地大顧松竹教授講訴龜山和武漢的“前世今生”

武漢有座“平平無(wú)奇”的小山包。

海拔不過(guò)100米， 山體只有35公頃，還和全國(guó)幾十座山川重名。

但從古至今，無(wú)數(shù)名人為它“打廣告”，動(dòng)轍就被推上“歷史頭條”。

從“漢陽(yáng)魚(yú)”到“漢陽(yáng)人”，在歲月洪荒中，它淡定和大江同奔同流，與對(duì)面蛇山相守相望。

沒(méi)錯(cuò)，它是龜山。

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地球科學(xué)學(xué)院副教授顧松竹這樣描述：“龜山雖然小，但也保留了很多不為人知的故事?！?/p>

莫非，龜山真的藏有城市的“月光寶盒”？

一眼萬(wàn)年不足以形容它的滄桑，得多看幾萬(wàn)眼

龜山古稱(chēng)“大別山”，最早出現(xiàn)在“大禹治水”的神話(huà)傳說(shuō)里，后來(lái)為歷代兵家必爭(zhēng)之地，歷史非常悠久。但從地質(zhì)角度看，這座山的年齡遠(yuǎn)不止幾千年或幾萬(wàn)年，這山上的巖石，一眼就暴露了它的年齡。

當(dāng)你爬上龜山山頂或者在蛇山漫步的時(shí)候，可能會(huì)注意到有些凸起的巖石，風(fēng)化之后，它們呈現(xiàn)土黃色、上面有隱約的紋路。如果把巖石敲開(kāi)，新鮮面上是灰白色的。

如果你仔細(xì)地看，會(huì)發(fā)現(xiàn)巖石是由很多細(xì)小的顆粒組成的，每個(gè)小顆粒大小均一，都在0.5毫米左右，圓圓的，灰色或者是白色；填充在顆粒之間還有一些如白色泥巴狀的物質(zhì)，這種巖石就是砂巖。

砂巖中含有石英的顆粒，而石英的化學(xué)成分為二氧化硅，是一種化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定的物質(zhì)，所以砂巖很耐風(fēng)化。經(jīng)過(guò)了億萬(wàn)年的風(fēng)吹雨打，其他的巖石都被風(fēng)化掉了，只有砂巖仍然凸起在地表，形成了蛇山、龜山的山峰。 因此，龜山一塊平平無(wú)奇的石頭，也許就有著幾億歲的“高齡”，用“一眼萬(wàn)年”這樣的詞語(yǔ)都不足以形容它，得多看幾萬(wàn)眼！

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巖石是記錄地質(zhì)歷史的“檔案”

▎ 龜山老照片資料圖

如果研究某個(gè)朝代的歷史，歷史學(xué)家們會(huì)尋找關(guān)于這個(gè)朝代的各種檔案來(lái)回溯當(dāng)時(shí)的社會(huì)文化、經(jīng)濟(jì)生活。作為地質(zhì)學(xué)家，如果要探尋地質(zhì)的歷史，我們也需要尋找相應(yīng)的檔案。
地質(zhì)歷史的檔案是什么呢？其實(shí)就是各種巖石。特別是一些呈層狀的巖石，它形成的時(shí)候是一層層累積起來(lái)的，新的在上，老的在下，就像檔案一樣，記錄了巖石形成時(shí)候的很多信息。

▎ 鳥(niǎo)瞰龜山山體資料圖

比如沉積的時(shí)候是處于什么環(huán)境？海洋還是陸地，河流還是湖泊？氣候干燥還是濕潤(rùn)，溫暖還是寒冷？還能告訴我們年代的信息、有沒(méi)有發(fā)生運(yùn)動(dòng)變形等等，綜合這幾個(gè)方面的信息，就可以還原地質(zhì)歷史了。
地球表面不同的地方都可以作為沉積物沉淀的場(chǎng)所，這些場(chǎng)所屬于不同的沉積環(huán)境——從陸地到海洋，從沙漠到湖泊，從地表的泥沼到地下的溶洞......
龜山的巖石大多為砂巖，砂巖的形成需要一種有一定能量的水流，比如海浪，河流等等。地質(zhì)學(xué)家們通過(guò)對(duì)砂巖的紋理和沙粒特征的研究，認(rèn)為其沉積環(huán)境是一種濱海的環(huán)境。

在武漢，不只有武昌魚(yú)還有“漢陽(yáng)魚(yú)”

▎ 地球4億年前海陸分布圖 來(lái)自：Scottes

武昌魚(yú)大家都吃過(guò)，但“漢陽(yáng)魚(yú)”可能鮮有人知。

研究者發(fā)現(xiàn)，武漢地區(qū)的砂巖與分布在長(zhǎng)江下游地區(qū)的泥盆紀(jì)的砂巖是可以橫向?qū)Ρ鹊?，從而確定了這些砂巖是晚泥盆紀(jì)（3.7億年前）時(shí)形成的。而與之一起出現(xiàn)的粉砂巖和泥質(zhì)巖中含有一種被稱(chēng)為“漢陽(yáng)魚(yú)”的甲胄魚(yú)，它是志留紀(jì)（4.4億年前）的化石，這就說(shuō)明這些砂巖是志留紀(jì)的。

龜山的巖石說(shuō)明，在距今4.4億年前的志留紀(jì)，這里是一片安靜的淺海；到了3.7億年前的泥盆紀(jì)，就變成了一片海灘，形成了砂巖；而之后的某段時(shí)間發(fā)生了南北方向的板塊碰撞，使得龜山和蛇山發(fā)生了變形，形成了東西向延伸的現(xiàn)狀。

兩種魚(yú)，兩種kao法！燒烤武昌魚(yú)，考古“漢陽(yáng)魚(yú)”。

如果地球的歷史算200米那么人類(lèi)出現(xiàn)以來(lái)的歷史，只有10厘米

地球的歷史可以根據(jù)生物的變化分為很多階段，我們把每個(gè)階段進(jìn)行命名，類(lèi)似歷史上各個(gè)朝代的分類(lèi) 。根據(jù)其中不同的化石，來(lái)判斷具體的年代，這也有點(diǎn)像我們?cè)谶M(jìn)行考古發(fā)掘的時(shí)候，根據(jù)不同朝代留下來(lái)的文物，來(lái)判斷年代。

不過(guò)，我們?cè)谂袛嗥淠甏鷷r(shí)，通常以“百萬(wàn)年”為基本單位。普通人眼中的漫長(zhǎng)，在我們眼里可能只是一瞬。一百歲，從地質(zhì)學(xué)的眼里來(lái)看，還很年輕。

我們從龜山大別山摩崖石刻至沿路的第一個(gè)觀景平臺(tái)的距離為200米，如果用人類(lèi)歷史長(zhǎng)度（250萬(wàn)年2.5Ma）和地質(zhì)歷史（46億年4600Ma）做比較，那么人類(lèi)總的歷史只相當(dāng)于走了10厘米。

如果把我們走過(guò)來(lái)的距離當(dāng)做是人類(lèi)出現(xiàn)的整個(gè)一段歷史，那么武漢只走了這最后的這一米。

因此，有了巖石、化石，我們就像打開(kāi)了“月光寶盒”，能夠通過(guò)地質(zhì)發(fā)現(xiàn)回到遙遠(yuǎn)的過(guò)去。不過(guò)，我們穿越的時(shí)間不是幾百年，幾千年，而是幾百萬(wàn)，幾千萬(wàn)甚至幾億年前。

在可預(yù)計(jì)的未來(lái)，我們都不可能離開(kāi)賴(lài)以生存的地球。地球一旦“感冒”打個(gè)噴嚏，對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)都是驚天動(dòng)地的變化。
地質(zhì)運(yùn)動(dòng)一小步，對(duì)整個(gè)人類(lèi)來(lái)說(shuō)，或許是場(chǎng)馬拉松！保護(hù)地球環(huán)境，具有維護(hù)人類(lèi)繁衍生息的重要作用。

地質(zhì)學(xué)家雖有“火眼金睛”

但不是“摸金校尉”，也沒(méi)有洛陽(yáng)鏟

▎ 地質(zhì)學(xué)家出門(mén)必備“五大件”

有人說(shuō)地質(zhì)學(xué)家有“火眼金睛”，堪比“摸金校尉”，但其實(shí)地質(zhì)學(xué)家并不是考古學(xué)家。首先，地質(zhì)學(xué)家的主要工作對(duì)象是人類(lèi)出現(xiàn)之前產(chǎn)生的各種遺跡；考古學(xué)家主要是研究人類(lèi)的遺跡。不同于考古學(xué)家隨身攜帶洛陽(yáng)鏟，地質(zhì)學(xué)家出門(mén)必備的裝備有地質(zhì)三大件，分別為：錘子、羅盤(pán)、放大鏡；還有一些必須的裝備如GPS、野外筆記本等等。

GPS和放大鏡等工具大家都比較熟悉，在野外，地質(zhì)學(xué)家使用的錘子，除了作為敲石頭的工具外，還可以用來(lái)當(dāng)做凳子，工作累了的時(shí)候，地質(zhì)學(xué)家們就將錘子立在地上，坐在錘子上。
▎ 顧老師展示在野外用錘子當(dāng)“板凳”
其次，地質(zhì)學(xué)家主要研究的對(duì)象是固體地球的過(guò)去、現(xiàn)狀及未來(lái)，而地質(zhì)學(xué)家所做的工作和考古的區(qū)別還很大，包括4大部分：探索地球、尋找資源、保護(hù)環(huán)境、減少災(zāi)害。

地質(zhì)學(xué)家是從理性的角度去探知地球，重在用“證據(jù)”說(shuō)話(huà)，同時(shí)地質(zhì)學(xué)家既要為人類(lèi)尋找可使用的資源，也要運(yùn)用地質(zhì)學(xué)知識(shí)改善環(huán)境、防止災(zāi)害發(fā)生。

“小龍女”坐繩子，地質(zhì)學(xué)家坐錘子！

武漢所有的山

都是傾斜的？

武漢市位于江漢平原東部，屬長(zhǎng)江中游丘陵平原地形，其平原是由河流帶來(lái)的沉積物逐漸堆積形成的，而凸起在平原之上的山脈則是由堅(jiān)硬的巖石組成的。

武漢市區(qū)有很多不高的山脈呈東西向綿延橫穿整個(gè)市區(qū)，除了蛇山、龜山以外；還有磨山、鼓架山、白滸山、洪山、喻家山等。經(jīng)過(guò)地質(zhì)學(xué)家們的研究發(fā)現(xiàn)，除了九峰地區(qū)的山脈巖石，其他地方的巖石大部分都是由堅(jiān)硬的砂巖組成的。

▎ 顧老師講述3億年前的巖石“巖層傾斜”現(xiàn)象

通過(guò)對(duì)龜山巖石在空間上展布的觀察，我們發(fā)現(xiàn)，這里的巖層大致是向北傾斜的，而延伸方向則是近東西走向，就像龜山延伸的方向一樣。

如果在蛇山、珞珈山，南望山、喻家山、磨山等不同的地方進(jìn)行測(cè)量，會(huì)同樣發(fā)現(xiàn)，幾乎武漢市所有的山其巖層的延伸方向都是東西向的，而這些山也都是長(zhǎng)條狀地往東西方向延伸。

這說(shuō)明，原始的巖石形成時(shí)是水平的，而現(xiàn)在巖石呈現(xiàn)東西方向延伸、南北方向傾斜，代表了組成地殼板塊的巖石曾經(jīng)受到過(guò)南北方向的擠壓或者受到拉張，導(dǎo)致巖石發(fā)生了各種變形、破裂、位移。

插播一個(gè)冷知識(shí)：1年/2cm，這是地殼板塊運(yùn)動(dòng)一年的速度，也是我們指甲生長(zhǎng)的速度！

“滄海桑田”

已經(jīng)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)？

武漢市是百湖之市，湖北省是千湖之省，武漢被長(zhǎng)江和漢江分為三鎮(zhèn)，這些現(xiàn)象都和地質(zhì)有關(guān)。

“三十年河?xùn)|，三十年河西”描述的其實(shí)就是一種地質(zhì)現(xiàn)象。這句俗語(yǔ)實(shí)際上反映的是河流的變化速度很快，河水在不停的改道。你知道嗎？河流改道的現(xiàn)象只發(fā)生在平原之上，在改道前，它還會(huì)呈現(xiàn)彎曲“幾”字形的狀態(tài)，在下一次洪水來(lái)臨時(shí)，沖破了兩個(gè)彎曲河道之間接近的地方，形成新的河道，把彎曲的河道截?cái)?，被截?cái)嗟脑瓉?lái)的彎曲河道就被廢棄了。

▎ 漢水改道局部圖

我們武漢曾在明朝成化年間，發(fā)生過(guò)漢水改道的事件。在那之前，漢水在黃金口轉(zhuǎn)向東北，途徑今天的后襄河、建設(shè)大道，饒過(guò)牯牛洲轉(zhuǎn)向西南，回到郭茨口。改道的時(shí)候，就從黃金口到郭茨口直接沖出了一條水道，成了今天的樣子。在地質(zhì)上，河流這種變道，被稱(chēng)為：截彎取直。

湖泊的變化在地質(zhì)上的表現(xiàn)較為暫短，像“滄海桑田”這樣的詞語(yǔ)，形容的就是很漫長(zhǎng)的變化?！皽婧ＩＬ铩边@個(gè)故事也很有意思，講的是一個(gè)仙姑赴朋友的宴席時(shí)，描述自己經(jīng)過(guò)東海三次看到“?！弊?yōu)椤疤铩钡默F(xiàn)象。其實(shí)，距今8000年~1萬(wàn)年前，末次冰期的時(shí)候，東海就是陸地桑田，而后來(lái)海平面上升，它才變成海。

原來(lái)，“滄海桑田”也離我們很近，冷不丁就見(jiàn)證了歷史。

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龜山是城市變遷的見(jiàn)證者，也是一座十分有意義的山。從龜山可以看武漢市的人類(lèi)文明史，也可以管窺這里的地質(zhì)變遷史。同時(shí)他呼吁，人類(lèi)在地球面前，十分渺小，人類(lèi)必須要保護(hù)地球才能夠保護(hù)自己的未來(lái)。