“重走彭加木之探险路”罗布泊科考取得重要成果

2010-11-10 14:17 来源: 北京日报
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新的“大耳朵”影像图

科考队考察雅丹地貌。左边一雅丹上有一老鹰的巢穴。

在阿奇克谷地拍摄到的野骆驼  

  历史上著名的水乡泽国为何滴水全无,成为中国最干旱的一隅?罗布泊的气候环境到底发生了怎样的变化?在这个号称“死亡之海”的盐漠里,是否还有生物群落存在?

  10月17日,“重走彭加木之探险路”罗布泊科考活动首批科研人员抵达罗布泊腹地。此后的3周多时间里,来自中科院、南京大学、北京大学和北京师范大学等单位的数十位专家,在罗布泊地区开展了地理地貌、自然资源、气候变化与环境变迁、环境考古、动植物及微生物等多领域的野外考察。结合近年研究成果——

  探索出近万年来

  罗布泊气候变化规律

  “虽然我们已经知道,罗布泊在历史时期曾经干过,但只推断出了大致年代,确切年代并不清楚。因此,这次我想在罗布泊湖心继续采样,以便弄清这些问题。”这是罗布泊科考队成员、南京大学地理系教授王富葆此行的任务。

  10月28日上午,王富葆教授在距离罗布泊镇以西20多公里的湖心区采样。在一处耸立的盐壳里,他意外地采集到了一只野鸭子干尸,它已经和盐壳风干在了一起。“从羽毛和形态观察,看起来好像是赤麻鸭。我准备回去后用它的羽毛做碳14测年。这样,我们也许就能知道罗布泊湖干涸的绝对年代了。”

  经过持续数年的野外工作和实验室分析,通过采取罗布泊湖心的岩样标本,分析其中的碳14测年、粒度、磁化率、有机质含量、pH值和化学成分、地球化学元素分析测定等方法,我国科学家在罗布泊地区晚第四纪自然环境演变及古人类文明兴衰方面取得了重要成果。

  结果显示,在近万年的时间尺度上,罗布泊曾经气候湿润,湖面达数千至近万平方公里,地面植被丰富。湖水一直处于咸水和半咸水交替状态:

  距今9800-15300年间,成层石膏的出现表明当时气候干燥;

  距今5900-8150年间(中全新世),岩性指标显示当时气候较为温暖湿润,径流丰富;

  距今3400-5900年间,罗布泊有较多来水汇入,为半咸水湖。当地发现的小河-古墓沟(太阳墓)文化,年代为距今约3500年到3900年,遗迹中显示当时该处胡杨成林、动物种类丰富,牧业发达;

  距今2200-3400年间,罗布泊出现干涸事件。该期春季多大风。这次干涸造成了该地区人类文明的断层;

  距今1150年-2200年,相当于楼兰文化兴盛前后,罗布泊地区气候相对温和湿润,河流水量相对较大,绿洲面积较大,地面植被种类丰富且覆盖度较高;

  距今350-1150年,罗布泊西湖及西岸地区进入环境最佳时期。历史记载中的唐代“边屯如云”,屯戍的田卒多达10万,人们又回到了早已荒芜的楼兰古城;

  距今700年后,风暴作用加强,气候干旱,罗布泊进入现代环境的变迁;

  1958年以后,由于孔雀河修建了两个水库,截留了上游来水,因此罗布泊在1962年完全干涸,形成现在的罗布泊盐漠。

  雷达遥感透视到古罗布泊

  叠加层“大耳朵”长大了一倍

  1980年5月,罗布泊科考队队长、中科院新疆生地所研究员夏训诚在美国华盛顿埃尔巴斯教授家做客时,看到他家的客厅里挂了一张“大耳朵”相片。埃尔巴斯教授告诉夏训诚,这就是中国新疆罗布泊的卫星影像图。

  经过了30多年的考察研究,夏训诚和其他科研人员一起,终于弄清了“大耳朵”的状况。他说,“大耳朵”实际上就是罗布泊历史时期干涸的湖盆。“如果我们将卫星照片上的‘大耳朵’按位置套叠在地形标高地形图上,就可以发现‘大耳朵’的位置恰恰就是罗布洼地中海拔高程780米等高线,量测面积为5350平方公里。‘大耳朵’看起来也像人的耳朵一样有‘耳轮’、‘耳孔’和‘耳垂’。”

  “根据多源雷达遥感图像,罗布泊东湖被西湖覆盖掉一部分,加上北部湖岸线的呈现,罗布泊实际上要比此前众所周知的‘大耳朵’大了近一倍,甚至有可能是个大圆圈!”几天前,科考队成员、中科院遥感应用研究所研究员邵芸说。

  据了解,这是近年来我国微波遥感专家在罗布泊地区考察研究的重要成果之一。这也表明,新型成像雷达地下目标探测的技术在干旱区研究中得到成功应用。此前,这一技术的应用还未见相关报道。

  夏训诚认为,利用雷达的穿透性能,进行掩埋古河道、古湖的探测,“进而研究古水系演变过程,对解释2000年前到3000年前罗布泊及其周围地区文明发达、人类活动频繁,为何在短短时间内文明消失、人类绝迹等问题,具有一定的参考作用。”

  罗布泊微生物

  具有重要应用前景

  有着“死亡之海”之称的罗布泊,其实潜伏着肉眼看不到的特殊的微生物群落。科学家们通过5年的考察研究后认为,罗布泊地区孕育着极为丰富的极端环境微生物类群,可能具有重要潜在的研究和开发利用价值。

  2005年起,新疆农业大学农学院罗明教授和她的课题组来到罗布泊腹地,对罗布泊“大耳朵”地区盐壳、盐土特征与发生学意义,以及该地区嗜盐细菌资源及其部分活性物质展开调查与研究。课题组在罗布泊“大耳朵”地区选择了几十个样点,采集了数百个样品,然后在实验室进行分离、可培养研究。

  课题组在可培养嗜盐细菌多样性研究方面取得了突破。科研人员从罗布泊盐湖中分离得到一批嗜盐细菌,研究了其群落结构和多样性。科研人员估计,罗布泊地区的微生物资源“相当可观”,这里孕育着极为丰富的极端环境微生物类群,并蕴藏着新的资源类群,“可能具有独特的分子生物学机制和生理生化特性,具有产生新型活性物质的潜力,在高盐生态系统中发挥重要的作用,是极为宝贵的特殊微生物资源,具有重要潜在的研究和开发利用价值”。

  科考队成员、中科院新疆生地所生物多样性研究室副研究员潘惠霞认为:“在罗布泊高盐、高温、寡营养环境里孕育的微生物,可能具有特殊的遗传基因,因此,具有重要的研究价值。”

  罗明举例,极端嗜盐菌产生的代谢酶,能在极端环境中保持活力,“这对海水淡化、极端环境污染的治理起着主要作用。同时在发酵、纺织、造纸、食品等加工行业,都具有较好的应用前景。因此,近年来受到广泛关注。”

  链接

  仍有悬疑待后续研究

  目前,罗布泊研究仍有诸多悬而未决的谜题。2008年科考队在楼兰遗址附近发现的农耕遗迹和疑似人工水渠,两者之间是否具有对应关系,目前还无确凿证据。罗布泊发现的疑似注滨城古城遗址,尚需考古发掘或许才能找到答案。

  中科院遥感应用研究所研究员邵芸还谈到目前面临的研究困境:“如果是淡水环境,可以通过生物确定它的年代。但这是盐壳环境,目前还无法用盐晶体来测年,这给罗布泊湖岸线的最终确定和历史上干涸的具体年代带来困难,这需要其他学科的研究共同来推进。”

  专家们还注意到,现在的罗布泊地区的环境仍在持续恶化中。10月22日,因遭遇较强沙尘暴,罗布泊科考队野外工作被迫停止一天。沙尘暴来临之际。天昏地暗,沙尘漫天,“伸手不见五指”。

  10月26日,笔者跟随科考队在阿奇克谷地看到,大量植被死亡,原来生长着骆驼刺、芦苇等的沙包退化消亡严重,沙漠活化。在彭加木纪念碑处,沙漠已向北扩展了100米。夏训诚还提到,2004年小河墓地考古营地上扎起的铁丝围栏,现在已被1到3米的新沙包掩埋。