安芷生：讀懂黃土千層書 方知黃河萬年事 | 開講啦

你可能不會想到，黃土高原的黃土竟能影響到北太平洋三文魚的口感。這可不是憑空想象，其背后是一條被稱為“鐵肥效應(yīng)”的關(guān)鍵路徑——富含鐵元素的沙塵沉降入海，促進(jìn)了浮游植物的繁盛，從而滋養(yǎng)了整個生物鏈。但黃土的神奇遠(yuǎn)不止于此。黃土與土壤的交疊，默默記錄了地球260萬年的氣候脈搏；黃土的進(jìn)退抉擇，直接牽動著黃河下游億萬人的安全！

本期《開講啦》邀請中國科學(xué)院院士，第四紀(jì)科學(xué)家與地球系統(tǒng)科學(xué)家安芷生，帶領(lǐng)我們透過黃土，解讀黃河的故事，揭示全球氣候變化與黃土之間千絲萬縷的聯(lián)系。

北京也有“黃土高原”？

1963年春天，年輕的安芷生來到北京市門頭溝齋堂鎮(zhèn)的山坡上，俯身抓起了一把黃土。那一刻他也不會想到，這捧看似普通的黃土，竟隱藏著一段橫跨數(shù)萬年的氣候密碼。

時隔60余年，安芷生和《開講啦》一起故地重游。他回憶說，當(dāng)時沒有想到，在北京這個地區(qū)能夠發(fā)現(xiàn)類似于黃土高原的黃土。這還要追溯到距今7萬~1萬年期間，全球經(jīng)歷了一次冰期。那時氣候寒冷干燥，來自內(nèi)陸沙漠的粉塵順著季風(fēng)環(huán)流，沉降到了中國中東部地區(qū)，堆積成了黃土高原，也給北京這里披上了一層“黃土外衣”。這些來自遠(yuǎn)古的粉塵，實(shí)際上是記錄東亞季風(fēng)氣候變化的獨(dú)特檔案。

黃土層中的每一粒塵埃，都承載著氣候的信息——夏季降水增加和溫度升高致使植被覆蓋增加、土壤發(fā)育，冬季風(fēng)的加強(qiáng)則帶來沙塵暴和粉塵堆積，形成黃土。通過解讀這本厚重的“大地史書”，科學(xué)家重建了過去數(shù)百萬年的氣候演變序列，為我們理解當(dāng)今全球氣候變化提供了珍貴的歷史借鑒。

安芷生進(jìn)一步解釋說，在地球45億年的歷史長河中，從260萬年至今都被劃分為“第四紀(jì)”，中國黃土完整記錄了整個“第四紀(jì)”。正是憑借這份完整性，中國科學(xué)家創(chuàng)立了中國黃土古土壤序列，其與極地冰芯、深海沉積并列，共同構(gòu)成了全球氣候變化研究的三大支柱。

沙塵暴還能給地球降溫？

誰能想到，我們避之不及的沙塵暴，竟在暗中為地球撐起一把“遮陽傘”。

從黃土高原啟程的億萬顆沙塵，乘著季風(fēng)奔赴北太平洋，富含鐵元素的沙塵沉降到北太平洋之中，這些細(xì)小的顆粒便成了海洋的“營養(yǎng)劑”。它們促進(jìn)浮游植物繁殖，不僅讓三文魚擁有了豐盛的食物來源，茁壯成長，這些浮游植物還能大量吸收大氣中的二氧化碳，如同一座座微型的“碳捕捉工廠”，將溫室氣體固定于海洋深處，有效地幫助地球降溫！

雖然沙塵暴對區(qū)域環(huán)境造成困擾，但在全球尺度上，它也扮演了調(diào)節(jié)氣候的重要角色。

中國第一個樹木年輪小鉆

重建了500年黃河徑流量序列

這是中國第一個樹木年輪小鉆。

1987年，安芷生從國外進(jìn)修歸來，帶回來了這件不起眼卻意義非凡的工具。正是這個小小手鉆，開啟了中國通過樹木年輪反演黃河歷史徑流量的先河。

黃河水跟樹木年輪同樣受到降水的控制，所以樹木年輪研究在一定程度上能夠反映黃河徑流量的變化。于是，安芷生和他的團(tuán)隊(duì)帶著這把小鉆，在黃河流域干支流的31個關(guān)鍵點(diǎn)位，鉆取了近2600個樹木年輪樣本。通過測量年輪寬度，并與1960年以來的實(shí)測水文數(shù)據(jù)對比，建立了一個合理的方程，首次定量重建了1492年以來500年的黃河徑流量變化序列。

年輪是自然的“記錄筆”，也是未來的“預(yù)警器”。這把小鉆，不僅開創(chuàng)了中國樹木年輪水文學(xué)研究的先河，也為黃河流域水資源管理與生態(tài)保護(hù)提供了跨越5個世紀(jì)的科學(xué)依據(jù)。

黃河越清澈越好嗎？

大家都知道黃河因河水顏色渾黃而得名，黃河中含有大量的泥沙，這也是黃河區(qū)別于世界其他河流的一個根本原因。

這是在黃河入海口能看到的自然奇觀，渾濁的黃河水如一條黃龍奔涌入海，與碧藍(lán)的海水相互碰撞。這清晰的分界線讓人不禁追問，黃河攜泥沙奔流而來，匯入茫茫大海后，這些泥沙最終去向了何方？

這些泥沙并非消失不見。安芷生解釋道，有一部分泥沙會隨著海流運(yùn)動，還有一部分則在河口及鄰近的渤海、黃海海域沉積下來，對海域的海岸帶地貌和沉積環(huán)境產(chǎn)生著深遠(yuǎn)影響。

與此同時，在黃河中上游，另一場與泥沙的較量也在上演。當(dāng)河水被引入提灌泵站時，流速驟減，這就導(dǎo)致泥沙在泵站的前池中以驚人的速度淤積，而嚴(yán)重的淤積直接影響到泵站的提水效率與運(yùn)行安全，關(guān)乎下游農(nóng)業(yè)灌溉能否得到保障。

那么，黃河中的泥沙是不是越少越好？黃河越清澈越好？安芷生表示，經(jīng)過退耕還林還草等治理，入黃泥沙已從16億噸銳減至2億噸，大幅提升了黃河下游的安全性。但如果黃河完全變清，反而會導(dǎo)致新的生態(tài)危機(jī)——黃河三角洲將因缺乏泥沙補(bǔ)給而被海水侵蝕后退。

治理黃河，從來不是追求極致的“清”或放任的“濁”，而是在科學(xué)與自然間尋找最佳平衡點(diǎn)。黃河的渾黃與清澈本就相依相生，守護(hù)母親河，就是要守護(hù)這份恰到好處的自然平衡。

來源：中央廣播電視總臺

責(zé)任編輯：侯茜