重点:风化作用、侵蚀作用、黄土高原的沟壑地貌是如何形成的、雅丹地貌、丹霞地貌。1500字。
音频时长 15分58秒 · 适合 通用-科学探索
朋友们,你好。
我是你的老伙计,那个满世界溜达,专跟你唠地球磕的探险家。
咱们脚下的这颗星球,46亿岁了,它从来不是一个静止的死物,它是一个活着、呼吸着、时刻在改变的巨大雕塑。今天,咱们不聊火山地震那种轰轰烈烈的大场面,咱们来聊聊两个看不见摸不着,但威力大到能把山给抹平、把大地给切开的神秘雕刻家。
没错,说的就是风和水。
想象一下,你现在把时光机拨快一千万倍,站在宇宙飞船上往下看,你会看到一幅可怕的景象:高耸入云的山脉,像冰块一样慢慢融化、变矮;一眼望不到边的平原,被无形的刀子划开一道道血淋淋的口子,最后变成一片破碎的迷宫。
风和水,就是握住这把刀的工匠。
在聊风和水怎么把大地切碎之前,咱们得先弄明白一个前提:它们是怎么把硬得能磕掉牙的石头,变成随便一捏就碎的渣渣的。
这就得请出第一位大神:风化作用。
你别听这名字里带个“风”字,就以为全是风吹的,那可就错了。风化作用,说白了,就是把大石头变成小石头,小石头变成沙子,整个过程,就像一个冷血杀手在作案前先把受害者给迷晕了。
怎么个“迷晕”法呢?
最典型的,是物理风化里的“热胀冷缩”和“冰楔作用”。
在沙漠里,白天太阳毒得能把鸡蛋煎熟,石头表面晒得滚烫,一膨胀;到了晚上,气温嗖嗖往下降,石头表面又猛地收缩。天天这么折腾,石头外层就开始像剥洋葱一样,一片一片地掉。这叫什么?这叫“球形风化”。
而在高山上,另一种力量更绝。水顺着石头的裂缝流进去,到了晚上气温一降到零度以下,水就结成了冰。听好了,水变成冰,体积要膨胀十分之一。你可别小看这十分之一,它产生的力量大得惊人,能把石头的裂缝像撑开拉链一样,越撑越大,最后整块石头崩裂开来。日复一日,年复一年,再硬的花岗岩也扛不住这种反复的“冰楔作用”,早晚得散架。
这就是为什么你看山里那些碎石坡,全是尖棱尖角的石块,那不是谁炸的,是水在冬天半夜里偷偷给冻碎的。
化学风化就更隐蔽了。你见过生锈的铁吗?石头也会生锈。空气中的氧气和水,会跟石头里的铁、钙这些矿物发生化学反应,把它们变成软趴趴的黏土或者溶于水的物质。一场酸雨下来,看着完好无损的石灰岩,其实已经被腐蚀掉一层皮了。
这,就是准备工作。风和水先把坚固的大地弄得浑身酥软、布满裂缝,接下来,真正的“搬运工”和“刻刀”就要登场了。
石头变松了,变碎了,那堆碎渣渣待在原地不动,对大地形状没用。这时候,第二个关键过程来了,这就是侵蚀作用。
风化和侵蚀有啥区别?打个比方,你家墙皮受潮鼓起来了,这叫风化;你伸手把那片鼓起来的墙皮给撕下来扔地上,这叫侵蚀。
风和水,就是世界上最贪婪的搬运工,也是最有耐心的雕刻家。
咱们先来看这流水侵蚀有多猛。
水这玩意儿,至柔,但也至刚。一滴水从天上掉下来,砸在泥土上,就能把细小的土粒溅起来,这叫“雨滴溅蚀”。当无数的水滴汇成一条小溪流,它就开始在松软的泥土上划出一道口子。这口子越来越深,变成了沟,沟又变成了壑。水流不仅像铲子一样把沟底的泥沙挖走,还像砂纸一样打磨着沟壁。水里裹挟的泥沙碎石,就是它的牙齿,一路走,一路啃。
这还没完。流水还擅长一种阴招,叫“溯源侵蚀”。水往低处流,在瀑布或者陡坡的地方,水流垂直往下砸,把底部的岩石掏空,上面的岩石没了支撑,“轰隆”一声垮塌。这么往后一退,整条河、整条沟都在往源头方向生长,就像一条贪吃蛇,不断啃食着上游的土地。
说完水,咱再来看另一个大神的作品——风。
风没有水那么沉重,推不动大石头,但这家伙专攻一种绝技:磨。尤其是在干旱的沙漠和戈壁滩,风像个巨大的喷砂机,裹挟着无数细小的沙粒,对着岩石进行疯狂打磨。不信你蹲下来看看,戈壁滩上那些石头,是不是都有一个光滑的斜面,像被刀切过一样?那是常年被一个方向的风沙给生生磨出来的,叫“风棱石”。
更绝的是,风的腿脚比水利索,沙子能被它卷到几十米上百米高。山崖的底部被水流或者别的什么掏空了不要紧,但是有些地方,山崖的腰部能被风沙掏出一排洞窟,这也是风的杰作。
好,理论讲完了,光说不练假把式,咱们得落到大地上,去看看这两位大神联手留下来的宏伟作品。
咱们得聊聊中国的骄傲,也是中国的痛——黄土高原。
你去过冬天的黄土高原吗?坐飞机往下看,那片土地千沟万壑,就像被巨兽的爪子狠狠抓过,或者像一片凝固的黄色惊涛骇浪。地球上,再也找不到这么大、这么破碎的一块土地了。
怎么形成的?这得从风和水的接力说起。
两百多万年前,一股股的西北风,沿着现在的蒙古高原和中亚内陆,卷起地表那些细如面粉的黄土。这股沙尘暴,一刮就是上百万年。沙子重,飞不远,落下来成了毛乌素沙漠;那些细小的像尘埃一样的黄土颗粒,被风一直搬运到现在黄河中游地带,因为遇到了太行山的阻挡和风力减弱,纷纷扬扬地沉降下来。
一场下了百万年的土雨,终于把原本可能高低起伏的大地,给铺上了一层平均厚度50到80米、最厚能到400米的极其松软、垂直节理发育的巨型“地毯”。你看,这就是风大爷干的活——它只负责搬运和堆积,这属于“风的侵蚀与堆积”。
风把料给备好了,接下来,这把软绵绵的黄土就交到了水的手里。
黄土有个致命的弱点:它虽然能立起几十米高的墙不倒,但它见水就软,一冲就垮。而黄土高原偏偏是季风气候,夏天几场暴雨下来,这场大地的悲剧就开始了。
雨水落在这疏松的土层上,瞬间变成浑浊的黄泥汤,沿着哪怕是一丁点缝隙,就开始了疯狂的“切割秀”。刚开始是一条细小的纹路,像老人脸上的皱纹;几场雨过后,变成了几米深的地缝;再过几百年,几千年,就变成了几十米宽、上百米深的巨型沟壑。
有一个特别形象的场景可以跟孩子类比一下。
爸爸,为什么电视上那个黄土高原,看起来全是一道一道的伤疤呀?好丑。
孩子,你这么想,你过生日的时候,是不是吃过那种特别松软的奶油海绵蛋糕?
对呀,我最喜欢吃中间那层奶油了。
好,你想象一下,风就像一个大厨,它用了几百万年的时间,在地球的某个角落,烤了一大块一望无际的、几百米厚的纯奶油蛋糕,这就是最早平整的黄土高原。
然后,水来了。水不是拿着刀来切蛋糕的,它是直接拿着滚烫的热水来浇的。奶油蛋糕最怕热水,一浇上去,瞬间就化开一道深深的口子,热水带着融化的奶油继续往下流,把这道口子越冲越深、越冲越长。
几十万年下来,平整的奶油蛋糕,就被这反复浇下来的热雨水,硬生生切成了一堆乱七八糟的碎块。那一道道伤疤,其实就是被雨水切出来的沟壑。咱们看到的,就是这块巨大的奶油蛋糕被热水摧残后的样子。你觉得丑,但在地理学家眼里,这是风和水花了千万年时间合奏的一曲最壮阔的史诗。
(——回到我们的聊天)
这就是水的“溯源侵蚀”和“侧蚀”最恐怖的现场直播。每一场雨,黄土高原都会被剥掉一层皮。那些被冲走的泥沙,全都汇入了黄河,把一条大河染成了名副其实的“黄”河,淤积在下游,又把华北大平原填高了几十米。
这是水和风的一场接力:风负责把远方的原料搬来堆高,水负责把这堆高的原料切割得支离破碎,顺便把切下来的碎屑再搬到更远的下游去堆积。
如果你觉得黄土高原是水的杰作,那咱们就去一个极度干旱的地方,去看看当水几乎不存在时,风能独舞成什么样子。
去新疆的戈壁滩,去看雅丹地貌。
“雅丹”在维吾尔语里,就是“具有陡壁的小山包”。远远望去,在平坦的戈壁滩上,突然耸立起一座座赭红色的、奇形怪状的土丘,有的像巨轮远航,有的像残破的城堡,有的像神秘的狮身人面像。每当夜深人静,狂风在这些土丘间呼啸穿梭,发出鬼哭狼嚎般的尖啸声,所以,它还有个吓人的外号,叫“魔鬼城”。
风是怎么造出魔鬼城的?
这里曾是一片巨大的远古湖泊,沉积了很厚的泥岩和砂岩。后来气候变干,湖水干涸,大地干裂。这个时候,风登场了。
风本身没有形状,但它有武器,就是沙子。它像一台不知疲倦的巨型砂纸打磨机,贴着地面,对着这些开裂的泥岩层日复一日地打磨。重点在哪呢?在离地面最近的地方。因为贴近地表的风,含沙量最大,侵蚀力最强。这就导致土堆的底部被疯狂地掏空,形成一个个向内凹的深槽。
随着底部越来越细,上方的岩层在重力作用下不断崩塌,但同时又不断被磨蚀。久而久之,原本连成一片的平坦高地,就被风沙生生雕刻出一个个独立的、像蘑菇或者城堡一样的残丘。那些所谓的城墙、堡垒、箭楼,其实不是风刻意要造房子,而是岩石本身的软硬程度不一样。风专门挑那些质地松软的地方下手,硬的岩石保存下来,就成了建筑的模样。
最绝的是这些雅丹的脊线方向,它们整齐划一,全都严格平行于当地的主风向。大风从这儿吹过,就像梳子梳头,给大地留下了一道道平行的抓痕。
最后,咱们得去看个不一样的颜色,一种热情如火的颜色。如果说雅丹是风的孤独城堡,那丹霞地貌,就是水和时间共同发酵出来的一坛红色美酒。
“丹霞”这名字,取自曹丕的诗,“丹霞夹明月,华星出云间”,指的是红色的霞光。中国是丹霞地貌的命名地,广东的丹霞山就是典型。
你去看张掖的七彩丹霞或者南方的丹霞山,你会发现,那一片片山崖,就像有人用巨大的斧头劈开了一样,垂直陡峭,断面光滑,裸露着一条一条平行的、像五花肉一样的红色层理。在夕阳下,山体红得像要燃烧起来。
丹霞和黄土高原不一样,黄土是松软的,而丹霞是坚硬的岩石,主要是红色的砂岩和砾岩。这段故事,也是水写的,但用的是截然不同的笔法。
这些红色的岩层,最早也是在巨大的盆地里沉积下来的,当时地球上的气候比现在热得多,岩层里富含的铁被充分氧化,变成了像铁锈一样的红色,深深地浸染在岩石里。这是故事的背景色。
关键的一步,是地壳运动。这些平整的红色岩层被整个抬起来,形成高山。随着抬升,岩石里产生了无数垂直的裂缝,也就是地质学家说的“节理”。
你猜接下来谁上场了?还是水。
雨水顺着这些垂直的裂缝往下渗漏、冲刷。它不像在黄土高原那样乱切,而是非常有耐心地沿着这些垂直裂隙,像锯木头一样往下切。今天切一点,明天切一点,配合着重力崩塌,整块整块的岩石沿着裂缝的墙面垮塌下来。
这个过程,叫“垂直侵蚀”。垮塌下来的碎石被流水带走,而原本裂缝后面完好的部分,就成了一堵堵极其陡峭、兀然独立的红色石墙、石柱。
咱们前面讲的雅丹,是风从底部把土堆掏空形成的;而丹霞,正好反过来,它是水沿着垂直裂缝把整块山体给劈开,留下残余的像城堡一样的红色方山。所以,当你看到丹霞山那些像阳元石、像茶壶的巨大石柱时,你得明白,它不是谁用泥捏了摆上去的,它是周围那些原本紧挨着它的、软弱的、布满裂缝的石头,全被水给冲走了,它是那个最后幸存下来的、最坚硬的“骨架”。
好,聊了这么多,咱们最后留个思考题。不管是风化的速度,还是被雕刻出来的形状,其实都取决于岩石本身的“脾气”。同样是沉积岩,为什么黄土高原的黄土一见水就哭爹喊娘,变成泥糊糊;而丹霞山的砂岩,却能挺立千年不倒,变成陡峭的城堡?
关键在于两个字:胶结。
你可以把粗粗的砂岩想象成散装的花生米,但丹霞地貌的砂岩形成时,水里富含钙质和铁质,这些东西像水泥一样,把一颗一颗的沙粒紧紧地胶结在了一起,变成了一块硬邦邦的混凝土。而黄土呢,它是纯粹靠静电和微小的摩擦力堆在一起的粉沙,没有这种“水泥”来胶结,只要压力一解除,或者一碰到水,瞬间就会崩塌。
所以,风和水这两位雕刻家,不仅自己功夫硬,还特别会“看人下菜碟”。它们会花几千万年的时间,先去攻击岩石最薄弱的缝隙、最软的层理。大地上一道道的疤痕、一块块独立的石柱,其实都是这场漫长比赛中被淘汰下来的“弱者”,而能留下来的,就是我们今天看到的惊世奇观。
下次,当你站在高山之巅,或者走过一处荒凉的峡谷,不妨停下来,听听风声,看看石头的纹路。你能看到,风和水还在那里,慢悠悠地,继续着它们那场永不完工的雕刻游戏。
咱们下期再见。