大名鼎鼎的長(zhǎng)白山天池位于我國(guó)吉林省東南部長(zhǎng)白山自然保護(hù)區(qū)內(nèi),其池水水面海拔高度為2189.1米,被吉尼斯認(rèn)定為世界上“海拔最高的火山湖”,它南北長(zhǎng)約4400米,東西寬約3370米,面積只有9.8平方公里,大致相當(dāng)于杭州西湖水面面積的1.5倍,但是它的水量卻是相當(dāng)多,高達(dá)20.4億立方米,相當(dāng)于145個(gè)西湖的水量了,或者說(shuō)相當(dāng)于面積達(dá)2445平方公里的太湖(多年平均蓄水量44億立方米)的一半水量了。
然而奇葩的是,長(zhǎng)白山天池的水并非只是當(dāng)?shù)亟邓锌茖W(xué)家通過(guò)觀測(cè)數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn),天池集水面積為21.4平方千米,湖水面積為9.82平方千米。長(zhǎng)白山天池流域的年降水量只有0.43億立方米,而每年溢出湖面的出水量平均為1.23億立方米,有8000萬(wàn)噸水來(lái)歷不明,這還沒(méi)算此地每年的水分蒸發(fā)量,算了差距更大,這也就是說(shuō)長(zhǎng)白山天池的65%以上的水并非為降水所匯,真的是很奇葩!
這是怎么回事呢?長(zhǎng)白山天池水面海拔本身就很高,前面說(shuō)了是2189.01米,能將水注入天池的貌似只有周邊屬于長(zhǎng)白山天池流域的高山,其他地方的水想要流入這里基本是不可能的。然而我國(guó)河海大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院教授陳建生提出了一個(gè)相當(dāng)驚人的觀點(diǎn)——長(zhǎng)白山天池的水大部分來(lái)自青藏高原。
這怎么可能?青藏高原距離長(zhǎng)白山天池遠(yuǎn)達(dá)數(shù)千公里,根本沒(méi)有地表徑流,就是有地下河也不可能這么長(zhǎng),所以這話(huà)聽(tīng)起來(lái)簡(jiǎn)直太胡扯!但是作為河海大學(xué)的教授,博士生導(dǎo)師,地質(zhì)學(xué)專(zhuān)家的陳建生沒(méi)有根據(jù)也不能信口雌黃,他是地下水深循環(huán)理論的提出者,認(rèn)為地球地殼的巖石圈在熔巖冷卻之后會(huì)因熱脹冷縮形成縫隙,水在地下會(huì)在這些縫隙間流動(dòng),其深度可在地面以下15公里,所以高山或高原上的水會(huì)在地球引力作用下經(jīng)這些縫隙流到低海拔的地方。
陳建生玄武巖孔洞導(dǎo)水通道連通器示意圖
2021年7月時(shí),河海大學(xué)陳建生和我國(guó)西湖大學(xué)、美國(guó)加州大學(xué)、瑞士聯(lián)邦理工大學(xué)的專(zhuān)家學(xué)者共同在國(guó)際權(quán)威的地球科學(xué)期刊《地質(zhì)學(xué)(Geology)》雜志上發(fā)表了一篇論文,題目是《青藏高原羌塘盆地的水失蹤了(Missing water from the Qiangtang Basin on the Tibetan Plateau)”,論文中稱(chēng)研究發(fā)現(xiàn)不少河流的水在經(jīng)過(guò)羌塘盆地近南-北走向的裂谷地帶后部分消失了,數(shù)據(jù)估算認(rèn)為僅在西藏內(nèi)流區(qū)中,每年丟失的水量就有540億方,相當(dāng)于黃河的年徑流量了。
那么這么多的水都跑哪里去了呢?論文中稱(chēng)青藏高原羌塘盆地的地下河水進(jìn)入裂谷后,通過(guò)導(dǎo)水通道向青藏高原北面和東面的干旱地區(qū)流動(dòng),其中一部分就流到了長(zhǎng)白山天池中。
原來(lái),陳建生等人通過(guò)研究玄武巖層中的地下水發(fā)現(xiàn),與火山口連通的玄武巖中存在著天然的導(dǎo)水通道,這些通道是熔巖流在冷卻過(guò)程中因熱脹冷縮等作用力下形成的縫隙,來(lái)自地面的水滲透下來(lái),就會(huì)在導(dǎo)水通道中流動(dòng),引力均衡作用下,高海拔的地下水會(huì)向低海拔地區(qū)流動(dòng)。該理論也為我國(guó)的青藏高原藏水北調(diào)等調(diào)水工程提供了新的思路。
那么青藏高原上的水是怎么流到了長(zhǎng)白山的呢?陳建生等人認(rèn)為,青藏高原的滲漏水通過(guò)裂谷進(jìn)入到熔巖隧道中后,在封閉的導(dǎo)水通道中流動(dòng),最終會(huì)在熔巖流冷卻形成的火山口以及地殼巖石斷裂帶缺口處向地表泄出,他的團(tuán)隊(duì)曾利用該理論在巴丹吉林沙漠中打出深層水,并且認(rèn)為其中一路深循環(huán)地下水沿著板塊之間的縫合帶自西向東流動(dòng),經(jīng)過(guò)阿拉善、鄂爾多斯、華北平原等直通東北的大興安嶺長(zhǎng)白山等地區(qū),而長(zhǎng)白山天池本身就是個(gè)火山口,所以這條通道中的一個(gè)出水口就是經(jīng)熔巖流冷卻后的縫隙流到長(zhǎng)白山天池中的。
長(zhǎng)白山天池的海拔近2200米,但相比西藏羌塘地區(qū)的海拔還是要低得多,有兩三千米的落差,如果真有那么一根導(dǎo)管,青藏高原上的水倒是可以流到長(zhǎng)白山的,而且長(zhǎng)白山天池也的確有不少泉水涌出,但是如此之長(zhǎng)的導(dǎo)水通道,還是很讓人匪夷所思的。
長(zhǎng)白山天池溫泉和冷泉示意圖(圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò))
如果只看長(zhǎng)白山天池每年的差別水量,這里每年的水量比降水大致多出0.8億立方米,相當(dāng)于6個(gè)西湖,這個(gè)水量并不小,但還不到西藏羌塘地區(qū)下滲水量的1‰,不過(guò)從青藏高原腹地來(lái)到東北的長(zhǎng)白山區(qū),仍然還有這么多的水量,也是相當(dāng)難能可貴了。
這是一個(gè)相當(dāng)顛覆人的固有思維的理論或者說(shuō)假說(shuō),所以還有相當(dāng)多的人并不認(rèn)同,而且目前還缺乏更多的證據(jù)支持。關(guān)于長(zhǎng)白山天池的水源問(wèn)題,雖然地下水深循環(huán)理論支持其來(lái)自青藏高原,但還需要進(jìn)一步的研究考證,以更多的證據(jù)證明其合理性。
參考資料:
《城市觀察員》11月9日文章《河海大學(xué)學(xué)者發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)白山天池是藏水北調(diào)“地下河調(diào)水”的天然出水口》
百度學(xué)術(shù)·維普期刊專(zhuān)業(yè)版2016年6月1日文章《深循環(huán)地下水補(bǔ)給長(zhǎng)白山天池的水量平衡分析》
華文出版社2005年出版《西藏之水救中國(guó)——地下水篇》,作者:李伶