灾难塑造人类

星球研究所 星球研究所

↑一群国家地理控,专注于探索极致世界



本文由

中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所

与 星球研究所 联合制作


身为人类

我们都会好奇

是谁创造了这个世界?

这个世界多姿多彩

风景壮阔

(从国际空间站拍摄的珠峰周围群山,湖泊为佩枯错,图片源自@NASA)


千百种人类文明

争奇斗艳、洋洋大观

(世界杯,来自不同国家、不同民族、不同肤色的人们共同观赏同一个赛事,图片源自@VCG)


与此同时

这个世界却又多灾多难

印度洋的一场海啸

可以瞬间吞没29万人的性命

(2004年印度洋海啸袭击斯里兰卡城市卡卢特勒,图片源自@NASA)


欧亚大陆的一次颤动

可以让8万多人消失于瓦砾

(2008年5月12日汶川大地震,摄影师@朱建国


而纵观中国大地

从公元前180年到1949年

死亡人数1万以上的重大自然灾害

共发生了300次

平均每7年就有1次

(历史上中国不同省份重大自然灾害发生次数,不含港澳台,数据依据刘毅等《历史时期中国重大自然灾害时空分异特征》,制图@巩向杰&张靖/星球研究所)


再放眼世界

从1980年到2018年

不到40年发生的自然灾害

已经密布全球


7年、40年

不过人生的1/10、1/2

试问蓝色星球上有多少人的一生

能完全置身灾难之外?

(1980年-2018年全球自然灾害分布,数据依据NatCatService,制图@巩向杰&张靖/星球研究所)


我们由此愈发好奇

究竟是谁让这个世界

风景如此美丽

文明如此璀璨

灾难却又如此之多


科学家给出的答案

可能超乎你的想象

地球上最壮丽的风景

人类文明的孕育

以及许多灾难的根源

与数千万年以来的超大“灾难”事件

密切相关



 01 

碰撞


该“灾难”事件就是

板块碰撞


7千万年前

欧亚大陆还没有完全成形

非洲板块印澳板块

不断向北推移

欧亚板块全线碰撞

(非洲板块、印澳板块与欧亚板块碰撞示意,制图@Christopher Scotese)


板块相接之处

大地崩裂

(汶川地震时,土地被“撕裂”成一条条裂缝,仅作示意,摄影师@朱建国


熔岩从地下涌出

(意大利埃特纳火山,仅作示意,图片源自@VCG)


巨型火山灰云

飘扬至数万米高空

(2009年俄罗斯千岛群岛萨雷切夫火山喷发形成的火山灰云从国际空间站拍摄,仅作示意,图片源自@NASA


海岸边

地震还引发海啸

数十米高的巨浪吞噬着一切

(巨浪,仅作示意,图片源自@NOAA)


然而

我们眼中的“灾难”

对大自然而言却是伟大的创造


此次碰撞范围如此之广

力量如此之大

导致整个欧亚大陆南侧全线隆起

一众超级山脉及高原就此诞生

堪称地球2亿年来最壮观的造山运动


它西大西洋东岸

东至印度尼西亚岛弧

包括阿尔卑斯山喜马拉雅山

伊朗高原青藏高原等等

全长超过1万千米

横贯地球、直刺苍

地质学上称之为

阿尔卑斯-喜马拉雅造山带

(请横屏观看,阿尔卑斯-喜马拉雅造山带主要山脉与高原示意,制图@巩向杰&张靖/星球研究所)


其中

阿尔卑斯山(Alps)

耸立于欧洲中心

全长1200千米

(阿尔卑斯山马特洪峰,图片源自@VCG


托罗斯山(Taurus)

位于土耳其南部

从内陆一直延伸至海洋

同样全长1200千米

(托罗斯山,图片源自@VCG)


高加索山(Caucasus )

连接着黑海与里海

成为欧亚地理分界线

其最高峰厄尔布鲁士峰

海拔5642米

为欧洲第一高峰

(请横屏观看,高加索山Mount Laila图片源自@VCG


而在伊朗高原

扎格罗斯山(Zagros )

绵延1500余千米

是伊拉克与伊朗境内最大的山脉

(扎格罗斯山图片源自@VCG


伊朗高原往东

都库什山(Hindu kush)

东西贯穿阿富汗

全长966千米

兴都库什山喷赤河谷摄影师@小强先森


再往东

到了雄伟的青藏高原

造山运动的洪荒之力更是发挥到了极致

众多超级山脉竞相耸立

无比壮观

包括横断山

(横断山脉央迈勇雪山摄影师@安铎


昆仑山

昆仑山慕士塔格峰摄影师@小强先森


祁连山

(连续横屏观看,祁连山肃南段摄影师@李春


念青唐古拉山

连续横屏观看,念青唐古拉山摄影师@背包的小猪zhu


喜马拉雅山

等等

连续横屏观看,喜马拉雅山卡美特山段西段日出全景,扎达土林观景台视角,摄影师@天书)


而在造山带的最东端

还有一连串火山岛屿耸立于大洋之上

包括苏门答腊岛爪哇岛

岛屿上火山遍布

至今喷发不断

(印尼爪哇岛布罗莫火山,摄影师@路鹏宇


此外

伴随着这次碰撞

世界地理格局也为之改变

欧亚板块与非洲板块、印澳板块之间

原本存在海洋大面积萎缩

甚至消亡

(埃及沙漠中的3700万年前的矛齿鲸,挡不住斗转星移,只剩一把枯骨,摄影师@Mohammed ali Moussa)


地中海、黑海、里海、咸海

成为仅剩的残留

它们或只有一个狭窄通道与外界相连

或直接变成内陆湖

面临继续干涸的风险

(地中海、黑海、里海、威海位置,制图@张靖&巩向杰/星球研究所


然而沧海桑田

欧亚大陆却由此形成

在埃及的西奈半岛

它还与非洲大陆“勾连”

形成了一个面积超大的超级大陆

欧亚非大陆

(欧亚非大陆,但在苏伊士运河修建后,大陆连接中断,制图@张靖&巩向杰/星球研究所)


就这样

“灾难”造就了超级山脉、超级大陆

但是事情还远没有结束

造山运动引发连锁反应

气候上的“灾难”又开始了

人类

顺势登场



 02 

人类


造山运动中

大量“新鲜”岩石出露地表

岩石发生化学风化

消耗氧化碳


反应原本微不足道

但此次造山运动规模之大

足以让全球大气二氧化碳浓度下降

作为温室气体的二氧化碳减少

全球气候开始


变冷


再加上其他一些原因

地球最终从两极无冰的温室地球

变成了现今两极长年有冰的冰室地球

(南极,摄影师@柳叶刀)


随着大量水分变成冰

储存于南北两极

海平面随即下降

变冷还导致海水蒸发减弱

全球气候因此又开始


变干


(约旦月亮峡谷,摄影师@姚璐)


但是没有最干

只有


更干


非洲板块向北移动

北非到达北纬30°附近

该区域地处副热带高压带

受下沉气流控制

难以形成降雨

结果北非西亚

干旱地带几乎连成一片

(北纬30°附近主要荒漠分布,详细原因请参见星球研究所《中国从哪里来?》,制图@王朝阳&张靖/星球研究所)


连锁反应层层加码

质变终于发生了

在北非

沙漠化“如火如荼”

就连沙漠以南的大量森林

也变成了稀树草原

(非洲稀树草原,图片源自@VCG


原本生活在森林中的动物

面对这样的“灾变”

要么灭亡、要么改变 

其中

猿类一支

便由树栖改为在草原上生活


但是草原地势平坦

食肉猛兽虎视眈眈

为了瞭望“敌情”

它们用双腿直立行走

人类就此诞生

(乍得人头骨,为700万年前的人类祖先,图片源自@维基百科


直立行走解放了双手

历经演化之后

双手越来越灵活

可以使用更加复杂的工具

再加上社会竞争等诸多原因

人类的脑容量也越来越大


20-15万年前

终于在非洲演化出了

真正意义上的现代人类

智人

顾名思义即“聪明的人”

(长者智人头骨模型

7.5万年前

灾难又一次降临

如果说之前的“灾难”

更多是自然事件

那么从这一次灾难起

将是更显著地作用于人的身上


这次灾难由火山制造

位于阿尔卑斯-喜马拉雅造山带的

印尼多巴火山爆发

喷出的岩浆多达数千立方千米

人类所经历的全球最大火山事件

(火山爆发后形成的火山湖:多巴湖,图片源自@Esri Image)


遮天蔽日的火山灰引发全球降温

尚处在襁褓中的人类数量

锐减90%

几近灭绝

(意大利埃特纳火山喷发,仅作示意,图片源自@VCG


“聪明的人”再次做出改变

他们走出非洲

借助贯通的超级大陆四处迁徙

寻找新的家园

(智人在欧亚非大陆的迁徙,依据《Going global: How humans conquered the world/NewScientist》,制图@张靖/星球研究所;注:智人之前的早期人类也曾走出非洲


但是

什么地方才是最佳的选择呢?



 03 

文明


阿尔卑斯-喜马拉雅造山带周围

地处中低纬度

温度适宜

成为更宜居的选择


而且这里资源丰富

人类在西亚驯化了小麦和大麦

在中国驯化了水稻、粟和黍

农业革命随之爆发

人口开始大量增长

(中国华北平原的小麦田,摄影师@黄政伟


而早前的草原扩大

还带来食草动物大繁衍

又为人类提供了充足的动物资源


其中

丰富了人类的饮食

改变了人类的耕作

则提升了人类的移动效率

加速了战争与交流

类似的动物美洲和非洲要么没有

要么不适合驯化

(羊群,摄影师@天祺)


更为重要的是

高大的山体可以阻挡水汽

山地中发育出大量河流

河水可以哺育人类及动植物

河流裹挟的泥沙

则可以提供农作物生长的土壤

底格里斯河,发源于托罗斯山脉,流经土耳其和伊拉克,摄影师@姚璐


于是

人类早期的四大文明

有三个直接分布在

阿尔卑斯-喜马拉雅造山带周围

人类早期文明与阿尔卑斯-喜马拉雅造山带的位置关系制图@巩向杰&张靖/星球研究所)


在西亚

依靠托罗斯山脉流出的

幼发拉底河和底格里斯河的滋养

两河文明诞生

(请横屏观看,位于伊拉克的巴比伦古城,图片源自@wikimedia commons)


在南亚

依靠青藏高原发育的印度河

古印度文明诞生

(古印度哈拉帕文明遗址,摄影师@Rahul Zota



在东亚

青藏高原的隆升

加强了亚洲季风

依靠从青藏高原奔流而下的黄河与长江

中华文明在季风中诞生

(详见星球研究所《中国从哪里来?》一文;下图为长城,图片源自@VCG)


当文明壮大

东西走向的阿尔卑斯-喜马拉雅造山带

又成了东西沟通的纽带

商人、使者、信徒、冒险家

沿着造山带东来西往

在文明之间互通有无

后世所称的“丝绸之路”应运而生

(请横屏观看,丝绸之路制图@张靖&巩向杰/星球研究所)


小麦、胡椒、冶金技术

从西方传到了东方

丝绸、造纸术、印刷术

则从东方走向了西方

佛教、伊斯兰教、基督教等宗教

也沿着丝绸之路传播

(巴基斯坦犍陀罗的佛祖造像,具有明显的罗马元素,是东西文化交流的见证,图片源自@大都会艺术博物馆



人类文明

因为交流融合而愈发灿烂

一个个世界文化遗产

沿着造山带两侧集中分布

群星闪耀

(世界文化遗产分布,制图@张靖&巩向杰/星球研究所)


大自然的力量塑造了

阿尔卑斯-喜马拉雅造山带

并为人类提供了宜居的条件

但是

完全相同的力量

也可以带来灾难


阿尔卑斯-喜马拉雅造山带

作为地球构造活动最活跃

地形最复杂、气候最多变的区域

同时也是全球两大地震火山带之一

(全球主要地震带示意,制图@巩向杰&张靖/星球研究所)


地震、火山喷发、泥石流、山体滑坡

以及气候变化引发的干旱、洪水

随时威胁人类的安全

它可以摧毁生灵

可以倾覆城市

可以让一个国家走向衰落


4200年前

全球气候突变

干旱、洪水频发

两河流域阿卡德帝国解体


而在中国

也是洪水泛滥

治理洪水失败的gǔn

被部落首领处死

(被洪水淹没的长沙橘子洲,仅作示意,摄影师@晟龍


公元79年

意大利维苏威火山喷发

古罗马城市庞贝惨遭吞噬

火山灰铺天盖地般落下

将人类和动物厚厚包裹

维苏威火山,图片源自@VCG


近两千年后

遇难者的肉身已经腐烂

只余下火山灰凝固形成的空壳

雕塑出悲惨人间

(凝固的庞贝遇难者遗体,图片源自@VCG



公元526年

拜占庭帝国最大的贸易中心

安条克(今土耳其安塔基亚)发生地震

导致25万人丧生

当难民们在悲痛中等待救援时

迎来的却是大批匪徒趁乱抢劫杀戮


而当最坚强的生还者

试图重建城市时

地震又在数十年内连续5次发生

安条克彻底崩落

(安条克遗址,图片源自@wikimedia commons


公元1755年

葡萄牙帝国正在全球扩张

首都里斯本却突然发生9级大地震

地震同时引发大火

里斯本被付之一炬

葡萄牙国力因此严重下降

帝国从此衰落

(里斯本的修道院,少数在1755年大地震后保留至今的建筑,图片源自@wikimedia commons


公元1815年

印尼坦博拉火山

再次引发全球气候异常

北半球农作物欠收

导致严重饥荒

欧洲的夏季居然出现罕见低温

被称为“无夏之年”

坦博拉火山,图片源自@NASA)


但是面对无数灾难

人类并未因此而灭绝

反而在抵御灾难之后

发展出更先进的文明


为了治理

4200年前的大洪水

人类组织起更多人力

催生了一个前所未有的强大组织

国家


鲧的儿子治水成功

中国历史上的第一个王朝

便随即建立

开启了中国历史的全新时代

(大禹治水图,出自东汉山东嘉祥武氏墓群石刻拓片,制图@张靖/星球研究所


此后

对水的治理和利用

一直贯穿中国历史

强大的中央集权化组织

可以不断修建超级水利工程

不断提升对抗旱涝灾害的能力

都江堰

(都江堰,摄影师@余明


长江三峡水利枢纽工程

一个个水利丰碑

留在了中华上下五千年

(长江三峡水利枢纽工程,图片源自@VCG)


公元1755年斯本大地震

中断了葡萄牙帝国的扩张

却让人类开始对地震

进行大范围地科学研究

催生出现代地震学

(早期的地震仪器,图片源自@wikimedia commons


公元1815年的坦博拉火山

引发“无夏之年”

欧洲的马匹也大量死亡

德国人为了取代马匹

发明了“双轮跑动机”

成为自行车的雏形

人类的交通方得到革新

双轮跑动机图样,图片源自@wikimedia commons)



今天

灾难依然不断发生


巴基斯坦的一处山体滑波

堵塞河道,形成堰塞湖

暴涨的湖水吞噬村庄、田地

还淹没了19千米的中巴公路

(巴基斯坦阿塔巴德堰塞湖以及被淹毁的道路,摄影师@李含军


甘肃舟曲的特大泥石流

令1557人遇难、284人失踪

(2010年舟曲泥石流,图片源自@wikimedia commons


尼泊尔的8.1级地震

令8700多人丧生

(2015年尼泊尔地震,尼泊尔柯达里口岸震前震后对比,摄影师@杨建


据统计

最近一百年来

“一带一路”沿线国家

就发生了5400次自然灾害

导致约2596万人死亡


集各国之力共同抵御灾难

将是必然的选择

自中国提出“一带一路”倡议以来

一大批科学家、工程师走出国门

开展国际应急减灾与风险防控工作

包括与巴基斯坦共同组建

中国-巴基斯坦地球科学研究中心

(中国科技工作者在巴基斯坦开展野外调查,图片源自@中-巴地球科学研究中心


与尼泊尔共同组建

中国-尼泊尔地理联合研究中心

(中国科学院院士崔鹏向尼泊尔副总理介绍博克拉地震减灾援助进展,图片源自@中科院山地灾害与地表过程重点实验室


与意大利共同组建

中国-意大利水文地质灾害联合实验室

(中国-意大利水文地质灾害联合实验室签约,图片源自@中科院成都山地所


中外科学家深入野外

进行科学考察

(野外科考,图片源自@中科院成都山地所


开展灾害监测

(泥石流测量设备需要肩扛手提,图片源自@中科院成都山地所


紧急奔赴灾害发生的第一线

制定处置方案

(中国科技工作者支援巴基斯坦堰塞湖应急处置,图片源自@中科院成都山地所)


现在

中国科学家还联合国际减灾科技力量

建立国际减灾科学联盟

共享灾害防控信息

协同进行减灾

在各国科学家的共同努力下

我们应对自然灾害的能力将愈发强大

世界虽然多灾多难

但人类依然可以多姿多彩

(尼泊尔加德满都的杜巴广场震后第二年重建,摄影师@苏铁


本文创作团队

撰稿:耿华军

策划:风子 云舞空城

设计:张靖

地图:巩向杰

审稿专家:周公旦 欧阳朝军 张坚 姜天海 曾璐 

封面摄影师:David Billings/unsplash


P.S. 本文主要参考文献:张洪瑞等《大陆碰撞造山样式与过程:来自特提斯碰撞造山带的实例》、刘晓东等《大陆漂移、高原隆升与新生代亚-非-澳洲季风区和干旱区演化》、孙东怀等《新生代特提斯海演化过程及其内陆干旱化效应研究进展》、董广辉等《不同空间尺度影响古代社会演化的环境和技术因素探讨》、吴文祥等《气候突变、人口增长、地理限制与夏朝的建立》、崔鹏等《“一带一路”自然灾害风险与综合减灾》、张兰生等《全球变化》、毛星竹等《“一带一路”沿线国家自然灾害时空分布特征分析》、汪品先等《地球系统与演变》

P.P.S. 星球研究所长期招聘城市规划/建筑(特别需要)、地理地质、天文生物、历史考古等各领域撰稿人,以及平面设计师、商务策划等,请在后台回复“招聘”即可查看


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