探尋黃河的“年輪”

趙君鵬

作為中國第二大河，黃河以“幾”字形在中國大地上奔涌向前，長約5 464千米，流域總面積達79.5萬平方千米。黃河流域是中國開發最早的地區，是中華文明最主要的發源地，因而黃河被中國人稱為“母親河”。

鮮為人知的是，“幾”字形是現代黃河的形狀，而古黃河是呈“一”字形的，從寶雞峽進入渭河盆地，流經三門峽，然后奔流入海。古黃河在中游改道之后，從六盤山出發，向北流去，經賀蘭山過陰山、河套，再由呂梁以西向南折返，最后經三門峽東流入海，這就形成了現代黃河。那么，現代黃河是什么時候開始形成的呢？

現代黃河的形成是地殼構造變化的表現，也是地表水系演化的結果。研究現代黃河形成的確切時間，有助于研究黃河流域的演化過程，包括河道的形成、變遷、地質構造的活動等；有助于人們理解地質構造和氣候的相互作用是如何塑造我國地理環境格局的，對認識古氣候和古水文的變化意義重大。

但是，確定現代黃河河道形成的時間難度較大，因為黃河流域地質構造復雜，涉及不同的地層和構造運動，并且地質演化是長期的過程，包括地殼均衡抬升、斷裂活動、沉積作用等環節。同時，作為世界上含沙量最多的河流，“黃河斗水，泥居其七”，泥沙的不斷堆積和侵蝕逐漸改變了黃河河道的寬度、深度、水流路徑等地理特征，導致黃河過去的河道形態變得模糊。這些都給確定現代黃河河道的形成時間增加了難度。

幸運的是，如同樹木的年齡可以通過年輪記錄，黃河也通過古水記錄了自己的年齡。經過考察，科學家決定將揭秘現代黃河年齡的地點選在渭河盆地。因為渭河盆地位于黃土高原和秦嶺造山帶之間，保存著7 500米的巨厚細粒河湖相沉積，在此地鉆孔可以采集到上百萬年以前的古水，而且渭河盆地地熱資源豐富，當地有許多深部地熱井，最深可達4 000米，便于采集不同深度的地下水。

2023年，中國科學院的科研團隊從渭河盆地3 500米的地下采集了8組古黃河留下的地下水樣品，并綜合氪-81與氯-36方法開展精細的定年工作。作為惰性氣體的一種，氪-81由宇宙射線形成，在大氣中分布均勻，其半衰期是23萬年，定年范圍可達130萬年。氪隨著地表水滲入地下后，會不斷衰變，它在地下無干擾源，化學性質穩定，不與其他物質發生反應，被看作是十萬年到百萬年尺度區間古老地下水的理想示蹤劑。采出地下水，測出氪-81含量，就可以測出地下水從離開地表到重新回到地表的時間。

科學家發現，自秦嶺山脈開始，越往北，黃河河道地下水的年份越久，這里的地下水在受重力驅使向北運動時，溶解了古三門湖湖相沉積中的氯化物，因而氯元素含量顯著增加，并最終與盆地中心部位的老地下水混合；鄂爾多斯高原隆升，黃河溯源侵蝕和不斷下切，導致沿黃河深層地下水由東西走向變為南北走向。這個變化發生在110萬年到130萬年前，和出現在更新世中期的氣候轉型期相對應。最終，科研團隊將現代黃河形成的斷代時間節點定為125萬年前。

無獨有偶，2022年，蘭州大學與多個科研機構組成的科研團隊獲取了黃河貫通三門峽歷史完整的巖芯檔案，運用沉積學、古地磁定年、物源分析等方法，也提出現代黃河水系在125萬年前開始形成。

“黃河落天走東海，萬里寫入胸懷間?！?25萬歲的現代黃河風華正茂，在中華大地上波瀾壯闊，氣勢磅礴。