地大顾松竹教授讲诉龟山和武汉的“前世今生”

武汉有座“平平无奇”的小山包。

海拔不过100米， 山体只有35公顷，还和全国几十座山川重名。

但从古至今，无数名人为它“打广告”，动辙就被推上“历史头条”。

从“汉阳鱼”到“汉阳人”，在岁月洪荒中，它淡定和大江同奔同流，与对面蛇山相守相望。

没错，它是龟山。

中国地质大学（武汉）地球科学学院副教授顾松竹这样描述：“龟山虽然小，但也保留了很多不为人知的故事。”

莫非，龟山真的藏有城市的“月光宝盒”？

一眼万年不足以形容它的沧桑，得多看几万眼

龟山古称“大别山”，最早出现在“大禹治水”的神话传说里，后来为历代兵家必争之地，历史非常悠久。但从地质角度看，这座山的年龄远不止几千年或几万年，这山上的岩石，一眼就暴露了它的年龄。

当你爬上龟山山顶或者在蛇山漫步的时候，可能会注意到有些凸起的岩石，风化之后，它们呈现土黄色、上面有隐约的纹路。如果把岩石敲开，新鲜面上是灰白色的。

如果你仔细地看，会发现岩石是由很多细小的颗粒组成的，每个小颗粒大小均一，都在0.5毫米左右，圆圆的，灰色或者是白色；填充在颗粒之间还有一些如白色泥巴状的物质，这种岩石就是砂岩。

砂岩中含有石英的颗粒，而石英的化学成分为二氧化硅，是一种化学性质很稳定的物质，所以砂岩很耐风化。经过了亿万年的风吹雨打，其他的岩石都被风化掉了，只有砂岩仍然凸起在地表，形成了蛇山、龟山的山峰。 因此，龟山一块平平无奇的石头，也许就有着几亿岁的“高龄”，用“一眼万年”这样的词语都不足以形容它，得多看几万眼！

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岩石是记录地质历史的“档案”

▎ 龟山老照片资料图

如果研究某个朝代的历史，历史学家们会寻找关于这个朝代的各种档案来回溯当时的社会文化、经济生活。作为地质学家，如果要探寻地质的历史，我们也需要寻找相应的档案。
地质历史的档案是什么呢？其实就是各种岩石。特别是一些呈层状的岩石，它形成的时候是一层层累积起来的，新的在上，老的在下，就像档案一样，记录了岩石形成时候的很多信息。

▎ 鸟瞰龟山山体资料图

比如沉积的时候是处于什么环境？海洋还是陆地，河流还是湖泊？气候干燥还是湿润，温暖还是寒冷？还能告诉我们年代的信息、有没有发生运动变形等等，综合这几个方面的信息，就可以还原地质历史了。
地球表面不同的地方都可以作为沉积物沉淀的场所，这些场所属于不同的沉积环境——从陆地到海洋，从沙漠到湖泊，从地表的泥沼到地下的溶洞......
龟山的岩石大多为砂岩，砂岩的形成需要一种有一定能量的水流，比如海浪，河流等等。地质学家们通过对砂岩的纹理和沙粒特征的研究，认为其沉积环境是一种滨海的环境。

在武汉，不只有武昌鱼还有“汉阳鱼”

▎ 地球4亿年前海陆分布图 来自：Scottes

武昌鱼大家都吃过，但“汉阳鱼”可能鲜有人知。

研究者发现，武汉地区的砂岩与分布在长江下游地区的泥盆纪的砂岩是可以横向对比的，从而确定了这些砂岩是晚泥盆纪（3.7亿年前）时形成的。而与之一起出现的粉砂岩和泥质岩中含有一种被称为“汉阳鱼”的甲胄鱼，它是志留纪（4.4亿年前）的化石，这就说明这些砂岩是志留纪的。

龟山的岩石说明，在距今4.4亿年前的志留纪，这里是一片安静的浅海；到了3.7亿年前的泥盆纪，就变成了一片海滩，形成了砂岩；而之后的某段时间发生了南北方向的板块碰撞，使得龟山和蛇山发生了变形，形成了东西向延伸的现状。

两种鱼，两种kao法！烧烤武昌鱼，考古“汉阳鱼”。

如果地球的历史算200米那么人类出现以来的历史，只有10厘米

地球的历史可以根据生物的变化分为很多阶段，我们把每个阶段进行命名，类似历史上各个朝代的分类 。根据其中不同的化石，来判断具体的年代，这也有点像我们在进行考古发掘的时候，根据不同朝代留下来的文物，来判断年代。

不过，我们在判断其年代时，通常以“百万年”为基本单位。普通人眼中的漫长，在我们眼里可能只是一瞬。一百岁，从地质学的眼里来看，还很年轻。

我们从龟山大别山摩崖石刻至沿路的第一个观景平台的距离为200米，如果用人类历史长度（250万年2.5Ma）和地质历史（46亿年4600Ma）做比较，那么人类总的历史只相当于走了10厘米。

如果把我们走过来的距离当做是人类出现的整个一段历史，那么武汉只走了这最后的这一米。

因此，有了岩石、化石，我们就像打开了“月光宝盒”，能够通过地质发现回到遥远的过去。不过，我们穿越的时间不是几百年，几千年，而是几百万，几千万甚至几亿年前。

在可预计的未来，我们都不可能离开赖以生存的地球。地球一旦“感冒”打个喷嚏，对人类来说都是惊天动地的变化。
地质运动一小步，对整个人类来说，或许是场马拉松！保护地球环境，具有维护人类繁衍生息的重要作用。

地质学家虽有“火眼金睛”

但不是“摸金校尉”，也没有洛阳铲

▎ 地质学家出门必备“五大件”

有人说地质学家有“火眼金睛”，堪比“摸金校尉”，但其实地质学家并不是考古学家。首先，地质学家的主要工作对象是人类出现之前产生的各种遗迹；考古学家主要是研究人类的遗迹。不同于考古学家随身携带洛阳铲，地质学家出门必备的装备有地质三大件，分别为：锤子、罗盘、放大镜；还有一些必须的装备如GPS、野外笔记本等等。

GPS和放大镜等工具大家都比较熟悉，在野外，地质学家使用的锤子，除了作为敲石头的工具外，还可以用来当做凳子，工作累了的时候，地质学家们就将锤子立在地上，坐在锤子上。
▎ 顾老师展示在野外用锤子当“板凳”
其次，地质学家主要研究的对象是固体地球的过去、现状及未来，而地质学家所做的工作和考古的区别还很大，包括4大部分：探索地球、寻找资源、保护环境、减少灾害。

地质学家是从理性的角度去探知地球，重在用“证据”说话，同时地质学家既要为人类寻找可使用的资源，也要运用地质学知识改善环境、防止灾害发生。

“小龙女”坐绳子，地质学家坐锤子！

武汉所有的山

都是倾斜的？

武汉市位于江汉平原东部，属长江中游丘陵平原地形，其平原是由河流带来的沉积物逐渐堆积形成的，而凸起在平原之上的山脉则是由坚硬的岩石组成的。

武汉市区有很多不高的山脉呈东西向绵延横穿整个市区，除了蛇山、龟山以外；还有磨山、鼓架山、白浒山、洪山、喻家山等。经过地质学家们的研究发现，除了九峰地区的山脉岩石，其他地方的岩石大部分都是由坚硬的砂岩组成的。

▎ 顾老师讲述3亿年前的岩石“岩层倾斜”现象

通过对龟山岩石在空间上展布的观察，我们发现，这里的岩层大致是向北倾斜的，而延伸方向则是近东西走向，就像龟山延伸的方向一样。

如果在蛇山、珞珈山，南望山、喻家山、磨山等不同的地方进行测量，会同样发现，几乎武汉市所有的山其岩层的延伸方向都是东西向的，而这些山也都是长条状地往东西方向延伸。

这说明，原始的岩石形成时是水平的，而现在岩石呈现东西方向延伸、南北方向倾斜，代表了组成地壳板块的岩石曾经受到过南北方向的挤压或者受到拉张，导致岩石发生了各种变形、破裂、位移。

插播一个冷知识：1年/2cm，这是地壳板块运动一年的速度，也是我们指甲生长的速度！

“沧海桑田”

已经变为现实？

武汉市是百湖之市，湖北省是千湖之省，武汉被长江和汉江分为三镇，这些现象都和地质有关。

“三十年河东，三十年河西”描述的其实就是一种地质现象。这句俗语实际上反映的是河流的变化速度很快，河水在不停的改道。你知道吗？河流改道的现象只发生在平原之上，在改道前，它还会呈现弯曲“几”字形的状态，在下一次洪水来临时，冲破了两个弯曲河道之间接近的地方，形成新的河道，把弯曲的河道截断，被截断的原来的弯曲河道就被废弃了。

▎ 汉水改道局部图

我们武汉曾在明朝成化年间，发生过汉水改道的事件。在那之前，汉水在黄金口转向东北，途径今天的后襄河、建设大道，饶过牯牛洲转向西南，回到郭茨口。改道的时候，就从黄金口到郭茨口直接冲出了一条水道，成了今天的样子。在地质上，河流这种变道，被称为：截弯取直。

湖泊的变化在地质上的表现较为暂短，像“沧海桑田”这样的词语，形容的就是很漫长的变化。“沧海桑田”这个故事也很有意思，讲的是一个仙姑赴朋友的宴席时，描述自己经过东海三次看到“海”变为“田”的现象。其实，距今8000年~1万年前，末次冰期的时候，东海就是陆地桑田，而后来海平面上升，它才变成海。

原来，“沧海桑田”也离我们很近，冷不丁就见证了历史。

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龟山是城市变迁的见证者，也是一座十分有意义的山。从龟山可以看武汉市的人类文明史，也可以管窥这里的地质变迁史。同时他呼吁，人类在地球面前，十分渺小，人类必须要保护地球才能够保护自己的未来。