地球内部积蓄的力量总是试图让地表变得崎岖不平,而地球外动力作用无时无刻不在努力抹平棱角,让地表变得更光滑平整。两种力量在地球的不同地方有不同的强弱表现,时而内动力占据上风,时而外动力表现得更活跃。它们在地表的每个角落展开角力,造就了千姿百态的地表。有彩丘一样色彩斑斓,有沙漠一样辽阔绝望,有砂岩沟谷一样光影变幻,有冰川一样冷峻潇洒,有流水地貌一样喧闹张扬,有海岸一样泰然自若,还有土林和石林一样千变万化。
在广东北部的韶关丹霞山地区,有一种由红色地层形成的陡崖林立的地貌,地质学家被这赤焰烈烈般的红色山块群形成的奇特地貌所震撼,此后把全世界和丹霞山相似的地貌统称为丹霞地貌。丹霞山红色砂砾岩形成的奇峰和色彩强烈对比的森林、河流共同构成了罕见的自然美景,成为世界自然遗产,被联合国教科文组织认定为全人类应该共同珍视的瑰宝。
2005年“选美中国—中国最美的地方大型评选活动”榜单里丹霞山当仁不让地成为中国最美的丹霞地貌。虽然“美”在不同人眼中的标准不同,但通过运用成熟的景观美学理论和大量的统计调查、数理分析,可以更客观地回答哪些因素更影响丹霞地貌的美和丹霞山究竟美在什么地方。以丹霞山国家公园建设为契机,广东省地质调查院和西南大学开展丹霞美学价值定量评价体系研究让我们有机会解密和阐述丹霞山之美。
丹霞山的锦岩赤壁 摄影/刘加青
中国东南部丹霞地貌多形成于相似的地质背景、气候和植被区,具有相似的景观类型。丹霞山地貌类型的丰富性为中国1119处丹霞地貌之最。就像我们想到喀斯特地貌就会想到峰丛、石林和溶洞一样,丹霞地貌的峰林、崖壁、石柱、沟谷和天生桥,最能引发和影响我们对丹霞地貌的美的想象。
对于丹霞地貌的崖壁来说,与河流形成的刚柔并济、动静相宜的组合尤为重要,人文景观的点缀更增强了崖壁的意蕴。奇特山体造型、水体和植被的衬托以及鲜红的色泽最能让峰林有强烈的视觉冲击感。造型独特是天生桥和石柱的最重要的美学印象所在。
锦石岩崖壁美在色彩鲜艳,构景元素多样,崖壁规模巨大,形态曲面感强,砂砾岩互层形成了崖壁富有韵律变化的色彩与线条纹理,仰视的观景角度又增强了崖壁的壮观感。季节性马尾瀑为锦石岩崖壁增添了自然、生动的元素,锦石岩寺的建筑奇观,与周围自然环境融为一体又相互衬托。
丹霞山的东部群峰是壮年晚期的簇群式丹霞峰林。僧帽峰的奇特造型最能给人以深刻印象。山峰疏密相间、峰林与宽谷相组合,分布面积较大,多样的地貌类型组合也是其美学价值的重要方面。腹地的亚热带原始森林和群峰互为衬托,相得益彰。
阳元石 摄影/刘加青
丹霞山的阳元石作为石柱的代表,被誉为“天下第一奇石”,在造型上极具稀缺性。如果说奇特性本身就是美的一个侧面,那么丹霞山的天生桥就是丹霞美学不可割舍的部分。通泰桥美在造型逼真,美在跨度大,美在与后方崖壁很好的分离带来的神秘感。
丹霞山不仅是好看的,对我们理解地球上一类形态的产生和过程无比重要,特别是在科学高度发展的今天,它从未如此重要过。
越过美景,透过奇特的丹霞地貌景观,我们能在更长的时间尺度里捕捉地貌的变化。150年前地貌学家就注意到了砂砾岩形成的奇特地貌。石柱和天生桥往往从石墙演化而来,而这不可思议的形态为何能如此长时间地伫立,又难以解释。这个问题直到2014年才有了令人信服的解释。最初的石墙下部因为岩石较软而风化形成洞穴,此时天生桥就有了雏形。因为桥梁的存在,桥柱承受的压力远远大于重力。此外,桥梁受到两侧巨大的挤压力,而自然界的岩石受到的压力越大,抗风化和侵蚀的能力就越强。因而,天生桥形成了稳定的结构,可以长期存在。突起部分的受力小,早已被风化侵蚀掉。天生桥桥面往往光滑而没有突起,也正说明了这点。
丹霞山天生桥 摄影/刘加青
即使丹霞山的最高峰巴寨,也很难称得上高山,但无处不在的崖壁和拔地而起的气势,让丹霞崖壁看起来高大伟岸。前人认为,陡峭的崖壁是因为断层活动而造成丹霞山抬升起来的结果。科学研究让我们的认识不断更正。我们现在知道丹霞山所在区域随着华南地区2500万年前大范围隆起被抬升到高处,红色的砂砾岩抗侵蚀能力强,而盆地外围的抗侵蚀能力弱,长期的差异侵蚀,使得丹霞山突出出来。
使用科学的手段,我们可以解开丹霞地貌演化的谜题:研究发现银河系超新星爆发产生的射线在宇宙中穿梭,闯入地球的射线会让地表的矿物中慢慢积累核素,故可用核素的浓度来了解地表变化,该方法叫宇宙成因核素测年法。通过这种方法,笔者推断出丹霞山山块顶部的侵蚀速率为0.12米/万年~0.14米/万年。这样的速度在人的生命尺度内几乎难以察觉。崖壁的高度是由附近的河流高度和山顶的高度共同决定的,对比丹霞山河流下切速度0.87米/万年,可以推断,未来丹霞山可能还会继续“长高”。但这种生长完全基于外力作用,与造山带由内力作用导致的山脉隆升完全不同。
通过宇宙核素可以对丹霞山演化进行研究 绘图/闫罗彬
丹霞山岩石的红色本身就给人以一种热的感受,不仅仅是因为红色是暖色调,还因为这片山处在华南大地上,为亚热带气候。其实这些岩层还记录了一段炎热的历史,远古的夏天被这赤色的岩壁凝固了。
在恐龙统治地球的白垩纪时期,丹霞山地区为一沉积盆地。盆地内河流纵横,大量的泥沙不断沉积。白垩纪时期又是地球历史上气候炎热的时间段,在两极都有恐龙的足迹,而在低纬度地区则是难以想象的炎热。在炎热的气候条件下,风化作用强烈,而红色的赤铁矿(氧化铁)则是抗风化能力最强的矿物之一,所以能够大量保留下来,形成了红色碎屑沉积物。后来这些红色碎屑物深埋地下,被层层压实,经过漫长的时间,形成红色的岩石。
2500万年前开始的又经过构造抬升、风化剥蚀作用,最终将远古炎热气候下的这一抹霞光以秀美丹壁的形式展示在世人面前。除了粤北地区外,不同时期沉积了大量的红层,据笔者的统计,露出地表的红层占了国土面积的9.5%,红层区生活的人口约1.44亿。而这些地区如今也是我国丹霞地貌的重要分布区。
“万道霞光千嶂秀,云风涂彩任漂流。红尘滚滚幡然过,赤壁悬空巧匠修。”千百年来,像这样赞美丹霞山的诗句无数。在292平方千米范围内600多座石峰、方山、石柱、壮观的崖壁、峡谷、洞穴和神奇的天生桥,展示了砂砾岩形成的地貌景观所有可能性,不仅给人以美的画面,也十分清晰地展示着正在进行的各种地质地貌过程。因此从美学价值到科学价值,丹霞山是全球丹霞地貌的最佳范例。