午城黃土(正夏)
作品欣賞
午城黃土
一提到它，人們總覺得上天賦予了這片厚土以特殊的青睞，以至於全世界一百多個國家的人民有了進一步認識和了解它的機會，這便是位於山西省隰縣午城昕水河支流柳樹溝內礫石層之上，未見其直接和三趾馬經土層接觸的黃土，簡稱午城黃土（loess of wucheng），而對這早更新世命名的，是我國著名的地質學家劉東生和張宗祜兩位老人。
1917年的一個冬日，劉東生出生在遼寧省瀋陽市。早年從事脊椎骨生物研究的他，一渡填補了魚化石方面的空白。從西南聯合大學（南開大學學籍）地質地理氣象系畢業後，劉東生旁聽了生物系的課程，先後任中國地質工作計劃委員會和地質部工程師，從事礦產勘探和工程地質工作。1954年，劉東生開始從事黃土研究，提出了關於黃土——古土壤序列250萬年來古氣候多旋迴學說，開闢了地球上大陸與海洋環境的對比，為全球環境變化提供了依據。1958年，他從黃土地層研究中根據黃土與古土壤的多旋迴特點，發現第四紀氣候冷暖交替遠不止四次，發展了傳統的四次冰期學說，成為全球環境研究的一個重大轉折，奠基了環境變化的「多旋迴學說」。他還參加了希夏邦馬峰、珠穆朗瑪峰、迦巴瓦峰的登山科學考察，填補了我國在高山科學史上的空白。主要著作有《中國的黃土堆積》、《黃土與環境》、《環境地質學的出現》等，獲得過國家自然科學一等獎、二等獎，國家科技進步二等獎等多項獎勵。1991年，劉東生在南極長城站工作。2002年，劉東生院士以他在黃土古環境研究中做出的傑出貢獻榮獲了美國頒發的泰勒（Tyler）環境成就獎，在諾貝爾獎中未設環境獎的情況下，人們把泰勒獎看成是環境科學的諾貝爾獎，這是中國大陸學者在國際上獲得的環境科學最高獎。
據劉東生老人回憶，上個世紀50年代中期中科院有個黃河中游水土保持問題的研究項目，設計了大面積網格狀路線調查方案，在黃土高原完成了東西與南北向行程上萬里的10條大剖面，收集了大量一手資料，先後到山西幾十次野外考察，足跡遍步三晉大地，尤其是呂梁山黃河沿岸的各縣，有的地方去過不止一次。在野外考察期間，通常很多時候都吃住在當地的老鄉家。這些地方雖然還很貧困，但只要考察隊員進了村，鄉親們總是拿出家裡最好的東西進行招待，什麼莜麵、餃子、麵條、貓耳朵等等，結束離開時還不忘夾道歡送，並且給隊員們口袋裡塞上紅棗和雞蛋，使人難以忘懷。
就在劉東生着手開始研究黃土研究後，一個畢業於北京大學地質系後在蘇聯莫斯科地質勘探學院研究生部學習，獲地質礦物學副博士學位的年輕人完成學業回國了，他就是張宗祜。張宗祜是河北人，幼年時隨祖父在北京生活時間較長。祖父為清末秀才，父親曾操律師業後從政。上中學時，因數學老師多次講述有關礦物岩石方面的知識，對地質產生了較大的興趣，便毅然報考北京大學地質系並被錄取。大學畢業後，張宗祜先是在蘭州中國石油公司地質勘探外工作，兩年後調至北京地質調配所，同年進入內蒙古伊克昭盟鄂托克旗沙漠區進行鹼湖的天然鹼資源地質調查，是新中國成立後中國最早的一次鹼湖水文地質和水化學調查研究工作。之後於第二年（1951）前往山西太原西山進行石膏礦產資源的地質調查，年底被選派到了蘇聯學習。回國後，張宗祜在地質部水文地質工程地質局任工程師，參加了中蘇專家級對長江三峽樞紐的地質鑑定，以及國家計委為制定第二個五年經濟建設計劃組織的西北地區工業布局的考察工作。同年到地質部水文地質工程地質研究所工作，先後任土質學研究室、工程地質研究室主任，水文地質工程地質研究所總工程師、所長、名譽所長。
一個是黃土研究的先行者，一個是學業有成的權威人。如果說共同的興趣使他們走進了探索宇宙自然奧秘的科學之門，繼而贏得屬於自己的精彩；那麼此時二人的相見，必然少不了切入實質的溝通和交流，也必定會撞擊出思想的火花。長期以來，在科學界有兩類觀點。一種觀點認為黃土是「風成」的，由風從沙漠裡搬運過來的，這派觀點最早期由德國科學家提出來的。第二派觀點是由前蘇聯科學家提出來的，認為中國的黃土是「水成」的，即主要是水搬運沉積而成，而且主要是由洪水搬運沉積的。但不論是德國科學家還是前蘇聯專家都只是在野外考察了中國的黃土高原後得出各自觀點，而沒有從科學上深入地進行論證。「風成」、「水成」代表了截然不同的兩種環境，闡明黃土的成因是黃土環境研究的首要問題。針對這個問題，劉東生組織幾十個人的研究隊伍對黃土高原十多條大斷面徒步進行了里外考察，收集了大量的第一手資料，系統地採集和分析了大量的實驗室樣品，編制了大量的圖件，完成了黃河中游黃土分布圖、中國黃土分布圖和3部專著，提出了黃土的「新風成說」，從而平息了世界科學界一百多年來的「風成」和「水成」之爭。」
黃土的「新風成說」是在吸收了前人的「風成學說」的基礎上發展的。劉東生通過研究證明，整個黃土高原的沉積都是風成的。過去的「風成學說」認為，黃土高原的頂部黃土覺積是風成的。劉東生從時間上，把風成作用從黃土高原頂部黃土（大約是7萬年）拓展到整個黃土序列（約250萬年）。同時，劉東生把「風成學說」的概念進行了擴展。過去的「風成學說」只強調黃土的搬運這一個過程作用，「新風成說」則對物源、搬運、搬運時候的風力情況，沉積時候的環境面貌，以及沉積以後的變化這個全過程進行了闡述。劉東生認為，黃土的覺積過程與我們現在看到的沙塵暴一樣，是逐漸地從沙漠裡搬運出來，在黃土高原慢慢沉積起來，也就是說，黃土是幾百萬年來一次次沙塵暴的疊加，它的沉積過程同時記錄了環境變化的信息。黃土的「新風成說」為從黃土沉積中提取環境變化信息奠定了基礎。正是這一奠基性的工作，國際地圈——生物圈計劃古全球變化主席Oldfild教授撰文評價說，劉東生是中國黃土古環境研究之父，他的研究在國際學術界受到的尊重，無論怎麼評價都不為過的。
1961年，劉東生參加華沙會議（國際第四紀大會）的時候，同張宗祜一起大會上報告了黃土——古土壤所揭示的冰期——間冰期多旋迴的這一特點。之後，這個氣候變化多旋迴特點得到了國際上很多研究的證明。1962年，劉東生、張宗祜等對早更新世黃土命名。命名剖面在山西省隰縣午城鎮柳樹溝，位於黃土高原地區。黃土岩性為紅黃色，結構緻密而堅實，呈塊狀，大孔隙少，成分以粉砂為主，粘土含量高。夾有數層紅棕色、褐色埋藏古土壤，鈣質結核成層分布，多呈放射狀空洞。在午城黃土中，未見清楚層理，所含砂與礫石的數量也較少，推測形成時，無較強流水活動。暫時性流水作用，使黃土堆積初期山坡上的基岩受到沖刷，風化物混於黃土之中，故於其底部黃土中，偶夾有小石粒。午城黃土中發現有松科、禾本科等花粉，說明當時植被具有森林草原性質，森林習性的哺乳類動物也較多。自下而上，乾旱氣候條件下的蒿屬、藜屬和禾本科等花粉數量增多，說明當時氣候向乾旱方向發展。在午城黃土中可見中國長鼻三趾馬化石。長鼻三趾馬僅見於泥河灣層中，故將午城黃土的時代定在早更新世。
兩年後（1964），劉東生參加了我國組織的科學考察隊，任中國珠穆朗瑪峰登山科學考察隊副隊長、隊長，同時還進行了川藏公路波密段泥石流考察，並致力於青藏高原隆起與東亞環境深化的研究，開闢了地球科學一個新的研究領域，被國際學術界所公認；而此時常年在外的張宗祜，也隨着水文環境地質研究所從北京遷到正定，回到了故土河北。他的小女兒張靜回憶時說：「父親在家的時間很少很少，即便回來也是坐下看書和寫東西。小時候見父親遠行回家後背個鼓鼓囊囊的地質包，以為是好吃的，沒想到打開一看全是大大小小的石頭。」的確，張宗祜大半生都在與黃土打交道，黃土已成為他生命中不可或缺的部分。大自然對這位勤奮而勇敢的地質學家也是慷慨的，時常將謎底饋贈予他。還在剛走出大學校門時，經常流連於工作單位——玉門油田附近的山上的他，在不經意中敲敲打打竟然成為玉門油礦的首位化石發現者，為確定儲油層的地質年代提供了最好的依據。為了攻克黃土滲漏難題，張宗祜設計了在厚層黃土中長時間入滲試驗的大型野外試驗場，在方圓幾十公里內沒有居民的黃土梁頂搭起了帳蓬，開始了晝夜24小時不間斷地連續注水入滲試驗。77天、1848個小時後，他們取得了寶貴的第一手資料，由此揭示出一個重要規律：水流在厚土黃土層的長期入滲過程中，黃土的滲透性是隨着入滲時間的延長和入滲水量的大小而改變着它的入滲係數。在水文地質學和水力學中，介質的滲透性是用達西定律來表示的，達西定律認為在孔系介質中滲透係數k是個常數，但在厚層黃土中的長期入滲表明，其滲透係數卻是個隨入滲時間而變化的值。這次試驗提示出的黃土滲透性的這一特點，在國內外是第一次發現。
實際上，要說他們二人與黃土打交道的趣事，還真是三天三夜都說不完。建國初，為了完成建國後中國第一條全部由中國自行勘測設計的鐵路線——包頭至銀川線，張宗祜和姜國傑步行民近600千米進行沿線工程地質調查，多次穿越近百千米荒無人煙的地帶，穿過沙地鹽鹼灘，條件十分艱苦。當時治安情況很差，雖有解放軍保護仍多次遭遇匪徒襲擊，但還是克服重重困難最終堅持完成了這項系統的鐵道工程地質調查工作；「文革」期間，住在「牛棚」的劉東生收到民一封特殊的信函，講到有一種叫「克山病」與黃土可能有關，想邀請他配合調查。於是，黃土以這樣的方式再次走進了劉東生的視野，並且結合新技術、新方法對黃土進行了更加深入系統的研究。其實，中國的北方地區在20世紀30年代就發現每年冬天都受到一種地方病「克山病」的侵襲，特別是在陝西延安、綏德等貧困老區，發病尤為嚴重。醫學上當時還沒有弄清這是什麼病，便以發現地黑龍江的克山縣命名為「克山病」。在醫學界與地質學人士共同參加對這種地方病的治理下，最終以劉東生為首的地質研究人員找到了答案，認為這主要是由於黃土地中硒、鉬、銅等微量元素缺乏所致，通過給當地百姓用一種叫做亞硒酸納的藥片，這種地方病逐漸絕跡了；還有一次，劉東生在一個山腳下做野外考察，正在耕作的老農聽說他們是研究黃土的，就說：「我們這兒的土很特別。」劉東生馬上問：「怎麼特別呢？」老農從地的北面用左手抓了一把土，又走到地的南邊用右手抓了一把土，然後左右手同時伸開對他說：「你看」。劉東生注目一瞧，心裡異常驚喜。只見這位老農左手抓着的土散了，而右手掌里的土像塊窩窩頭一樣，沒有散開。劉東生將兩種土分別取樣帶回北京的實驗室，進行顆料成分分析，結果發現北邊的土顆粒較粗，劉東生將其稱為砂黃土，而南邊的土顆粒較細，被稱之為粘黃土。正是在此發現的基礎上，劉東生和他的夥伴們準確地描繪出了我國砂黃土和粘黃土的分界線。
到了晚年（2000年），83歲的劉東生老人帶着黃土高原農業可持續發展諮詢考察組重回山西，在山西大學黃土高原研究所同行以及山西省政府有關領導的陪同下，從太原往北，經寧武，到左雲、右玉，又折至河曲，過了黃河到陝西府谷，沿黃河往南，在壺口渡河返回了山西的隰縣，經中陽，進離石，前後行程長達半個多月之久。舊地重遊的他，一方面為山西的退耕還林還草工作提供了科學的決策依據，另一方面對行程中所看到的巨大變化非常感慨，老百姓的日子富裕了，小流域的治理也取得了可喜的成績，令他十分興奮。劉東生說，平時經常收看山西衛視節目的他，不僅非常關注山西的各類新聞，而且非常關心山西的文化發展，甚至希望如果身體允許的話，以後能再上呂梁山，再到土窯洞住住，嘗嘗黃河邊上的大紅棗；而得知榮獲2010年度河北省科學技術突出貢獻獎，在家養病的張宗祜有些激動地說，「我獲獎實際是大家的成績，全國各地我都跑到了，但主要地方一個是河北平原，一個地方是黃土地區，這是我一生工作的兩大地區。我在塔克拉瑪干沙漠考察的時候發現，沙漠下面埋藏着湖泊沉積物，沙丘和沙漠形成的時間很晚，最多也就是十幾萬年，而黃土高原早就在兩萬年前形成了，可惜已經沒有可能取得科學的、無可爭辯的證據了……」
這便是把生命行程交付于山與水的人，藍色的湖泊、綠色的的平原、黃褐色的高原和山脈……地球上的各種元素和走過的路，都終將是他們一生中最精彩的符號。 [1]
作者簡介
正夏，女，山西作家協會會員，中國散文學會會員。