发现冰川

    根据科学家们研究,在距今200万—300万年(第四纪)的时候,全球气候寒冷,气温在0℃以下,到处是冰雪覆盖。长时期积聚的冰雪形成冰川(冰河),在冰川缓慢地向下流动时,冲击着冰床下面的岩石,于是岩石上留下了冰川流动的擦痕,有的地方甚至还把岩石磨成了砾石。冰川流动时,一路上都会留下它运动的踪迹。后人根据冰川流动形成的这些遗迹,来确定哪里有冰川分布。

    中国在200万—300万年(第四纪)时代,有没有冰川呢?凡是来过中国的地质学家、地理学家都很关心这个问题,像著名的地质学家李希霍分、德日进等,都调查过中国的冰川。他们说在第四纪这个全世界大冰期时代,中国没有冰川。在20世纪的20—30年代,由于中国的科学比较落后,认真考察和研究过冰川的人不多,很多人只停留在人云亦云的状态。

    1921年,李四光在太行山东麓,大同盆地一带作地质考察。他发现了冰川流动的遗迹,例如冰川地形地貌、冰川漂砾(砾石)、羊背石(一面被冰川磨得很平,一面凸起,很像绵羊的脊背)、马鞍石(形似马鞍状的砾石)等。这些大石头分布在远离大山的平地上,每块砾石上都有一个或两个磨光面。有一块半掩在地里的大石块的平面上,有3组清晰的条痕,这些现象充分说明中国在第四纪大冰期发生过冰川活动。

    李四光除在野外认真地作研究外,还采集到带有冰川擦痕的漂砾,并带回室内作标本。当时他带回来一块很大的砾石,上面保留着的冰川流动的摩擦痕迹清晰可见,他把这块石头放在家里,拍了照片,就珍藏起来了。

    李四光热爱那些特征明显的奇异石头,已达到如醉如痴的程度,为此曾发生过许多有趣的故事。有一次,地质所一位同志在第四纪冰川沉积物中,找到一块长不足37厘米,弯曲成90°的砾石,凹的那面带有皱纹,凸的那面很光滑。这位同志知道李四光爱石如宝,对那些怪异的石头非常喜欢,就赠送给他了。李四光如获至宝,爱不释手,还给它制作了一个小木盒,里面垫上棉花,把它保护起来,怕被磨坏了。他还为这块石头拍了照片,写了文章,标题为《一个弯曲的砾石》,发表在英国的《自然》杂志上。李四光给这种石头起了一个名字,叫马鞍石、后来又在别的冰川沉积物中找到了这种马鞍石,灯盏石等。研究马鞍石的弯曲变形,可以了解岩石的弹塑性变形。

    就是这块马鞍石,也有过一段引人捧腹的故事哩!一次,李四光接受广西大学的邀请,到学校作艺术报告,他把这块马鞍石也带去了。为了说明报告中的一些学术观点,他从口袋里掏出小盒子把马鞍石给与会者参观,并且兴致勃勃地说:

    “我搞了这么多年地质,还没有见过这么好的石头。它比宝石还要宝贵得多。”

    报告结束后,李四光等待人们把这块宝贝石头送回来。可是终不见踪影。不知是哪位爱石如痴的人反将它收归己有了,李四光非常焦急。

    会后,广西大学贴出了一个告示,说明小石头虽然具有重大学术意义,但并没有什么经济价值,千万不要丢掉,拿者可以放到某处,以使物归原主。过了两天,“小偷”按告示规定的地点,把这块小石头送回来了。后来,这块石头始终保留在李四光的身边。

    这些奇异的砾石,都是在特定的条件下形成的,可以说明一定的生成环境和科学道理。对于这种石头,多数科学家都以实事求是的态度相待,但是也有少数人是不尊重事实的:例如,李四光把条痕石等冰川砾石,从野外带回北京后,特意摆到农商部顾问、瑞典地质学“权威”安迪生面前,请他鉴定。而安迪生却翘着鹰钩鼻子,不屑一顾地把标本扔到一边,轻蔑地说:

    “李希霍芬是德国有名的地质专家,在中国做了30多年考察,都没有发现冰川……”。

    李四光十分生气地指着他从太行山背回来的条痕石说:“请你看看,条痕石上这又深又长的条痕吧!”

    安迪生冷笑道:“我国没有发现的东西,你们中国人永远也不会发现!”

    李四光已经怒发冲冠了。忽然从座椅上站了起来,搬起那块石头就走了。从此,他下决心要搞清中国第四纪冰川,为中国人争口气。为了用事实来回答安迪生这样的人,他把这几次的发现写成《华北晚近冰川作用的遗迹》论文,于1922年在伦敦发表。此后他和学生们又考察了祖国许多地方的冰川遗迹。

    20世纪30年代初期,李四光对庐山、黄山、天目山等地又深入地进行了冰川调查,还赴欧洲阿尔卑斯山考察现代冰川,并且进行了对比,确立了以庐山为代表的中国第四纪冰期,间冰期(两冰期之间的暖和时期),和各类冰川的证据,为中国第四纪冰川学的研究和发展奠定了坚实的基础。

    1934年的春天,北京大学地质系的一位系主任,花了两万元巨款,邀请在中国的外国地质专家去庐山与李四光辩论,想压倒李四光。一同到庐山的外国地质学家有瑞典的安迪生、美国的古人类学家步达生、法国古生物学家德日进、美国古气候学家巴尔博、瑞士的诺林以及法国的特茵哈兰等。而李四光只带了许杰、俞建章等几位年轻学生。他们以主人姿态,带领这些外国学者登上庐山之巅,鸟瞰这“横看成岭侧成峰”的庐山群峰。

    在山顶上,李四光指着大月山东北角的大坳,让大家观看。这里群峰环绕的一个山坳,直径约有0.5千米左右,形如三方圈闭,一方开口的圈椅或漏斗。那封闭的3个方向是悬崖陡壁,这开口的一方下面也是悬崖,崖下堆积许多巨石,形成倒石堆,李四光介绍说:

    “请看,这是多么完整的一个冰斗!”

    瑞典学者安迪生发言了,他说:

    “如果是冰川,后壁就应该是峻峭的,现在所见,后壁崩塌,只可能是流水凿成的大坳!”

    李四光反驳说:“刚形成的冰斗,后壁的确是陡峭的,但这个冰斗已形成上百万年了,由于风化作用,岩石崩塌脱落,造成了现在这个景观,难道连这一点都看不出来吗?如果是流水造成的,那么山坳里根本没有流水流出来的,这又如何解释呢?”

    安迪生被驳斥得无言可答。然后李四光又带领他们观看小天池下面的U形谷,这是冰川流动时铲削成的U形谷。最后到庐山脚下,观看为数甚多的、特征也很明显的冰碛物,如冰丘(冰川带来的物质杂乱堆积形成的小丘)、泥砾(冰川带来的泥土和带有擦痕的砾石)。

    不过,也有一些外国学者在无可辩驳的事实面前,承认了李四光的观点:中国是有冰川存在的。瑞士学者诺林,在鄱阳湖畔看石灰岩表面上的条痕时,就承认这是冰川造成的遗迹;美国学者葛利普认为所见那些冰川地形、冰种沉积物,都是李四光的伟大发现。

    1936年,李四光在安徽黄山又发现了无法否认的冰川遗迹。当时由国际联盟派到中国来的费斯孟教授,曾两次到黄山察看,安迪生又一次从瑞典来中国时,拜读了李四光关于冰川的资料。后来这二人回国后分别发表文章,都说在中国看到了冰川现象,这是外国学者第一次公认中国存在第四纪冰川。

    1937年,李四光完成了《冰期之庐山》的科学论著,这一著述对中国第四纪冰川研究具有划时代的意义,特别是推进了中国第四纪冰川的研究。

    李四光是中国第四纪冰川学的奠基人。他的一系列著名的科学论断,促进了中国第四纪冰川研究工作的蓬勃发展。近年来,许多学者在秦岭、太行山东麓、北京西山、湖北的神农架、江西庐山、安徽黄山、浙江天目山,还有川西、滇东,以至南岭海洋山和桂林盆地等,都有第四纪冰川遗迹的发现和报道。

    根据对第四纪大冰期的研究证明,冰川气候环境对人类的进化、生物的演化海水进退规律以及自然环境演变等,都产生了重要而深刻的影响。研究第四纪冰川,对于找矿、找水、工程地质、水文地质、环境资源的开发利用和保护,以及气候预测等方面都具有重大的意义。