汪文忠

“黄天厚土大河长，沟壑纵横风雨狂”，诗人眼中的黄土高原，展现的是一片苍茫而又充满着坚韧的景象。正是这广袤的黄土高原孕育了古老的生命与记忆，书写了中华民族的历史长卷，铭刻着华夏文明的长度与厚度。从6000年以前的半坡遗址文化，到其后的仰韶文化、馬家窑文化、大汶口文化及龙山文化等，厚达50米至500米的第四纪黄土地层犹如一部天然史书，记录了中华民族的文化演变和历史变迁。而“古洪水”作为一种自然灾害，一种环境驱动力，在中华文明的兴衰演变中留下了浓墨重彩的一笔。

古洪水的踪迹

古洪水是指第四纪全新世以来（距今约1.2万年）至可考证的历史洪水期以前的这一时期内发生的大洪水，也可以理解为史前发生的，缺乏文字记载，只能依赖地质沉积记录探究的洪水。关于古洪水，史书上有着不少的记载，世界上的古老文明初期都流传着洪水肆虐的故事与传说，在我国最著名的莫过于“大禹治水”的传说，《山海经·海内经》记载：“洪水滔天，鲧窃帝之息壤以堙洪水，不待帝命。帝令祝融杀鲧于羽郊。鲧复生禹，帝乃命禹卒布土以定九州岛。”《庄子·天下》也提到“昔者禹之堙洪水、决江河而通四夷九州也，名山三百，支川三千，小者无数”。虽然今天流传着许多几千年前古洪水的传说，也保存着大量文字记载，但仅依据这些传说和记载，我们无法确定其真实性，更不能确定古洪水发生的确切时间与流量。

要科学地探究古洪水，首先，我们要找到古洪水的踪迹——古洪水沉积物。说到这里，我们不得不再次提起黃土地层，作为一种典型的风成沉积物，黄土主要是由石英质的粉尘颗粒组成，粒径只有0.005毫米至0.050毫米大小，有色淡灰黄、疏松、均质及无层理等典型特点。与其截然不同的古洪水沉积物往往由于其形成的水动力强、沉积时间短、沉积物成分复杂等成因特征形成以砂粒、淤积黏土为主的颜色、结构和粒径具有明显垂直变化的沉积组合，古洪水沉积物中往往可能存在瓦片、动物骨骼等人类文化遗物，在山坡等位置往往会有大的砾石等坡积物。找到这些古洪水的记录，我们就可以研究其形成的时间，估算古洪水的流量，探讨古洪水与古人类生活的关系等等。当然，我们还可以进行更细致的研究来揭开这些古洪水沉积物的神秘面纱。比如，我们可以进行粒度分析，看一下某次洪水到底携带了多大的砂粒;我们还可以给这些小小的砂粒做个电镜扫描，认识下这些在洪水中相互撞击的小砂粒独特的形态;我们还可以研究它们夹杂的植物孢粉（孢子和花粉），了解洪水发生时的气候湿热特征等等。

古洪水研究的地质年代学方法

古洪水研究的年代学方法有很多种，绝对年代学方法是常用的一种，它主要是利用同位素进行分析测试的，其中碳同位素测年为首选。大气层中天然存在的碳-14通过动植物的呼吸作用，会留存在生物体中，由于新陈代谢作用使活着的有机体内碳-14浓度与大气中的浓度保持大致平衡，动物或植物死亡后，停止与外界交换，生物体中碳-14处于封闭状态，原始碳-14浓度随着时间的推移按一定规律减少，这样根据样品现存的碳-14含量，可以反推生物死亡年龄，当然具体的测试过程还涉及很多的科学方法。目前，利用加速质谱仪可以实现快速、高效的测定，精度可达2%或更高，而样品需求量甚至可以少于1毫克。这样我们就可以利用洪水冲积埋藏的植物果实、种子、木头、骨头、贝壳等物质进行准确的测年，甚至地下水、海水和空气含有的碳-14也可以进行测试，从而在地球科学、宇宙化学、环境科学、考古学、海洋科学、生命科学等领域发挥重大的作用。

那如果洪水沉积物就像我们在河边常见到的沙子一样干干净净缺乏含碳物质的沉积该怎么办呢？光释光（optically stimulated luminescence，OSL）测年技术就是可以解决这个问题的另外一种常用测年方法。沉积物中的矿物颗粒（对OSL测年有意义的主要是石英或长石）被掩埋之后不再见光，同时不断接受来自周围环境中的U、Th、K等放射性物质的衰变所产生的α、β、γ宇宙射线等的辐射，导致晶体的电子发生电离而脱离晶体形成自由电子，之后被晶格中掺杂的杂质原子或者其他因素所导致的晶格缺陷所形成的“电子”陷阱所俘，变成“俘获电子”而储存，长期的埋藏辐射过程使得矿物晶格中的“俘获电子”越来越多，即矿物颗粒随时间的增长不断累积辐射能。这些矿物颗粒在天然环境受热或者光照及实验室用加热或光束照射时，可以使累积的辐射能以光的形式激发出来，即释光信号。通过加热而激发出的释光信号叫热释光（thermolumi-nescence，TL），通过光束激发的释光信号叫光释光。天然环境中的曝光、热事件等使积累辐射能的矿物颗粒的释光信号被清空或降低到可忽略的水平，释光信号归零（释光“时钟”归零），之后在埋藏过程中不断积累释光信号。这些释光信号的强度与样品所吸收到的辐射剂量成函数关系，可以用于检验样品所接收的辐射剂量，此时所测的释光信号为样品最后一次曝光后至今所累积的。

除了这些以外，我们还有宇宙成因核素法、氨基酸外消旋法、古地磁及树木年轮法等多种测年技术，这些方法在我们的科学研究中都发挥着重大的作用。比如：周口店北京猿人遗址年代研究中宇宙成因核素法的应用，元谋人年代研究中古地磁方法的应用等。

古洪水在古文化演变中的“功”与“过”

说起洪水我们不禁想到山洪咆哮、房屋毁坏及侵吞农田等可怕的场景，真是谈之色变。在科学技术如此发达的今天，洪水都会给我们的生产生活带来毁灭性的打击，可想而知，在远古时期，没有科学预报，没有坚固房屋，没有快速转移的交通工具的情况下，洪水带来的是多么可怕的后果。科学研究发现，全新世以来全球发生过多次全球性的气候突变，并且影响了古文化的发展演变。其中，最为明显的就是4000年前左右的大洪水事件，也就是大禹治水时期。这次事件在中原地区二里头、周家庄、西金城等遗址均发现古洪水记录，并且对龙山文化向华夏文明的演变过渡具有重大的影响;在关中渭河流域的杨官寨遗址同样也发现该遗址的毁灭与这个时期的古洪水关系紧密，在该流域的漆水河等地也有同样的发现，这次古洪水可能导致陇山文化晚期的先民们由河谷阶地迁向了黄土高原。另外，山东龙山文化的衰落以及长江三角洲良渚等古文化的消亡均由大洪水造成。尽管不同的学者基于不同的领域对古文化兴衰的认识不尽相同，但环境因素无疑是古文化演变的重要驱动力，其在对古文化形成危害，导致古文化衰退的同时，也促进了古人类生产力的发展，促使古人类不同文化之间交叉融合，提高抵御自然侵害的能力，促使古人类向更高级的文化过渡。

洪水既是一种自然现象，又是人类社会发展对土地利用相互作用的结果，洪水伴随着人类文明共生。我们只能积极有效地应对洪水，而无法消灭洪水。“给洪水以出路”，尊重、敬畏自然，力求人与自然间最大限度的和谐相处，努力建设生态文明。