诗歌散文网 - 中秋的诗句 - 第四纪地质学与地貌学的启蒙和创立阶段

第四纪地质学与地貌学的启蒙和创立阶段

对第四纪地质和地貌进行科学研究始于 18 世纪的欧洲,但中国很早就产生了对水文、气候和地貌的启蒙研究。3000 年前我国人民就已对黄河流域的降水性质、农作物品种、被狩猎动物有所记载。在西周的 《诗经·大雅·笃公流》中,已有 “岗”(丘陵)、 “塬”(平原)、“隰”(低湿地)等 3 种地貌的分类。成书于公元前四至三世纪的 《尚书》中的 《禹贡》篇描述了我国九州内的山川大势和土壤类型。北魏的郦道元所著 《水经注》(公元六世纪)详细记载了黄河、长江和西江等大河及其沿岸的地形、气候等特征。宋朝沈括根据野外观察完成的《梦溪笔谈》,提出了清晰的海陆变迁和黄土侵蚀搬运、堆积的观点。明代著名的地理学家徐霞客(1586 ~1641)对我国南方地区地貌的类型、分布、成因等进行了详细的观察和记载,后人把他的观察整理成我国著名的地貌著作 《徐霞客游记》。到了清初,孙兰对地貌的形成提出了 “变盈流谦”的观点,即堆积会使地貌变高(变盈),侵蚀会使高地夷平(流谦),他还认为地貌的作用力是 “因时而变,因变而变,因人而变”的,从地貌形成的动力学角度论述了地貌的形成和变化。

第四纪地质学的创立始于欧洲。在 18 世纪末至 19 世纪初,欧洲的一些地质学家对分布于基岩之上的松散沉积物进行了研究,当时称为漂积物(drift)。受 《圣经》的影响,19 世纪 20年代的巴克兰(William Buckland,1784~1856)及赛德威克(Adam Sedgwick,1785~1873)提出了这些漂积物形成的洪积理论,曼特尔(Gideon Mantell,1790~1852)还把较老的部分称为洪积层(diluvium),较新的部分称为冲积层(alluvium)。但随着 19 世纪初极地和高山探险工作的开展,人们直接观察到了冰川的搬运与堆积作用,于是提出了漂积形成的冰川理论。所以,这个时期的佩罗廷(Jean-Pierre Perraudin,1767~1858)、韦内茨(Ignaz Venetz,1788~1859)、 沙 尔 庞捷(Jean de Charpentier,1786~1855 )及 阿 加 西 斯(Louis Agassiz,1807~1873)把瑞土境内漂砾解释为冰川成因。

第四纪这个名称出自法国的一位地质学家,德努瓦耶(J. Desnoyers,1800 ~1887)在研究法国巴黎盆地的地质时,于 1829 年将该盆地覆于第三纪地层之上的松散堆积物命名为第四系(Quaternary System),将形成这套堆积物的时代称为第四纪(Quaternary Period),与当时划分出的第一纪、第二纪、第三纪并称,作为地球历史的一个时代。直到 1881 年,在第二届国际地质大会上第四纪这个名称才被正式接纳,并沿用至今。

差不多在同一个时期,英国的著名地质学家莱伊尔(Charles Lyell,1797~1875)根据含现代动物种属的多少,把松散堆积物划分为更新统和全新统。在 1839 年,进一步提出了更新世(Pleistocene)和全新世(Holocene)。这与先前由福布斯(Forbes)(1846)提出的冰川世(Glacial epoch)和 冰 后 期(Post glacial)相对 应。在 19 世 纪 后 半叶,默 奇 森(RoderickMurchisen)提出了第四纪为 “冰河期”。后来,还有些人提出了 “冰川纪”、 “人类纪”、 “灵生纪”等名称,但一直没有被广泛使用。

19 世纪 50 年代开始对冰川堆积物进行地层学研究,发现过去的冰流或冰川曾不止一次地扩展。到了 19 世纪后半期,多数学者建立了多冰期的概念。1877 年盖基(Archibald Geikie,1835~1924)在东英吉利亚(East Anglia)建 立 了 4 次 冰 期。1909 年 彭 克(Albrecht Penck,1858~1945)及布吕克纳(E. Brückner)于阿尔卑斯建立了 4 次冰期。此后在世界各地也先后建立了 4 次冰期。到这个时期,第四纪地质学的一些基本概念和一些基本理论已经确立。

20 世纪 30 年代我国地质学家李四光根据庐山冰碛物的风化程度、接触关系及地貌特征首次划分出中国的 3 次冰期。

地貌学的启蒙早于第四纪地质学,但比较系统的描述或论述开始于 18 世纪中叶。在 1749 ~1788 年,法国博物学家布丰(Georges-Louis Leclerc,Comte de Buffon,1707~1788)在他的巨著 《自然史》中对地表的地形起伏和河流侵蚀进行了科学探讨。后来,英国的地质学家赫顿(James Hutton,1726~1797)在 《地球的学说》(1788)中对河流的侵蚀进行了系统阐述。对地貌学的创立做出巨大贡献的是美国的戴维斯(William Morris Davis,1850~1934)和德国的彭克父子(Albrecht Penck,1858 ~1945; Walther Penck,1888 ~1923)。戴维斯在 1899 年提出地理(地貌)循环学说,认为地貌是构造、营力和时间(侵蚀阶段)的函数。构造运动造成的上升山地在外力作用下,主要是流水侵蚀下,经历了幼年期、壮年期和老年期 3 个阶段。在老年期,地面被夷平为 “准平原”。彭克的 《地貌分析》(1924)提出地貌是内外力同时相互作用下的产物,注意到剥蚀过程与地壳垂直运动的关系,认为山坡形态(凸形坡、凹形坡、直线坡)取决于构造(上升)运动与剥蚀作用之间的数量对比关系。

经过这段时间的探索,第四纪地质学和地貌学的基本概念已经形成,一些基本理论也已经确立,但进展十分缓慢。20 世纪 40 年代以后,随着测年技术、古地磁、深海氧同位素分析等方面研究的突破,第四纪地质学才走上快速发展的道路。