科普小知识 浙江雁荡山有过第四纪冰川吗？ 作者 章纪君 在我们的蓝色地球呱呱坠地以来的46亿年时间里，她曾经遭受过多次大规模的雪虐风饕岁月。这种折胶堕指的岁月，地质学上称之为“冰川”或“冰期”。 根据地层中的冰碛物和冰积物，岩石表面的冰川滑痕、飞来石，冰斗、冰川漂砾、刃脊、冰石林、冰塔、悬谷、U型谷、石洼地、冰痕、羊背石、鼓丘、冰臼、氧-18/氧-16 (18O/16O)等指标，科学家们发现地球曾经历过五次特大冰期。它们分别是：1），休伦冰期，发生在加拿大休伦湖地区，距今约24至21亿年间；2），瓦兰吉尔冰期：发生在距今8至6.4亿年期间，地质历史上称“成冰纪-Cryogenian Period”。这次冰期是地球历史上最严重的一次，人们管叫它为"雪球-Snowball Earth"）。此时的冰川几乎覆盖了整个地球，只留下狭窄的赤道地区未被完全覆盖，为藻类、苔藓类等微生物提供了有限的滋长空间 （图1），自此以后地球便开启了生物多样性的大门，造就了后来的寒武纪(5.3亿年前)生命大爆发；3），安第-撒哈拉冰期，发生于约距今4.5至4.2亿年间；4），卡鲁冰期，约距今3.6至2.6亿年间；5），更新世冰期，从距今258万年至今。
大冰期的成因可能与太阳系在银河系的运行周期有关。一些科学家认为，当太阳运行到近银心点区段时，光度最小，导致行星变冷，形成地球上的大冰期。银河系中物质分布不均也可能影响太阳的辐射能量，从而影响地球的气候。此外，地轴倾斜度，地轴进动（即岁差）及地球轨道偏心率都对气候起着举足轻重的作用。 也许很多人已经知道，对我们人类产生深刻影响的当属第五次第四纪冰期。正如前述，第四纪冰期的时间从258万年前一直延伸到今天，是新生代（6500万年）以来最寒冷的一个时期。迄今为止，我们仍然处于这次大冰期之中，只不过我们当前暂时享受着一个冰期中的温暖期 - "间冰期"。在这个2百多万年的第四纪冰期中有一段极其寒冷的时期，地质界称其为"末次冰川极盛期（Last Glacial Maximum, 简称LGM）。这个极盛期的时间大约为26,500-15,000万年，地球上大部分冰川遗迹都源自这个时期。极盛期时冰川覆盖了地球表面的8%面积，相当于25%的陆地面积，在北美洲、殴洲和亚洲北部地区大多被冰层覆盖，冰层厚达2,000米，平均大气温度为摄氏8度，比今天低了6度，全球海平面也下降了130米左右，在中国东海则下降了150米左右。 研究第四纪冰川既有特殊的理论意义也有普遍的现实意义。冰川的出现对全球气候和生物发展的影响很大，特别是第四纪冰川，直接作用于人类的生存环境。研究和确认第四纪冰川不仅有助于理解地质历史，气候变化和气候变化趋势，还对当前的生态环境和人类活动也有重要指导意义。自李四光1931年发现庐山第四纪冰川以来，中国境内有大量的第四纪冰川遗迹报道，如太行山、内蒙青山、大同、四川、湖南、湖北、江西、安徽、秦岭、河南、河北、辽宁、吉林、山东崂山、江苏、浙江等地。因此，可以说，极盛期时的中国大多省份，尤其是山区，多少都曾受冰川的影响。 浙江温州的雁荡山素有“海上名山，寰中绝胜”之誉， 它以其独特的破火山地貌而享誉全球，2005年被联合国教科文组织评选为“世界地质公园”。雁荡山的火山和火山地貌早已声名远扬， 广为人知，然而，却从未报道过有第四纪冰川的事儿。 迄今为止，地质学家们在雁荡山周围的万马渡、天姥山、四明山、上虞覆卮山、庆元、宁波市，温州苍南都发现有第四纪冰川的痕迹。那么， 雁荡山也有第四纪冰川吗？一次偶然的机会，我发现了有关雁荡山羊角洞的一张风景照片。这张照片记录着酷似冰川的壶穴 - 冰臼 (Glacier Moulin, 或Glacier Mill, 或Glacier Mortar，图2-4）。那么，什么是冰臼，它们又是怎么形成的？冰臼的形状十分类似于古代的舂米石臼，一般而言，具有口小、肚大、底平的特点。冰臼的形成过程也彼为传奇。冰臼地貌形成于冰川后期，由于冰川融水携带大量的冰屑、岩屑等物质，并沿着冰川的圆柱形冰洞自上而下作圆周扰动，对冰层内部造成巨大的压力。然后，融水和砾石以“圆柱体水钻”或“水滴石穿”的方式对下覆基岩或冰川大型漂砾等岩石进行强烈的冲击和研磨，最终形成类似于旧时用于舂米的石臼坑。 此外，如果仔细观察双龙谷冰臼右侧的岩崖表面（图2），不难发现其上有密密麻麻的几近垂直的平行条纹(Glacier Striations 或Scratches）。 冰川条纹是由移动冰川底部的岩石碎片在基岩表面划出的一系列长、直、平行的凹线或凹槽。它们通常形成于相对耐侵蚀的坚硬岩石上，如，花岗岩，流纹岩， 片麻岩，石英岩。从照片上看, 可以初步认为这些纹痕应是冰川流动时在岩石表面留下的擦痕。
类似的冰臼也见于雁荡山净名谷(图5)。如图显示，这些壶穴很浅，也没有肚大的现象，从底部看，明显是水蚀的痕迹。然而，从壶穴的顶部边缘看，这些壶穴更像是遭受冰川的研磨后而形成的壶坯或臼坯, 英文可以叫 Primitive Glacier Moulin/Mortar或Semifinished Glacier Moulin/Mortar，后来在水流的作用下才形成现在这样的水蚀壶穴。
值得一提的是，这类冰臼在中国很多地方都有，如江西省宜春市靖安县中源乡境内的中源冰臼 (图6）。在中源乡古河道上的冰臼竟达500之多。世界上最大的冰臼是2010年在北京发现的白龙潭冰臼(图7）。 除冰臼外，在羊角洞东边的台州上保山上有一块巨大的飞来石，景区管理部门在其旁边树有一块石碑，上书"仙人鞋“。这块孤石实际就是冰川漂砾（英文叫Glacial Erratic Bulder, 图8）. 可以想象当时的冰川裹携着这块漂砾向前移动，在动力耗尽后在此处的“羊背石”上停留了下来。
这类大型的第四纪冰川漂砾在全球范围内也相当常见，比如威尼斯，美国的黄石公园，荷兰的Schokland, 美国加州Yosemite国家公园，美国华盛顿的Yeager石，加拿大新斯科舍（图10），山东黄山和崂山等地都屡见不鲜。在加拿大安大略省这类漂砾也随处可见. 图11中的这块片麻岩(Gneiss)漂砾原来位于我家的屋基上，后来造房时被转移到了我对门的邻居草地上。
1951年， 中国地质学家章人骏在温州苍南的钒山等地也发现有第四纪冰川。苍南冰川直到2008年才最终被确认存在。基于双龙谷和上保山图片所显示的冰臼，冰川漂砾和羊背石地貌特征以及相邻地区冰川的分布情况，基本可以确定雁荡山有第四纪末次冰川存在。必须一提的是，本文的目的是旨在抛砖引玉，烘云托月，希望引起同行专家们的兴趣和关注，并期待进一步的实地细考研究。 作者简介： 章纪君博士，1982年12月赴美国纽约哥伦比亚大学拉蒙特地质研究所(Lamont-Doherty Geological Observatory)研究海洋浮游有孔虫；1984年赴美国田纳西州Vanderbilt 大学学习海洋钙质超微浮游生物; 自1987年至2013年在美国自然历史博物馆微体古生物出版社和拉蒙特地质研究所从事特殊出版物编辑，海洋古生物及生物地层学和天外物质的研究。1991年进入加拿大哈里法克斯的达尔豪斯(Dalhousie)大学深造，1996年取得博士学位。在学期间获奖情况：1996-1999年：美国弗罗里达大学美国国家科学基金会 (NSF) 的博士后资助。1993-1996年连续四年获达尔豪斯大学研究生 Izaak Walton Killam 纪念奖学金。1994年获美国地质学会 (GSA) 学生研究奖。1993年获美国全球一年一度一人的Cushman 基金会学生奖。1991-1993年连续二次获达尔豪斯大学研究生奖学金。1991-1996仼达尔豪斯大学助教。 1997年在法国Anger大学地质系做访问教授。2000年后在利比亚－美国合营公司－”绿州石油公司”任实验室主任，从事古生物，地层和古盆地重建工作， 同时担任石油公司的地质，古生物学的教育培训工作。 出版物二部书，中文版一部由”海洋出版社”出版, 合著1988, 438pp; 另一部英文版由Springer-Verlag 出版社出版, 合著, 1985, 370pp. 1985-1986期间曾参与中国的“辞海”汇编。 在”海洋出版社”1988年专著一书中，命名了16个第四纪底栖有孔虫新物种. 另外在美国 ”Micropaleontology”1995年一文中，命名了一个渐新世(Oligocene)的浮游有孔虫一个新属(Protentelloides) 和二个新种(Protentelloides primitiva 和Protentelloides dalhousiei). 出版文章20余篇，发表于各种科学杂志上, 如Palaios,Deep Sea Research, Marine Micropaleontology, Micropaleontology, Paleoceanography, Geology, Oceanography Acta Sinica等.为绿洲石油公司撰写内部专业报告20余篇. |
