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沧桑巨变渤海湾

2018-05-17 13:52:50    来源: 中国国土资源报    作者:商志文 施佩歆 王 宏

作为陆地与海洋的交互地带,海岸带受到来自陆地和海洋气候、水文的双重影响,是保存气候变化记录最多的地带之一。在类型众多的海岸带中,泥质海岸带因其沉积物颗粒细、沉积序列相对连续,蕴含的地质信息更为丰富。渤海湾是我国泥质海岸带的典型地区之一,在过去2万~3万年以来,这里历经了沧海桑田的巨变。

在寒冷的末次冰期盛冰期时(约2万~3万年前),全球海面比现在低约130米,东亚整个陆架裸露成陆,海水退至大陆架斜坡处。天津地区的年平均温度仅1摄氏度左右,比现在年均温约低10摄氏度。随着冰期结束,在距今约1.1万年以前,地球进入了温暖的全新世时期,与冰期年平均气温相比,我国华北地区全新世年均气温上升幅度大于10摄氏度。随之而来的,全球海面从1.1万年前的约-55 米逐渐上升,在约7000年前时,海侵在渤海湾西岸达到了最大边界。环渤海西部的津冀鲁地区,除鲁中泰山之外,进侵的海水达到德州—沧州—唐山一线。若从现代岸线起算,最远进侵约140千米。随后,河流携带大量泥砂的逐渐堆积,海水逐渐退出。在后退过程中,留下了数道贝壳堤—岭地古海岸线。

经过几代科学家的调查研究,在渤海湾西岸共发现由老到新、自西向东(由陆到海)依次分布的5道贝壳堤。这些贝壳堤均宽数十米至百余米、厚数米。凸起于地表之上的年轻贝壳堤最高可达+11米。每一道贝壳堤都代表了其形成时古海岸线的位置,它们是渤海湾沧桑巨变的见证者。通过碳14测年及考古确定了贝壳堤的形成年代。较老的两道堤(V和IV堤)多被埋藏于地表之下1~3米,分别形成于距今6700~5530年和距今5050~4070年前,代表了约6000年前和约5000年前的古海岸线。较年轻的三道堤(III、II和I堤),常凸起于地表之上,断续绵延数十至百余公里,分别形成于距今4240~3370年、2250~1280年和900~80年,代表了约4000~3500年、2000年和1000年前的古海岸线。

在第I道贝壳堤形成之后,渤海湾海退成陆的过程基本完成,当时的古海岸线位置与现代岸线位置基本相同。之后,渤海湾的岸线变迁进入自然与人类共同主导时期。通过历史地形图、遥感等多种手段对比发现,1950年代以前的天津—河北天然海岸线变化受自然因素主导,以后退为主;1950年以后,变为人类活动主导,人工海岸线向海推进。这个过程因围海造陆在2005~2015年达到顶峰。

在21世纪气温上升—冰盖融化造成的海面上升—海洋影响增强、区域地面下沉和入海河流输砂量减少的大背景下,推测海岸线今后的自然演化趋势应该是向陆蚀退。为了证实这一推测,中国地质调查局天津地质调查中心海岸带与第四纪地质研究室特别关注了渤海湾现存天然岸线1950年代以来的自然变化现状,发现直至今日,这些天然岸段一直保持着持续蚀退的状态。

地球是人类的共同家园。全球范围内的泥质海岸带是千百年来世界各国人口最密集、社会经济活动最集中的地带之一,维系着这些国家的经济政治命脉,通常还蕴含着丰富的自然资源,但泥质海岸带的地质环境条件极为脆弱。随着经济社会的快速发展和全球变化的影响,地质环境变化日趋活跃甚至加剧恶化,大规模的围海造陆过程使得泥质海岸带增加了一系列新生的、但尚未充分显现的地质环境问题,需要人们给予更多的关注。

(作者单位:中国地质调查局天津地调中心海岸带与第四纪地质研究室)

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关键词: 海岸带
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