來源:星球研究所

本文由

中國科學院水利部成都山地災害與環境研究所

與 星球研究所 聯合製作


身爲人類

我們都會好奇

是誰創造了這個世界?

這個世界多姿多彩

風景壯闊

(從國際空間站拍攝的珠峯周圍羣山,湖泊爲佩枯錯,圖片源自@NASA)


千百種人類文明

爭奇鬥豔、洋洋大觀

(世界盃,來自不同國家、不同民族、不同膚色的人們共同觀賞同一個賽事,圖片源自@VCG)


與此同時

這個世界卻又多災多難

印度洋的一場海嘯

可以瞬間吞沒29萬人的性命

(2004年印度洋海嘯襲擊斯里蘭卡城市卡盧特勒,圖片源自@NASA)


歐亞大陸的一次顫動

可以讓8萬多人消失於瓦礫

(2008年5月12日汶川大地震,攝影師@朱建國


而縱觀中國大地

從公元前180年到1949年

死亡人數1萬以上的重大自然災害

共發生了300次

平均每7年就有1次

(歷史上中國不同省份重大自然災害發生次數,不含港澳臺,數據依據劉毅等《歷史時期中國重大自然災害時空分異特徵》,製圖@鞏向傑&張靖/星球研究所)


再放眼世界

從1980年到2018年

不到40年發生的自然災害

已經密佈全球


7年、40年

不過人生的1/10、1/2

試問藍色星球上有多少人的一生

能完全置身災難之外?

(1980年-2018年全球自然災害分佈,數據依據NatCatService,製圖@鞏向傑&張靖/星球研究所)


我們由此愈發好奇

究竟是誰讓這個世界

風景如此美麗

文明如此璀璨

災難卻又如此之多?


科學家給出的答案

可能超乎你的想象

地球上最壯麗的風景

人類文明的孕育

以及許多災難的根源

與數千萬年以來的超大“災難”事件

密切相關



 01 

碰撞


該“災難”事件就是

板塊碰撞


7千萬年前

歐亞大陸還沒有完全成形

非洲板塊印澳板塊

不斷向北推移

歐亞板塊全線碰撞

(非洲板塊、印澳板塊與歐亞板塊碰撞示意,製圖@Christopher Scotese)


板塊相接之處

大地崩裂

(汶川地震時,土地被“撕裂”成一條條裂縫,僅作示意,攝影師@朱建國


熔岩從地下湧出

(意大利埃特納火山,僅作示意,圖片源自@VCG)


巨型火山灰雲

飄揚至數萬米高空

(2009年俄羅斯千島羣島薩雷切夫火山噴發形成的火山灰雲,從國際空間站拍攝,僅作示意,圖片源自@NASA)


海岸邊

地震還引發海嘯

數十米高的巨浪吞噬着一切

(巨浪,僅作示意,圖片源自@NOAA)


然而

我們眼中的“災難”

對大自然而言卻是偉大的創造


此次碰撞範圍如此之廣

力量如此之大

導致整個歐亞大陸南側全線隆起

一衆超級山脈及高原就此誕生

堪稱地球2億年來最壯觀的造山運動


它西大西洋東岸

東至印度尼西亞島弧

包括阿爾卑斯山喜馬拉雅山

伊朗高原青藏高原等等

全長超過1萬千米

橫貫地球、直刺蒼穹

地質學上稱之爲

阿爾卑斯-喜馬拉雅造山帶

(請橫屏觀看,阿爾卑斯-喜馬拉雅造山帶主要山脈與高原示意,製圖@鞏向傑&張靖/星球研究所)


其中

阿爾卑斯山(Alps)

聳立於歐洲中心

全長1200千米

(阿爾卑斯山馬特洪峯,圖片源自@VCG


託羅斯山(Taurus)

位於土耳其南部

從內陸一直延伸至海洋

同樣全長1200千米

(託羅斯山,圖片源自@VCG)


高加索山(Caucasus )

連接着黑海與裏海

成爲歐亞地理分界線

其最高峯厄爾布魯士峯

海拔5642米

爲歐洲第一高峯

(請橫屏觀看,高加索山Mount Laila圖片源自@VCG


而在伊朗高原

扎格羅斯山(Zagros )

綿延1500餘千米

是伊拉克與伊朗境內最大的山脈

(扎格羅斯山圖片源自@VCG


伊朗高原往東

興都庫什山(Hindu kush)

東西貫穿阿富汗

全長966千米

興都庫什山噴赤河谷攝影師@小強先森


再往東

到了雄偉的青藏高原

造山運動的洪荒之力更是發揮到了極致

衆多超級山脈競相聳立

無比壯觀

包括橫斷山

(橫斷山脈央邁勇雪山攝影師@安鐸


崑崙山

崑崙山慕士塔格峯攝影師@小強先森


祁連山

(連續橫屏觀看,祁連山肅南段攝影師@李春


念青唐古拉山

連續橫屏觀看,念青唐古拉山攝影師@揹包的小豬zhu


喜馬拉雅山

等等

連續橫屏觀看,喜馬拉雅山卡美特山段西段日出全景,扎達土林觀景臺視角,攝影師@天書)


而在造山帶的最東端

還有一連串火山島嶼聳立於大洋之上

包括蘇門答臘島爪哇島

島嶼上火山遍佈

至今噴發不斷

(印尼爪哇島布羅莫火山,攝影師@路鵬宇


此外

伴隨着這次碰撞

世界地理格局也爲之改變

歐亞板塊與非洲板塊、印澳板塊之間

原本存在海洋大面積萎縮

甚至消亡

(埃及沙漠中的3700萬年前的矛齒鯨,擋不住鬥轉星移,只剩一把枯骨,攝影師@Mohammed ali Moussa)


地中海、黑海、裏海、鹹海

成爲僅剩的殘留

它們或只有一個狹窄通道與外界相連

或直接變成內陸湖

面臨繼續幹涸的風險

(地中海、黑海、裏海、鹹海位置,製圖@張靖&鞏向傑/星球研究所


然而滄海桑田

歐亞大陸卻由此形成

在埃及的西奈半島

它還與非洲大陸“勾連”

形成了一個面積超大的超級大陸

歐亞非大陸

(歐亞非大陸,但在蘇伊士運河修建後,大陸連接中斷,製圖@張靖&鞏向傑/星球研究所)


就這樣

“災難”造就了超級山脈、超級大陸

但是事情還遠沒有結束

造山運動引發連鎖反應

氣候上的“災難”又開始了

人類

順勢登場



 02 

人類


造山運動中

大量“新鮮”岩石出露地表

岩石發生化學風化

消耗氧化碳


反應原本微不足道

但此次造山運動規模之大

足以讓全球大氣二氧化碳濃度下降

作爲溫室氣體的二氧化碳減少

全球氣候開始


變冷


再加上其他一些原因

地球最終從兩極無冰的溫室地球

變成了現今兩極長年有冰的冰室地球

(南極,攝影師@柳葉刀)


隨着大量水分變成冰

儲存於南北兩極

海平面隨即下降

變冷還導致海水蒸發減弱

全球氣候因此又開始


變幹


(約旦月亮峽谷,攝影師@姚璐)


但是沒有最幹

只有


更幹


非洲板塊向北移動

北非到達北緯30°附近

該區域地處副熱帶高壓帶

受下沉氣流控制

難以形成降雨

結果從北非西亞

乾旱地帶幾乎連成一片

(北緯30°附近主要荒漠分佈,詳細原因請參見星球研究所《中國從哪裏來?》,製圖@王朝陽&張靖/星球研究所)


連鎖反應層層加碼

質變終於發生了

在北非

沙漠化“如火如荼”

就連沙漠以南的大量森林

也變成了稀樹草原

(非洲稀樹草原,圖片源自@VCG)


原本生活在森林中的動物

面對這樣的“災變”

要麼滅亡、要麼改變 

其中

猿類的一支

便由樹棲改爲在草原上生活


但是草原地勢平坦

食肉猛獸虎視眈眈

爲了瞭望“敵情”

它們用雙腿直立行走

人類就此誕生

(乍得人頭骨,爲700萬年前的人類祖先,圖片源自@維基百科)


直立行走解放了雙手

歷經演化之後

雙手越來越靈活

可以使用更加複雜的工具

再加上社會競爭等諸多原因

人類的腦容量也越來越大


20-15萬年前

終於在非洲演化出了

真正意義上的現代人類

智人

顧名思義即“聰明的人”

(長者智人頭骨模型


7.5萬年前

災難又一次降臨

如果說之前的“災難”

更多是自然事件

那麼從這一次災難起

將是更顯著地作用於人的身上


這次災難由火山製造

位於阿爾卑斯-喜馬拉雅造山帶的

印尼多巴火山爆發

噴出的巖漿多達數千立方千米

人類所經歷的全球最大火山事件

(火山爆發後形成的火山湖:多巴湖,圖片源自@Esri Image)


遮天蔽日的火山灰引發全球降溫

尚處在襁褓中的人類數量

銳減90%

幾近滅絕

(意大利埃特納火山噴發,僅作示意,圖片源自@VCG)


“聰明的人”再次做出改變

他們走出非洲

藉助貫通的超級大陸四處遷徙

尋找新的家園

(智人在歐亞非大陸的遷徙,依據《Going global: How humans conquered the world/NewScientist》,製圖@張靖/星球研究所;注:智人之前的早期人類也曾走出非洲)


但是

什麼地方纔是最佳的選擇呢?



 03 

文明


阿爾卑斯-喜馬拉雅造山帶周圍

地處中低緯度

溫度適宜

成爲更宜居的選擇


而且這裏資源豐富

人類在西亞馴化了小麥和大麥

在中國馴化了水稻、粟和黍

農業革命隨之爆發

人口開始大量增長

(中國華北平原的小麥田,攝影師@黃政偉


而早前的草原擴大

還帶來食草動物大繁衍

又爲人類提供了充足的動物資源


其中

豐富了人類的飲食

改變了人類的耕作

則提升了人類的移動效率

加速了戰爭與交流

類似的動物美洲和非洲要麼沒有

要麼不適合馴化

(羊羣,攝影師@天祺)


更爲重要的是

高大的山體可以阻擋水汽

山地中發育出大量河流

河水可以哺育人類及動植物

河流裹挾的泥沙

則可以提供農作物生長的土壤

底格里斯河,發源於託羅斯山脈,流經土耳其和伊拉克,攝影師@姚璐


於是

人類早期的四大文明

有三個直接分佈在

阿爾卑斯-喜馬拉雅造山帶周圍

人類早期文明與阿爾卑斯-喜馬拉雅造山帶的位置關係,製圖@鞏向傑&張靖/星球研究所)


在西亞

依靠託羅斯山脈流出的

幼發拉底河和底格里斯河的滋養

兩河文明誕生

(請橫屏觀看,位於伊拉克的巴比倫古城,圖片源自@wikimedia commons)


在南亞

依靠青藏高原發育的印度河

古印度文明誕生

(古印度哈拉帕文明遺址,攝影師@Rahul Zota



在東亞

青藏高原的隆升

加強了亞洲季風

依靠從青藏高原奔流而下的黃河與長江

中華文明在季風中誕生

(詳見星球研究所《中國從哪裏來?》一文;下圖爲長城,圖片源自@VCG)


當文明壯大

東西走向的阿爾卑斯-喜馬拉雅造山帶

又成了東西溝通的紐帶

商人、使者、信徒、冒險家

沿着造山帶東來西往

在文明之間互通有無

後世所稱的“絲綢之路”應運而生

(請橫屏觀看,絲綢之路,製圖@張靖&鞏向傑/星球研究所)


小麥、胡椒、冶金技術

從西方傳到了東方

絲綢、造紙術、印刷術

則從東方走向了西方

佛教、伊斯蘭教、基督教等宗教

也沿着絲綢之路傳播

(巴基斯坦犍陀羅的佛祖造像,具有明顯的羅馬元素,是東西文化交流的見證,圖片源自@大都會藝術博物館



人類文明

因爲交流融合而愈發燦爛

一個個世界文化遺產

沿着造山帶兩側集中分佈

羣星閃耀

(世界文化遺產分佈,製圖@張靖&鞏向傑/星球研究所)


大自然的力量塑造了

阿爾卑斯-喜馬拉雅造山帶

併爲人類提供了宜居的條件

但是

完全相同的力量

也可以帶來災難


阿爾卑斯-喜馬拉雅造山帶

作爲地球構造活動最活躍

地形最複雜、氣候最多變的區域

同時也是全球兩大地震火山帶之一

(全球主要地震帶示意,製圖@鞏向傑&張靖/星球研究所)


地震、火山噴發、泥石流、山體滑坡

以及氣候變化引發的乾旱、洪水

隨時威脅人類的安全

它可以摧毀生靈

可以傾覆城市

可以讓一個國家走向衰落


4200年前

全球氣候突變

乾旱、洪水頻發

兩河流域阿卡德帝國解體


而在中國

也是洪水氾濫

治理洪水失敗的gǔn

被部落首領處死

(被洪水淹沒的長沙橘子洲,僅作示意,攝影師@晟龍


公元79年

意大利維蘇威火山噴發

古羅馬城市龐貝慘遭吞噬

火山灰鋪天蓋地般落下

將人類和動物厚厚包裹

維蘇威火山,圖片源自@VCG)


近兩千年後

遇難者的肉身已經腐爛

只餘下火山灰凝固形成的空殼

雕塑出悲慘人間

(凝固的龐貝遇難者遺體,圖片源自@VCG



公元526年

拜占庭帝國最大的貿易中心

安條克(今土耳其安塔基亞)發生地震

導致25萬人喪生

當難民們在悲痛中等待救援時

迎來的卻是大批匪徒趁亂搶劫殺戮


而當最堅強的生還者

試圖重建城市時

地震又在數十年內連續5次發生

安條克徹底崩落

(安條克遺址,圖片源自@wikimedia commons)


公元1755年

葡萄牙帝國正在全球擴張

首都里斯本卻突然發生9級大地震

地震同時引發大火

里斯本被付之一炬

葡萄牙國力因此嚴重下降

帝國從此衰落

(里斯本的修道院,少數在1755年大地震後保留至今的建築,圖片源自@wikimedia commons)


公元1815年

印尼坦博拉火山噴發

再次引發全球氣候異常

北半球農作物欠收

導致嚴重饑荒

歐洲的夏季居然出現罕見低溫

被稱爲“無夏之年”

坦博拉火山,圖片源自@NASA)


但是面對無數災難

人類並未因此而滅絕

反而在抵禦災難之後

發展出更先進的文明


爲了治理

4200年前的大洪水

人類組織起更多人力

催生了一個前所未有的強大組織

國家


鯀的兒子治水成功

中國歷史上的第一個王朝

便隨即建立

開啓了中國歷史的全新時代

(大禹治水圖,出自東漢山東嘉祥武氏墓羣石刻拓片,製圖@張靖/星球研究所


此後

對水的治理和利用

一直貫穿中國歷史

強大的中央集權化組織

可以不斷修建超級水利工程

不斷提升對抗旱澇災害的能力

都江堰

(都江堰,攝影師@餘明


長江三峽水利樞紐工程

一個個水利豐碑

留在了中華上下五千年

(長江三峽水利樞紐工程,圖片源自@VCG)


公元1755年斯本大地震

中斷了葡萄牙帝國的擴張

卻讓人類開始對地震

進行大範圍地科學研究

催生出現代地震學

(早期的地震儀器,圖片源自@wikimedia commons)


公元1815年的坦博拉火山噴發

引發“無夏之年”

歐洲的馬匹也大量死亡

德國人爲了取代馬匹

發明瞭“雙輪跑動機”

成爲自行車的雛形

人類的交通方式得到革新

(雙輪跑動機圖樣,圖片源自@wikimedia commons)



今天

災難依然不斷髮生


巴基斯坦的一處山體滑波

堵塞河道,形成堰塞湖

暴漲的湖水吞噬村莊、田地

還淹沒了19千米的中巴公路

(巴基斯坦阿塔巴德堰塞湖以及被淹毀的道路,攝影師@李含軍)


甘肅舟曲的特大泥石流

令1557人遇難、284人失蹤

(2010年舟曲泥石流,圖片源自@wikimedia commons)


尼泊爾的8.1級地震

令8700多人喪生

(2015年尼泊爾地震,尼泊爾柯達裏口岸震前震後對比,攝影師@楊建


據統計

最近一百年來

“一帶一路”沿線國家

就發生了5400次自然災害

導致約2596萬人死亡


集各國之力共同抵禦災難

將是必然的選擇

自中國提出“一帶一路”倡議以來

一大批科學家、工程師走出國門

開展國際應急減災與風險防控工作

包括與巴基斯坦共同組建

中國-巴基斯坦地球科學研究中心

(中國科技工作者在巴基斯坦開展野外調查,圖片源自@中-巴地球科學研究中心)


與尼泊爾共同組建

中國-尼泊爾減災聯合研究團隊

(中國科學院院士崔鵬向尼泊爾副總理介紹博克拉地震減災援助進展,圖片源自@中科院山地災害與地表過程重點實驗室


與意大利共同組建

中國-意大利水文地質災害聯合實驗室

(中國-意大利水文地質災害聯合實驗室簽約,圖片源自@中科院成都山地所


中外科學家深入野外

進行科學考察

(野外科考,圖片源自@中科院成都山地所


開展災害監測

(泥石流測量設備需要肩扛手提,圖片源自@中科院成都山地所


緊急奔赴災害發生的第一線

制定處置方案

(中國科技工作者支援巴基斯坦堰塞湖應急處置,圖片源自@中科院成都山地所)


現在

中國科學家還聯合國際減災科技力量

建立國際減災科學聯盟

共享災害防控信息

協同進行減災

在各國科學家的共同努力下

我們應對自然災害的能力將愈發強大

世界雖然多災多難

但人類依然可以多姿多彩

(尼泊爾加德滿都的杜巴廣場震後第二年重建,攝影師@蘇鐵

封面攝影師:David Billings/unsplash


P.S. 本文主要參考文獻:張洪瑞等《大陸碰撞造山樣式與過程:來自特提斯碰撞造山帶的實例》、劉曉東等《大陸漂移、高原隆升與新生代亞-非-澳洲季風區和乾旱區演化》、孫東懷等《新生代特提斯海演化過程及其內陸乾旱化效應研究進展》、董廣輝等《不同空間尺度影響古代社會演化的環境和技術因素探討》、吳文祥等《氣候突變、人口增長、地理限制與夏朝的建立》、崔鵬等《“一帶一路”自然災害風險與綜合減災》、張蘭生等《全球變化》、毛星竹等《“一帶一路”沿線國家自然災害時空分佈特徵分析》、汪品先等《地球系統與演變》

...  The End  ...


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