巴丹吉林沙漠湖泊"DNA"检测获重大发现，黄河、金沙江、雅鲁藏布江、雅砻江源头水不停流失的谜团解开。

    都说沙漠与水不可共存，但地处祖国干旱地区的巴丹吉林沙漠却有着世界最高沙山和湖泊共存的奇观，这让全世界的人都为之费解。不久前，专家们再次深入巴丹吉林科考后推断，巴丹吉林沙漠深层可能奔流着一条大河。经过多次深入沙漠内部进行研究以后，南京河海大学教授陈建生日前爆出让人吃惊的研究性成果：巴丹吉林沙漠深处不仅涌动一条大河，而且大河很可能源于青藏高原。由此，陈建生教授也一箭双雕地解开了黄河、金沙江、雅鲁藏布江、雅砻江源头水不停流失的谜团。

    据了解，在陈建生教授及有诸多专家组成的研究小组深入沙漠腹地、青藏高原、祁连山等地考察后，于今年找到了令人兴奋的线索：一是在一片湖泊旁的沙山上找到了一个4000年前的完整植物化石；二是高大沙山的内部竟然是潮湿的，它的体积含水率为2%至20%；三是沙山的边坡山竟然挖到了一个1米深的井，而这个井要比邻近湖泊水面高出17米之多。同时，这个沙漠之下涌动着的大型地下暗河，它的年补水量竟然是黑河水量的三分之一!

    基于这些发现，专家们大胆推测：沙漠的数千米地下存在着一个巨大的地下水库，而且地下水受到地层加热成为热水，正是因为这些热水上升过程产生了蒸汽，才使得沙山内部潮湿，沙山里的水分起到了类似粘合剂的作用，这使得沙山千年没有移动，4000年前的完整植物化石得以完美保存。

    水从哪里来?陈建生教授及其同事借助水同位素分析的手段，确定了地下水的补给源。这种可以理解为水的"指纹"或水的"DNA"检测的科研手段，不仅研究出了水的年龄，而且还可以找寻地下水的成因、各类水的相互作用及转化等。陈建生教授同位素"追踪"的结果表明，巴丹吉林沙漠湖泊、古日乃草原和额济纳盆地的地下水同出一源，都是来自青藏高原与祁连山积雪融水与降雨的补给，这意味着巴丹吉林的这条"地下暗河"可能直通青藏高原。

    陈建生解释说：在黄河源头有两个姊妹湖--扎陵湖与鄂陵湖，面积达到1200平方公里，研究发现这两个湖泊每年的渗漏量高达20亿方。同位素数据表明，巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠等周边地区的地下水与两湖中的相同，它们之间存在补给关系。

    关于巴丹吉林地下水来源的推断使得长江、黄河源头水流失的迷惑也变得易解。陈建生解释，在青藏高原隆升时，板块冲撞中，使深部地下的软流发生了变形，经过4000万年的变化，祁连山至巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、额济纳旗、古日乃草原、张掖、武威、民勤形成了一个巨大的深层"地下河网"，地下水就是通过这些输水通道将源头的水补给到缺水的河西走廊与阿拉善地区的。

    巴丹吉林沙漠惊现地下湖泊之谜

    陈建生，河海大学同位素水文学研究所所长，教授

    巴丹吉林沙漠位于内蒙古自治区西部的阿拉善盟境内，总面积4.92万平方公里，是我国第三、世界第四大沙漠。这里地处西风环流带，北风劲吹，最大风速高达9米/秒，降雨量每年不足40毫米，而蒸发量大于4000毫米，是我国极为干旱的地区之一。然而，在巴丹吉林沙漠深处，湖泊却星罗棋布，有113个之多。在极度干旱的沙漠里，为何会有如此之多的湖泊？这个谜团长期困扰着科学家。近日，英国《自然》杂志发表的一篇由中国科学家主笔的论文最终揭开了谜底。

    在中国西北阿拉善高原上的巴丹吉林沙漠，分布着不计其数的新月形、金字塔形沙丘和各种形态复杂的沙山，高度一般在200米左右，最高为500米以上，有人称之为"沙漠珠穆朗玛峰"。除此之外，那里还分布着100多个被当地人称为海子的湖泊，现在，仍然有水的湖泊有70多个，面积达23平方公里之多。这些湖泊里芦苇丛生，水鸟嬉戏，鱼翔浅底，一直享有"漠北江南"之美誉。

    11月25日，英国《自然》杂志上发表的一篇论文使这里再次引起世人的注意。这篇名为《地下水维系高大沙山景观》的论文由河海大学、中国科学院地质与地球物理所、澳大利亚昆士兰大学等机构的研究人员共同合作完成。该论文指出，巴丹吉林沙漠中的沙山为什么始终不移动？这里为什么分布着如此之多的湖泊？原因在于这里的沙漠下面隐藏着一个大型的地下水库。这个大型地下水库与500公里以外的祁连山冰川积雪之间，更存在着一条巨大的"调水通道"---祁连山深大断裂。近日，记者采访了论文的第一作者、河海大学同位素水文学研究所所长陈建生教授。

    沙漠深处的追踪

    陈建生教授告诉记者，巴丹吉林沙漠风大雨少，极其干旱，但却有着中国乃至世界上最大的沙山。从2001年起，在首席科学家、中国科学院汪集院士的指导下，陈教授及其合作者便开始了对巴丹吉林沙漠地下水的补给来源的苦苦追踪。研究小组多次深入沙漠腹地，一次，在一个湖泊旁的沙山边上挖到了一株年龄约4000多岁的植物化石。这一化石的发现让他们兴奋不已，这说明沙山至少在4000年内纹丝未动，否则植物化石早就随风倒下了。松软的沙山不仅未被当地强劲的狂风吹散，而且还能长达几千年岿然屹立，原因何在？"可能是沙山有稳定的水源补给。"陈教授初步推断。

    经过进一步深入研究后，他们惊讶地发现，高大沙山的内部确实是潮湿的，体积含水率为2%至20%。他们在对沙漠中的一个大沙丘进行考察时，在其表面下仅20厘米的地方发现了大量的潮气。研究人员还在一个沙山边坡挖了1米深的井，观察到水的渗出，而这个井要比邻近湖泊水面高出17米之多！由此推论，是沙山里面含有的水分起到了类似粘合剂的作用，从而使沙山得以抵抗住强大的西北风的侵蚀。那么，沙山中的水分来自何方？这成了摆在研究者们面前的新问题。

    令人兴奋的发现

    在降雨量每年不足40毫米而蒸发量大于4000毫米的情况下，巴丹吉林沙漠中沙山和湖泊里的水究竟来自哪里呢？陈教授发现，仅1.5平方公里的诺尔图湖，每天的蒸发量就足以满足西北地区10万人的生活用水。如此巨大的蒸发量必定要有相当的水源补给，水源来自何方？这是研究者们不可回避的又一个问题。

    既然当地降雨量每年不足40毫米而蒸发量大于4000毫米，那么这些水决不是来自于降水。他们在当地的沙山和湖泊中分别发现了钙质胶结和钙华，他们由此认定，沙山和湖泊里的水来自深层地下水。

    深层地下水又来自哪里呢？他们采用同位素水文学的研究手段，一路追踪到了500公里以外的祁连山。他们发现，沙丘和湖泊水中各种氧同位素的比例与祁连山雪的氧同位素比例吻合。然而，祁连山位于巴丹吉林沙漠西南500公里的地方，那里的水又是如何到达沙漠的呢？

    研究人员通过溶解在水中的锶判断，祁连山的雪融化后，通过地下深处的断层(即地质上著名的阿尔金断裂带)源源不断地进入沙漠。也就是说，500公里外的祁连山冰川积雪融水正是巴丹吉林沙漠之水的发源地，在地下1万米深处，两者靠一条隐蔽的"地下河"一脉相承，"河床"则是因地球板块运动生成的深大断裂带。

    据推算，"地下河"每年对巴丹吉林沙漠的补给量在5亿立方米以上(比黑河流量的1/3还多)，补给周期约为30年左右。正是这条"地下河"对巴丹吉林沙漠源源不断的水分补给维系了当地沙山群集、湖泊密布的奇特景观。

    质疑与反驳接踵而至

    陈建生他们发现了巴丹吉林沙漠深处的地下补给体系后，先后在《水利经济》及其他专业杂志上陆续发表了论文。论文的发表，震惊了学术界，同时也引起了一些学者的反驳。一些学者认为，沙丘中存在的水主要来自日常降水，另一部分学者认为，湖泊中的水是在最近一次的冰川活动中积蓄下来的。

    陈教授在接受记者采访时对以上观点进行了质疑，他说，最近一次的冰川活动距今至少也有一两万年了，而巴丹吉林沙漠每年的蒸发量超过4000毫米，即使按照湖泊水面蒸发量来计算，一年的蒸发量按2000毫米，一万年的时间里2万米高的水柱也会全部被蒸发掉，所以根本不可能是冰川活动留下来的水。

    另外，湖泊中和附近往往有几十上百个泉，仅诺尔图湖泊平均每天的泉水补给量超过一万立方米，对不断涌进的水怎么解释呢？

    陈教授说："如果湖泊没有补给的话，蒸发一万多年还会存在湖泊甚至淡水湖泊？这是个普通常识问题。"陈教授还对一些学者采用氢、氧稳定同位素及含水量在包气带垂向的变化研究地下水的多年平均补给率及水文气候变化提出了反驳，他指出：包气带中的水分子是极不稳定的，随着温度与湿度的微小变化吸附在沙粒表面的水分子始终在运动着(蒸发、凝结、交换)，几百年来包气带中的水分子不知道交换了多少次，怎么可能利用它来研究几百年前的补给率甚至水文气候变化呢？陈建生指出，一些学者的研究方法的错误必然导致对自然现象认识的偏差与错误！

    "地下河"为调水提供新思路

    陈教授告诉记者，"地下河"的发现有重大的意义，西北地区长期存在的缺水难题说不定能够就地解决。这一发现对我国的调水方式也提供了新思路，目前，国家调水都是先将已知的地表水用水库存起来，但蒸发损耗无法避免，浪费巨大。

    根据中国地质调查局最新的调查，西北地区为了向下游地区输送26亿的水，在水库和渠道中被白白蒸发掉的水高达20亿，蒸发量达到43%。如果调水工程中能将阿尔金断裂等这样的地下天然输水通道利用起来，则可大大减少无效蒸发。

    当记者问及开发利用"地下水库"会有什么实际操作难度时，陈教授说，实际上在额济纳盆地有现成的天然通道(深大断裂)，我们只需要采用物探的方法调查清楚断裂通道的分布规律，其实不需要做太多的工程，因地制宜地充分利用地下的输水通道，将沙漠中无效蒸发掉的水充分利用起来。问题的关键在于我们要改进目前的这种兴修地面水库的调水策略，这才是忧虑所在。