壮哉,壶关太行山大峡谷
这里的独特地貌隐含着特殊地质时期气候密码,太行大峡谷在震旦纪、寒武纪、奥陶纪为海洋,历经陆、海变迁,三迭纪中期上升为陆地,经受了2亿年的风化剥蚀,石英砂岩的差异风化形成了大峡谷独特的地质景观。而这个复杂的变迁,与地质时期气候变化相关。
地质时期气候这个概念涉及气候变化,让我们首先熟悉一下这个领域的基本知识。地球自形成以来,气候始终处在变化之中,冷暖交替,干湿变化,一直是气候演变史的基本特征。地球形成行星的时间尺度大约为50亿年左右。据地质沉积层的推断,约在20亿年前地球上就有了大气和水。地球的古气候史是用地质年代来表示的,最大时间单位是“代”,“代”分“纪”,“纪”分“世”。世界气候都经历着几十年到几亿年如此大跨度的气候变化,现在为科学界公认的有大冰期与大间冰期气候,时间尺度约为几百万年到几亿年;亚冰期气候与亚间冰期气候,时间尺度为几十万年;副冰期与副间冰期气候,时间尺度为几万年;寒冷期或小冰期与温暖期或小间冰期气候,时间尺度为几百年到几千年;世纪及世纪内的气候变动,时间尺度为几年到几十年。按照不同的时间尺度和研究方法,地球气候变化史可分为三个阶段,即地质时期气候变化、历史时期气候变化和近代气候变化。
研究气候变化史,按照现代的科学水平,人们只能追溯到10亿年左右的年代,认为地质时期气候发生过3次大冰期,即震旦纪大冰期、石炭—二叠纪大冰期和第四纪大冰期。第四纪大冰期气候距今200万年开始一直持续到现在,也是我们能够感受到的一个时代。
太行山大峡谷红豆峡里有两种“生命”让人肃然,一是峡谷内生长着的红豆杉,二是海洋生物化石。前一种仍在继续着生命轮回,后一种已然成为永久的雕塑。那么,我们就从感受峡谷里的生命遗迹开始领略一下它的神奇。太行山大峡谷园内有木本花卉、药材等珍稀植物300多种,其中红豆峡生长着珍稀树种“红豆杉”,故被誉为“中国情峡”。整条峡谷由亿万年前造地运动形成,斧砍刀削,绝壁对峙,河谷高断,瀑潭叠出,岩层丰富,化石众多。这里林木葱郁,生态完好,森林植被覆盖率达90%,仿佛一座天然氧吧。在峡谷深处的裙褶形沟坡上,成片生长有2万余株天然红豆杉,这在我国北方地区实为罕见。而孑遗古生物的存在也是研究古代气候变化的活证据。这是一种第四纪冰期孑遗的古老树种,它的生物学特性对生态环境要求高,一般成树要生长100~250年,是一种濒临灭绝的珍贵植物,55%的野生红豆杉生长在云南,太行大峡谷也生长这种古老树种,并且绵延了两百多万年。
我们再来看看百丈悬崖压迫着另一种生命遗迹。沿着红豆峡入口右侧前行,一线天在头顶缥缈,直立的峭壁,地层出露完整清晰,向上差不多200米都是石灰岩层,近地面10米左右是一层夹一层的不同地质时期的岩层,有十几厘米厚的,也有一米左右的,有砂砾石和粉砂岩,也有陆海表沉积岩,我们的惊讶在于,有多处可见的鱼化石、鱼仔化石和海洋生物化石,这些曾经鲜活的生命被命运压在了深深的地下,又奇迹般地出露人间。这两种生命,无论是活着的还是死去的,都与古气候有着密切的关系。
红豆峡因峡内生长有红豆杉而得名。而将红豆杉与相思豆联系在一起则是后人编的故事,说红豆峡是独有的情侣幽会之处。所谓情侣幽会之所,暗指唐代诗人王维“红豆生南国,春来发几枝。愿君多采撷,此物最相思”中提到的红豆,即相思豆,果然,入口处有很多的旅游纪念品是相思豆制作的,也有引用王维诗句的。很多人都知道,诗中提到的红豆是红豆树,并非红豆杉,它们是两种不同的树。红豆杉在树木分类学上属于裸子植物门红豆杉科,为常绿乔木,耐阴树种。树皮纵裂,红褐色,小枝不规则互生,叶长1.5~3厘米,镰形微弯,排列整齐,呈羽状,雌雄异株,雌球花单生叶腋,无梗,种子被鲜红色杯状肉质假种皮所包围,上部开口,卵圆形种子露出,种子基部有圆形种脐。红豆杉为白垩纪孑遗树种,我国黄河以南各省均有散生分布,但大树不多,属国家一级保护的濒危树种。而红豆树,又名鄂西红豆树、江阴红豆树、花榈木、花梨木。在树木分类学上属被子植物门豆科红豆树属,为常绿乔木、中等喜光树种。红豆树主要分布在我国长江以南。红豆树还以木材光滑坚硬、纹理美丽、不经油漆却形同墨玉而与红木齐名,为高级珍贵用材,现被列为国家三级保护的濒危树种。
我们这样比较两种树的不同,主要关心的是这两种树的生长环境,特别是气候因素。红豆杉仍然存活于大峡谷,至少说明了两个可能性问题,要么是大峡谷的气候环境适合红豆杉生长,如果是这样,几百万年里,大峡谷始终维持了一个温暖湿润的气候环境,这与周围环境该是多么的不同啊!也许是红豆杉适应了大峡谷的气候,如果是这样,此红豆杉与别处的红豆杉应该也是不同的。当然也可能是互相影响的结果。不管是哪种情况,对于研究古气候变化都有意义。如果还能生长相思豆,那就更是一个复杂的生态过程了。
在红豆峡景区的地层中有一组东西向节理,即石头中间有两条缝,流水渗进去以后,沿着这两条缝向下切割。燕山运动时期,由于石灰岩很容易溶解,太行山在抬升过程中,随着流水的入侵,岩石不断溶解,便形成峡谷,因此,峡谷是深切的,很窄也很深。在底部,我们看到地层中有一层陆海表碳酸沉积岩,岩层中有一株类似树木横断化石,树皮和纹理清晰可辨,可惜我们不是古生物学家,无法确定它的真实身份。比较肯定的是,震旦纪之后是距今5亿年的古生代寒武纪,此时气候转暖,当时地壳运动非常剧烈,峡谷由海洋上升为陆地,寒武纪的碎屑岩——碳酸盐混合沉积和奥陶纪的陆表海碳酸盐沉积岩就是在潮坪、潮下浅滩的沉积环境下形成的,地层中含盐层,说明当时气候干燥,地层中带红色或紫色,说明当时气候炎热,氧化作用强,这是地质时期气候的第一个暖期。大峡谷地层中分布极广的寒武纪和奥陶纪地层,说明了这一层地质年龄在5亿年左右。如果这片形似树化石真的是树化石,那么,这将是世界上最古老的树化石之一了。
