探寻黄河的“年轮”

赵君鹏

作为中国第二大河，黄河以“几”字形在中国大地上奔涌向前，长约5 464千米，流域总面积达79.5万平方千米。黄河流域是中国开发最早的地區，是中华文明最主要的发源地，因而黄河被中国人称为“母亲河”。

鲜为人知的是，“几”字形是现代黄河的形状，而古黄河是呈“一”字形的，从宝鸡峡进入渭河盆地，流经三门峡，然后奔流入海。古黄河在中游改道之后，从六盘山出发，向北流去，经贺兰山过阴山、河套，再由吕梁以西向南折返，最后经三门峡东流入海，这就形成了现代黄河。那么，现代黄河是什么时候开始形成的呢？

现代黄河的形成是地壳构造变化的表现，也是地表水系演化的结果。研究现代黄河形成的确切时间，有助于研究黄河流域的演化过程，包括河道的形成、变迁、地质构造的活动等；有助于人们理解地质构造和气候的相互作用是如何塑造我国地理环境格局的，对认识古气候和古水文的变化意义重大。

但是，确定现代黄河河道形成的时间难度较大，因为黄河流域地质构造复杂，涉及不同的地层和构造运动，并且地质演化是长期的过程，包括地壳均衡抬升、断裂活动、沉积作用等环节。同时，作为世界上含沙量最多的河流，“黄河斗水，泥居其七”，泥沙的不断堆积和侵蚀逐渐改变了黄河河道的宽度、深度、水流路径等地理特征，导致黄河过去的河道形态变得模糊。这些都给确定现代黄河河道的形成时间增加了难度。

幸运的是，如同树木的年龄可以通过年轮记录，黄河也通过古水记录了自己的年龄。经过考察，科学家决定将揭秘现代黄河年龄的地点选在渭河盆地。因为渭河盆地位于黄土高原和秦岭造山带之间，保存着7 500米的巨厚细粒河湖相沉积，在此地钻孔可以采集到上百万年以前的古水，而且渭河盆地地热资源丰富，当地有许多深部地热井，最深可达4 000米，便于采集不同深度的地下水。

2023年，中国科学院的科研团队从渭河盆地3 500米的地下采集了8组古黄河留下的地下水样品，并综合氪-81与氯-36方法开展精细的定年工作。作为惰性气体的一种，氪-81由宇宙射线形成，在大气中分布均匀，其半衰期是23万年，定年范围可达130万年。氪随着地表水渗入地下后，会不断衰变，它在地下无干扰源，化学性质稳定，不与其他物质发生反应，被看作是十万年到百万年尺度区间古老地下水的理想示踪剂。采出地下水，测出氪-81含量，就可以测出地下水从离开地表到重新回到地表的时间。

科学家发现，自秦岭山脉开始，越往北，黄河河道地下水的年份越久，这里的地下水在受重力驱使向北运动时，溶解了古三门湖湖相沉积中的氯化物，因而氯元素含量显著增加，并最终与盆地中心部位的老地下水混合；鄂尔多斯高原隆升，黄河溯源侵蚀和不断下切，导致沿黄河深层地下水由东西走向变为南北走向。这个变化发生在110万年到130万年前，和出现在更新世中期的气候转型期相对应。最终，科研团队将现代黄河形成的断代时间节点定为125万年前。

无独有偶，2022年，兰州大学与多个科研机构组成的科研团队获取了黄河贯通三门峡历史完整的岩芯档案，运用沉积学、古地磁定年、物源分析等方法，也提出现代黄河水系在125万年前开始形成。

“黄河落天走东海，万里写入胸怀间。”125万岁的现代黄河风华正茂，在中华大地上波澜壮阔，气势磅礴。