2010年,延庆县大庄科乡计划对昌赤路两侧道路景观进行治理,绿化美化。他们准备把一个深1米多,名为“白龙潭”的水坑好好清理一下,在四周垒上石头,打造一个水景观。清理过程中,他们发现这个水坑很深,于是调来了挖掘机,一开始是小型挖掘机,后来摇臂不够长,又调来大型挖掘机,谁知越挖越深。从7月17日开工,一挖就挖了一个多月,8月19日大石坑终于见底,人们惊奇地发现,这个坑其实是个石头坑,嵌在一个巨大的花岗岩石上,开口呈椭圆形,四壁光滑,口宽20米、长18米,深达17.5米,像个大水缸。
“开始还是人工挖,可怎么挖就是不收口,坑是直上直下的。”工程人员介绍,“光土就挖出了3000多立方米。”
图1 2010年延庆白龙潭挖掘现场
这么深的坑,到底是什么东西?怎么形成的?
韩同林教授是中国地质科学院地质研究所的研究员,他闻讯赶来,亲自下到坑底拍照、勘测。最后,他认为这个坑属于冰臼,“应该是形成于距今二三百万年前的冰川时期。冰川融化过程中,水自上而下垂直落下来,冲击而成。”韩同林说,在北京地区,雾灵山、长陵镇望宝川村、怀柔琉璃庙地区,都曾经发现过岩臼,但一般都在2、3米深。像大庄科乡这么深的岩臼,还是首次发现。“我到全国各地考察过,这是迄今为止国内保存完整的岩臼中,规模最大的一个。”他说,能形成这么深的岩臼,说明当初冲击它的冰川至少在千米以上。也就是说,二三百万年前,延庆地区曾经覆盖着厚达千米的冰川。“二三百万年的时间,气候就变得这么温暖,说明地球的气候变化还是很剧烈的。”韩同林是《发现冰臼》一书的作者,他把很多岩臼判定为冰臼的做法,在当时地质学界引发了很大争论。时至今日,百度词条还有个名词,就叫“白龙潭冰臼”。
很多科学家不认同韩同林的“冰臼论”,比如冰川学家、中国科学院院士施雅风先生就认为,韩的认识不对,并在《地质论评》2010年第56卷第3期发表《韩同林的“冰臼论”是对花岗岩类岩石“负球状风化”的误解》一文。韩毫不示弱,紧接着发表《驳施雅风“冰臼”“负球状风化”成因论》(见《地质论评》2010年第56卷第4期)。
韩的同事章雨旭研究员,同时也是《地质论评》编辑部主任,他也到实地考察,一开始认为壶穴位于河谷拐弯且变窄处,位于河道正中,不可能是“古代”的产物,与冰川毫无关系,而是近现代大洪水时期在河道拐弯变窄处因漩涡冲蚀而形成的。吕洪波是中国石油大学(华东)地球科学系教授,经过考察,他认为施雅风先生壶穴的“负球状风化”说有待商榷(见《地质论评》2010年第56卷第5期《再论山脊壶穴的冰川融水成因——兼与施雅风院士商榷》),他说,壶穴成因争论的本质是中国东部是否曾经发育过第四纪冰川,建议第四纪学界关注中国东部第四纪冰川的其他地貌标志。随后,他和章雨旭一同发表论文,认为这个岩臼与冰川有关(关于这一点,章和最初的看法似乎有所改变),但对韩提出的发育时间不认同,他认为没有二三百万年那么老,而是近1-2万年形成的(见《地质论评》2010年第56卷第6期《北京延庆白龙潭被揭示为一巨型山谷壶穴》)。
2012年,河北省科学院地理科学研究所的吴忱教授也在《地质论评》发文,称华北山地“距今二、三百万年”的“冰臼”绝大部分位于第四纪河谷内,“距今1~2万年”的“冰川壶穴”位于全新世河谷内,与华北山地地貌演化相矛盾;所谓的“冰川地貌”组合不是真正的地貌组合,而是不同时代、不同成因地貌的混合,因此,华北山地不存在冰臼(见《地质论评》2012年第58卷第2期《华北山地多成因壶穴初步研究——对华北山地“冰臼”等“冰川地貌”的讨论》)。
这场学术上的百家争鸣,从现在看,是很有意义的,有助于大家发现各自的思维局限性并厘清概念。但大家都不否认的是,白龙潭壶穴规模很大、保存完好,且底部中心保留有螺旋形多面椎体,非常独特,是大自然留给我们的珍贵遗产,也是地质学科普教育的优秀素材。此前,位于克什克腾旗青山山顶上中国北方最大的壶穴,以及号称世界最大的Archbald壶穴,规模都不如这个壶穴。当然,随着地理大发现,我们知道全国最大的单体壶穴,位于福建福安白云山国家地质公园,高38米,宽23米。
图2 2011年8月28日,刚买了新车,终于可以来到偏远的白龙潭看岩臼了
图2 2011年8月28日,刚买了新车,终于可以来到偏远的白龙潭看岩臼了
图3 当时岩臼清理工作已经完成,深邃的凹坑被水填满,但下游并未清理
图3 当时岩臼清理工作已经完成,深邃的凹坑被水填满,但下游并未清理开挖
图4 2024年8月带孩子来到这里玩水,岸边多出了两条白龙
图4 2024年8月带孩子来到这里玩水,岸边多出了两条白龙
图5 大庄科乡一改当初的冰臼称呼,改称壶穴,这是科学上的求真精神,点个赞
图5 大庄科乡一改当初的冰臼称呼,改称壶穴,这是科学上的求真精神,点个赞
今天,之所以要写到这个大岩臼,是因为上周带娃故地重游,想起了这篇放了10多年的日志,索性就把它补充完整。
我们在旅行的过程中,经常会发现一些难以解释的地质现象,但由于地质演化过程太过缓慢,人类无法经历其中进行观察和验证,于是公说公有理,婆说婆有理,很难形成共识。例如,关于京西古道上的凹坑,是蹄窝还是壶穴,网上也曾一直有争论(见《是蹄窝,不是壶穴—北京西山古道蹄窝成因考》。这个时候,科学的态度是到现场开展综合考察,利用各种现有条件对成因的假设进行约束,同时每一个假设都要遵循物理化学的基本原理。至于事件发生概率的大小,反而不是最主要的,包括月球的诞生、生命的萌发、板块的俯冲、恐龙的灭绝、人类雄霸地球,都是小概率事件,但都发生了。没有灾变,就没有现在的地球和人类。关于灾变还是渐变,又是地球科学必须重视的思想上的挑战,以后以机会再聊。
2024-08-28 补了一个壶穴成因神话,适合孩子读
有一天,一位无名水神得罪了玉帝身边红人,被惩罚要他在北京找一块大石头,用水挖出一个大坑,三居室那么大,六层楼那么高。
水神听完很生气,但他很严肃,也很认真。就到处踏勘找地方。
凤凰岭是个好地方,花岗岩大石头多,可惜山太高了,坡太陡,存不住水。
周口店挺好,有花岗岩大岩体,可惜山不够高,水不够多。
有一天,找石头沿途经过莲花山,看到莲花山上开出了一朵石头莲花,煞是好看。于是,他就地驻足休息欣赏,不知不觉,竟睡着了。
等他醒来的时候,发现身子底下竟然多出了一个大坑,口宽20米、长18米,深达17.5米。
这不就是玉帝要的那个大坑吗?原来,只要在合适的地方躺平,不用做什么,时间可以解决一切。
他马上返回天庭,兴冲冲地向玉帝汇报。玉帝说,你这一去,也太久了,一万年前的事,还提他做甚。
天上一天,地上一年,也就是说,他的这次睡眠,睡了三百万年。
不过,天宫有个小秘密不能对外说,就是宫里的闹钟曾经出过问题。是不是一万年,还不好说。
这就是北京最大的石头坑——白龙潭壶穴的由来。曾经被认为世界最深的壶穴。信不信由你!