  冰川? 

  对印度河上游地区早期考察就发现,在周围的高山地区存在大量的冰川,会不是存在冰川湖的可能。在温度上升冰川退缩的过程中,由于冰川底部的刨蚀作用使得底部低洼,冰川前缘的终碛垅也形成较高地势,因此阻挡了冰川融水的外流而形成的湖泊(图3)。这种成因的湖泊应该处于比较高的位置,可能由于末次冰盛期(大概是约2万年前地球所经历的极度干冷时期,随后北半球大冰盖开始全面消融退却)后全球温度的升高造成冰川后退,而形成处于冰缘的湖泊。

  构造? 

  而Satpara湖的湖面高度只有仅仅2618米左右,距离冰川所处位置还有很大的高程差距,是不是有其它的可能性呢?地质学家调查还真的发现了在这么低的位置形成好多湖泊的可能原因。

  譬如在喀喇昆仑地区的地质研究过程中,专家们发现了冰川活动区由于强烈的构造运动能够影响了河流下切等原因而加速剥蚀作用[4],这就能够造成地表大量的风化剥蚀物质。在相同的极端降水及冰雪融水情况下,造成河流搬运更多物质,容易造成河道的堵塞而形成堰塞湖。而且强烈的构造地质事件(地震等)同样能够造成大型的山体滑坡[5],这种地貌过程经常会堵塞河道,同样能够形成堰塞湖。

  显然,在现代GPS观测及古地震研究显示构造运动活跃的区域,强烈的构造运动能够造成众多堰塞湖的形成。而印度河上游数千万年以来一直就处于构造活跃区域,有多条强烈活动的断裂就在附近(图4)。显然,构造运动可能对这一区域堰塞湖形成的贡献还是不能忽视的。

  气候? 

  年代学的研究同样为发育在印度河上游构造活跃区众多堰塞湖的形成机制研究提供线索。宇宙成因核素测年研究能够对地表裸露岩石进行分析,获得其确切的暴露时代。也就意味着只要准确测定堵住河道形成堰塞湖的岩石的暴露年代,就能够限定堰塞湖形成的时代。

  Hewitt等采用这一方法的研究结果提出,在这一地区全新世(大约最近11700年)以来的众多堰塞湖的形成年代基本在两个时间段:一个是距今3910-4560年间,一个是距今6370-8550年间[6]。通过对这一地质时段全球及区域气候变化特征的研究显示,气候变化也可能造成了区域堰塞湖的形成。因为在这两个时段区域降水的显著提高,造成之前地质体中存在的裂隙中存在裂隙水,普通而神奇的水会显著降低岩石的稳定性(降低岩石的强度和减少块体运动的阻力),使得崩塌等滑坡现象更容易发生。 

  尽管这种气候变化过程确实能够促成堰塞湖的形成,但是这里需要说明三个问题是(有“老王卖瓜”之嫌):一,裂隙的多发是构造活动区一定深度岩石普遍存在的现象;二,大型地震等强烈的构造活动是地壳应力与能量瞬间释放的过程,会引起地表强烈的运动,经常会诱发岩石崩塌等大型滑坡体的产生,特别是由于裂隙水等的影响已经处于亚稳态的岩体;三,这一地区本来就处于强烈的构造活动区。这一区域众多堰塞湖形成的各种影响因素及其可能的贡献,还需要更多的深(hu)入(si)研(luan)究(xiang)。

 

2 说说印度河上游的民(巴基斯坦)  

     印度河上游恶劣的气候环境与贫瘠的土地资源,缺乏有重要战略意义的矿产资源,道路修筑也极端困难,对于当地人们的生活愿望及社会发展是严峻的考验。就这一方水土依然养育了那一方艰苦跋涉的人民。据史书记载,唐朝大将高仙芝为中央政府守土保疆活动于周边地区,一千多年的部分中华先民就曾在此繁衍生息。

  2.1 人民的生活 

  斯卡都主要存在两期特别明显的台地(可能是区段印度河的河流阶地)(图5)。这两级台地应该也是在区域气候变化与构造活动的过程中形成的。高一级台地的海拔高程在2700-2850米左右,低一级台地的高程在2150左右。城市和众多的民房就建在较低一级的河流阶地上。

     也有部分房子就建在河漫滩上(大概他们真的不担心河流涨水时对房屋的冲击,也可能平缓土地需求的压力确实很大)(图6)。这里属于巴尔蒂斯坦区,大部分村民同时说乌尔都语(官方语言)和巴尔蒂斯坦语。

     这一区域匮乏的自然资源和恶劣的气候条件造就了当地艰苦的社会条件。尽管当地城市及村庄的建筑与我们国内差别很大,但是人们对美好生活的向往和文化艺术的追求同样迫切(图7、8)。

  也许是宗教信仰方面的约束,当地部分学校还存在男女分校的情况,但是人们已经非常清楚教育对个人、家庭及社会发展的重要性,教育受到普遍的重视。斯卡都就有为提高当地人才水平而设立的大学,传播着知识的薪火。而且不分年龄,早上一群群上学的孩子是最为靓丽的风景。孩子们的着装相对比较讲究,三三两两,而且很多貌似小学的孩子都能说几句英语或者汉语日常用语。也见到大约小学年龄的孩子一大早就去捡柴火的情况,但愿孩子们早上干活之后还是到学校去和别的孩子一样读书、玩耍。

 

 2.2 生活杂记 

  让我吃惊的是当地人住宾馆不锁门的情况。我们很习惯于出门的时候把门锁上,因为知道有句谚语是Believe the God, and lock the door. 但是巴方的专家外出时都不锁门。问他们为什么不锁门的时候,回答总是为什么要锁门(Why?),也就不再好继续深入的讨论了。可能由于宗教或者是更多的原因,某些在经济较发达地区存在的事情,在这些被我们现在社会规范判定为经济较为落后地区不存在。想起来小时候在农村也存在类似的情况,但是现在的村民已经不相信有那种夜不闭户的可能了。不知道是不是随着经济的繁荣,社会也向更为复杂的方向发展。一个人的个人修养和受教育程度,很难和高速发展的社会同步提高。

  另外一个引起我注意的事情是那里普通人读书的欲望很强。看到众多的宾馆服务人员和小商店的店员在工作之余读书,而且很多都是英文书籍。考察期间的某一天下午,我和一位宾馆的年轻厨师聊天。不经意地问起他为什么要读书,回答是在工作之余不读书也没有更为有意义的事情做。尽管更多的人读书都是为了更为美好的职业选择或者是资源争取,很多人喜欢读书还是显示了在资源条件受限制的情况下人们积极的生活态度。读书不一定都是为了黄金屋或者是颜如玉,毕竟那也是丰富生活的一部分内容。

  任何一个民族都有处于危难或者是困难的时期。人们也相信有良好信仰、爱学习先进知识并努力奋斗的民族是有希望的,如同鸦片战争以来历经苦难、不断壮大的中华民族。祝福在这一山区生活的人们,生活会越来越好!

 

  参考文献: 

  [1]. Cheng H, Zhang PZ, Sp?tl C, et al. 2012. The climatic cyclicity in semiarid-arid central Asia over the past 500,000 years. Geophysical Research Letters, 39, L01705, doi: 10.1029/2011GL050202. 

  [2]. Miehe S, Cramer T, Jacobsen JP, et al., 1996. Humidity conditiona in the western Karakoram as indicated climatic data and corresponding distribution patterns of thr montane and Alpine vegetation. Erdkunde, Band 50: 190-203. 

  [3]. 李良波, 2018.千里迢迢取“芯”路-劈荆斩棘显真功—巴基斯坦科考钻探系列(1). 中科院地球环境研究所公众号 

  [4]. Seong YB, Owen LA, Bishop MP, et al., 2008. Rates of fluvial bedrock incision within an actively uplifting orogen: Central Karakoram Mountains, northern Pakistan. Heomorphology, 97: 274-286. 

  [5]. Shroder JF Jr, ed., 1993. Himalaya to the Sea: Geology, Geomorphology, and the [5]. Quaternary: London, United Kindom, Routledge. 

  [6]. Hewitt K, Gosse J, Clague JJ. 2011. Rock avalanches and the pace of late Quaternary development of river valleys in the Karakoram Himalaya. GSA Bulletin, 123(9/10): 1836-1850. 

 

 

 

 


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