前言

  疯神捏就的土地

 

  “有的山丘像巨大的城堡,有的像成队的猛犸,有的像滚圆的大馒头,有的像被巨手撕裂的岗峦,上面还留着粗暴的指痕。那些奇形怪状、不可思议有时甚至吓人的形象,好像是个疯神捏就的世界......”——摘自埃德加·斯诺《西行漫记》
  这是20世纪30年代,著名美国记者埃德加·斯诺从大洋彼岸来到中国看到的景观,那么他记述的是哪里的自然环境呢?看看下面的图片,你马上就会有答案的!

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  没错,这就是我国的黄土高原。
    探究新知
  黄土高原在世界上是独一无二的,不仅面积大(东西长1000多公里,南北宽700公里,面积约40万平方公里),而且土层厚,黄土的厚度一般在100米以上,厚的地方超过200米,好像给高原盖上了厚厚的黄地毯,最厚在兰州达300米以上,黄土分布的面积和厚度,都居世界之冠。
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黄土的剖面
  黄土高原经过长期的风雨、流水(特别是黄河中游及其大小支流)侵蚀,使得整个高原千沟万壑、破碎异常,形成了世界独有地貌形态。(黄土地貌可分成黄土塬、黄土梁、黄土峁等类型,我们的教材已经为大家提供了相应的图片。)有的沟谷两侧被流水侵蚀得好像刀砍斧削那样陡峭,站在沟谷两边的黄土崖上可以对话,但是绕过去才能握手。

  小测试:下列景观图位于黄土高原的是 ()

  BC

  当你为大自然的鬼斧神工感到惊奇的时候,不知道你想过没有,黄土高原上这数百万亿吨的黄土是从哪里来,它们是怎样形成的呢?这个问题曾经困扰了中外无数地质学家,100多年来,许多科学家致力于这一问题的研究,不同学派的地质学家曾提出过20多种黄土成因假说,其中多数已被否定,现在影响较大的还有水成说、残积说、风成说及多成因说四种。

  1.“风成说”核心思想
  中国黄土的“老家”不在当地,是石英等粉砂物质经风力吹扬搬运而堆积在异地的粉尘,再经干旱、半干旱气候条件下的“黄土化”过程而形成的。
  2.“水成说”核心思想
  黄土高原是本身固有的“坯沙岩”系统独特的物质来源,在青藏高原隆起,冰期间冰期内陆气候与季风气候的形成转换环境中,在更新世以来的几个多水期洪积冲积而成。
  3.“风水雨相说”(多成因说)的核心思想
  中国黄土形成于温带草原环境,典型黄土是经过风、水双重选择的沉积物。黄土物质来源有异地也有原地,石英砂电镜分析结果:颗粒形态种类多样,整体呈流线型或螺线型。
  4.“风化残积学说”的核心思想
  黄土的“老家”就在当地,是风化作用将原来的岩石、砂砾“粉碎”之后,残留原地演化成黄土。

  1.“风成说”核心思想
  中国黄土的“老家”不在当地,是石英等粉砂物质经风力吹扬搬运而堆积在异地的粉尘,再经干旱、半干旱气候条件下的“黄土化”过程而形成的。

  2.“水成说”核心思想
  黄土高原是本身固有的“坯沙岩”系统独特的物质来源,在青藏高原隆起的冰期间冰期内陆气候与季风气候的形成转换环境中,在更新世以来的几个多水期洪积冲积而成。

  3.“风水雨相说”(多成因说)的核心思想
  中国黄土形成于温带草原环境,典型黄土是经过风、水双重选择的沉积物。黄土物质来源有异地也有原地,石英砂电镜分析结果:颗粒形态种类多样,整体呈流线型或螺线型。

  4.“风化残积学说”的核心思想
  黄土的“老家”就在当地,是风化作用将原来的岩石、砂砾“粉碎”之后,残留原地演化成

  如果你仔细看了参考资料,你会发现,不管哪种假说都是基于当地的自然环境特点提出的,所以当我们探究这个问题时,应该对黄土高原的自然环境有一个比较概括的认识。

  看看你能够回答多少?

  黄土高原从温度带看,属于___________带;从季风区看,属于___________区;从四大区域位置看,位于___________地区;从阶梯位置看,位于___________阶梯。

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中国季风非季风区
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中国温度带

参考答案

  暖温 季风 北方 第二

  占据上风的风成说
  近二三十年,更多的科学家赞同黄土风成学说。科学家们研究发现黄土中有随地形起伏的多层古土壤,这说明黄土不是当地岩石风化逐渐形成的,而是外来的(为什么,你能够解释吗?联系一下我们以前学过的关于地壳运动的知识)。那么一个问题就出现了,这些黄土来自于哪里,是什么力量把它们带到这里的?看看下面的地图对你能不能够有所启发!
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中国黄土、戈壁、沙漠分布示意图
东亚西风急流格局示意图

  经过研究科学家们发现一个有趣的规律:距离蒙古、中亚和我国西北一带的荒漠越远,黄土的颗粒越细;自西北向东南呈现出戈壁、沙漠、砂黄土、黄土、粘黄土的带状分布规律,而每一个带的矿物成分与荒漠地区砂砾的矿物成分完全一致,但与当地的岩石成分迥然不同;黄土无选择地覆盖在黄土高原的山岭上,且厚度也由西北向东南逐渐变薄;在黄土中还发现干旱草原型的陆生动植物化石等。
  按照黄土风成学说的解释,黄土高原的形成,经历了几百万年的地质综合作用,通过物源的形成、搬运、分选及堆积成土这样三个前后相因的历史阶段。我们可以描述的过程大致是这样的:在蒙古、中亚和我国西北一带的荒漠和戈壁地区,气候干燥,气温的冷热变化非常剧烈,由于热胀冷缩的作用,使岩石、砂砾等被“加工粉碎”成细小的砂子和粉尘。黄土物质的搬运主要依靠来自西伯利亚和蒙古高原的高压气流,强劲的西北风将以百万吨计的细砂和粉尘旋入天空,随风南下,直到黄河中下游一带才逐渐飘落下来。于是粗粒的先沉降下来聚成沙漠,细粒的则被飘移至秦岭北麓。经过二三百万年的搬运堆积,终于形成了黄土高原。

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  有的同学可能会产生疑问:仅仅靠风力,能够完成这么巨大的搬运吗?那可是几百万亿吨的黄土呀!
沙尘暴中的北大校园楼
北京三环路上
覆盖尘土的汽车

  还记得我们北方地区发生的沙尘暴吗?在风中走几分钟,身上就会积上了一层浮土,空气中弥漫着一股呛人的沙土味,呼吸一会就会感觉鼻子和嗓子干涩难受。路边的汽车和刚刚长出的树叶上积满了尘土。举目四望,建筑物都“隐身”在厚厚的沙尘后面,只露出朦胧的轮廓。
   我们经历过的沙尘暴只不过很短暂的,实际上,黄土高原在几百万年中每年都要经历的事情,而且风力更强,刮风时间更长。如果不是其他作用的剥蚀影响,黄土高原的黄土层很可能比现在更厚。(思考一下,哪些因素会起到侵蚀、剥离黄土的作用?)

  并未消失的水成说

  到这里你可能会认为--黄土高原一定是风成的。其实不然,在长期的争论中,风成说最具说服力,但又不足以完全否定水成说、残积说。科学在不断发展,近年来科学家发现许多现象是黄土风成学说无法解释的。比如,黄土中粗粉砂含量确实是由西北向东南递减,但是粘土的含量却从西北向东南递增,这种自西北向东南的有规律的排列呈叠瓦阶梯状的分布过渡,而不是平面模糊过渡。这种叠瓦阶梯状的分布过渡更像是洪水而不是风力的杰作。
  因此,水成说并未消失,而且我国科学家还在此基础上进行了深化,提出新的理论——黄土高原灾变水成学说。黄土高原是喜马拉雅运动带来洪水泛滥,黄土沉积和新构造运动抬升形成的。这种观点已引起了人们的关注。

  也许,真正的成因要等着你来揭开呢!

    能力提高

  刚才我们讨论的是黄土高原土壤的形成,下面这个话题我们是要简单了解一下黄土高原的地貌形成,实际上,最初黄土高原并不是现在这种形态的,千沟万壑的地貌形态来自于最近几千年的人类活动及自然变化的作用。黄土高原水土流失的原因即包括自然因素,也包括了人为因素。自然因素主要有地形、降水、土壤、植被等。比如黄土高原上的黄土非常疏松,多孔隙,垂直节理发育,在干燥的时候还是比较坚硬的,具有直立性(想想当地居民挖掘的窑洞),但是遇到水侵润后很容易崩解,抗蚀力低。植被的变化更是对黄土高原现在地貌的形成产生了重大的影响,而这种植被的变化主要是受数千年人类活动的影响。

  请你利用下面的动画,分析一下水土流失于地表植被、地面坡度、降水的关系,然后根据当地的气候、人类活动特点,想一想黄土高原水土流失的综合因素。

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