科学解密敦煌莫高窟

在遥远的我国西北大漠深处，有一个神奇而独特的地方，这里是成千上万国内外游客趋之若鹜之地，这里是第一批全国重点文物保护单位、世界文化遗产、世界现存规模最大、内容最丰富的佛教艺术圣地——敦煌莫高窟。

这里位于河西走廊的西端，四周被浩瀚的沙漠所覆盖，素有“亚洲旱极”“生命禁区”“死亡地带”之称。然而，就是这么一个一望无垠的大漠深处，竟然隐藏着历史如此悠久的世界佛教艺术瑰宝！那么，为何古人会选址如此荒无人烟、风沙聚集的地方？为何莫高窟开凿在鸣沙山东麓断崖上？这个断崖岩层到底是啥？为何莫高窟“千年不垮”？莫高窟的古气候环境是怎样的？也是一望无垠的大沙漠吗？莫高窟的下面到底是什么？作为敦煌生态方向标、莫高窟旁的月牙泉为何“千年不干”？未来会干涸消失吗？ ⋯⋯凡此种种，到底隐藏着哪些不为人所知的科学秘密？！

莫高窟“洞窟地层”到底是什么岩层？从何而来？形成于何时？为何“千年不垮”？

为了更好地、更简洁、更明了的地进行阐述，这里介绍一个地质相关概念——洞窟地层。所谓洞窟地层系特指洞窟开凿所在的岩层或者地层。

我国四大著名石窟的“洞窟地层”各有不同，莫高窟的“洞窟地层”为砂砾岩层。其它三个分别为：山西云冈石窟为变质岩，洛阳龙门石窟为石灰岩，天水麦积山石窟为砂岩。

莫高窟开凿于敦煌城东南25公里的鸣沙山，鸣沙山东麓的断壁景观就是由“洞窟地层”所构成，“洞窟地层”为更新统冲洪积砂砾岩地层组合，分为三段地层。

最底部为距今约260—100万年前的下更新统玉门组岩层；中部为距今约100—50万年的中更新统酒泉组岩层；上部为距今约50—10万年的上更新统戈壁组岩层（表1）。

其中，洞窟开凿都分布在中更新统酒泉组地层中，即“酒泉砾岩”，也叫“千佛洞砾石层”，因而酒泉组岩层也称为“洞窟地层”。酒泉组岩层成分为紫红色、杂灰色厚层粗砂砾岩层，为干旱气候条件下冰水河流介质环境中的冲洪积岩层。

为什么洞窟唯独分布在酒泉组岩层中，而没有分布在其它岩层中呢？

这是因为下部的玉门组岩层主要为冰融水冲扇沉积地层，以粗大的砾石层为主，岩石结构差异大，砾石大的很大，小到粘土大小，硅质钙质胶结，岩石质地坚硬，不利于、也难于开凿，作为洞窟的底部岩层。

上部的戈壁组属于晚更新世地层，又称“戈壁砾石层”，为比较年轻的冲洪积作用产物，为未固结-半固结的钙泥质砾石-粗砂岩沉积，因接近地表已部分风化，沉积物比较松散、破碎，难以成型，不利于开凿形成洞窟。

而位于中部的酒泉组形成于距今约50—10万年前，属于河流冲洪积作用产物，主要为厚层块状砂砾岩层，介于前两者之间，石质新鲜，且岩层近于水平产状，是断崖中出露最多的，岩石结构致密、坚固，有利于开凿形成洞室拱顶、成窟、成型，所以成为“洞窟岩层”。

“洞窟地层”从何而来？如何演变而来？

“洞窟岩层”的形成演化过程是一个漫长的地质过程。距今大约260万年的时候，也就是更新世早期开始，这里地壳下沉坳陷，形成陆内坳陷盆地。

从而有利于汇聚周边高山冰雪融水，形成远古时期的湖泊盆地，接受源自湖泊周边祁连山等山系的沉积物，沉积形成了300—800米厚度不等的冲洪积为主的沉积岩层。

该更新统岩层主要为一套灰色、猪肝色、铁红色含砾砂岩、粗砂砾岩、粉砂岩及膏盐粉砂质泥岩，主要为山前冲积扇、洪积扇、冲洪积扇沉积，发育各种沉积构造，为后来莫高窟开凿加工，奠定了物质基础。

由于不同的岩层地貌单元，其岩性、结构、特征不同，形成的时间也是有差异的，所以形成的岩层成分结构也是千差万别的，而这些岩层改造成为雅丹地貌景观，是几千年以来的事情，营力主要受风蚀作用影响。

敦煌东南鸣沙山莫高窟断崖景观，就是在更新世时期，也就是距今约260万年—10万年之间，沉积形成的冲积-洪积扇相砂砾岩层，于距今约5万年的时候，由于新构造运动抬升地表，出露地表的结果。

也就是说，莫高窟所在的断崖景观早在距今5万年之前，早就抬升暴露地表，出现在那里，成为后来有智慧、有思想的古人们的“用武之地”。直到前秦建元二年，僧人乐尊路经此山，在岩壁上开凿了第一个洞窟。

随后，我们来谈谈 “洞窟底层”，为何“千年不垮”？

如前所述，莫高窟所在的“洞窟地层”主要为距今260万年开始形成的，形成环境为炎热干旱气候条件下的冰融水冲积-洪积粗砂砾岩沉积，硅质胶结和钙质胶结，质地坚硬，非常不容易遭受风化剥蚀破坏。

从地层产状来看，“洞窟地层”主要为水平-近水平的更新统地层，呈现块状或板状，叠置“平躺”在下伏古生界-中生界还想碳酸盐地层之上，加之“洞窟地层”岩石的坚硬性，具有很好的稳定性。

从岩层体系组合上看，“洞窟地层”为中更新统的酒泉组岩层，其下伏岩层为下更新统玉门组岩层，其上覆岩层为上更新统戈壁组岩层，彼此互为成因连续的同一岩层体系组合，“洞窟地层”既有稳定的“底层”，又有结实的“盖层”，从而阻挡了地表风化作用的破坏。

从赋存状态来看，敦煌地处荒漠戈壁腹地，“洞窟地层”大部分埋藏于全新世厚层沙漠之下，受到沙漠沉积的覆盖和保护，沙漠通常为疏松干燥的环境，阻挡了岩层的风化作用，只有断崖露出地表空气中，减轻了地表风化作用的破坏。

另外，莫高窟在鸣沙山砂砾岩上坐西朝东，有利于洞窟免遭风沙侵蚀，莫高窟对面的三危山又成为天然屏障，使风沙无法直接威胁到洞窟。还有，荒漠绿洲也有效地阻隔了太阳光对洞窟的辐射。

为何莫高窟会选址如此荒无人烟、风沙聚集的地方？

首先，在一望无垠的大漠腹地深处，在特定的历史条件下，这里成为最佳的交通区位条件和区域集散地，正好这里分布着鸣沙山断崖，这是选址于此的前提条件。

我们现在所说的敦煌莫高窟，感觉很平常，就是一个普通的旅游胜地而已。然而，你未必知晓，这里曾是古代中国通往西域、南亚、中亚和欧洲的交通要道——丝绸之路上的咽喉之地。

从这里，向西经过新疆的南北两道，翻过帕米尔高原，可到中亚。

从这里，再往南走，可到印度。再往西走，可到伊朗（波斯帝国）。再往前走，可达两河流域地区。再往前走，就到了叙利亚，乃至地中海、古希腊和古埃及。

同样从这里，向北方向，越过戈壁沙漠，沿天山北麓西行，进入草原丝绸之路。

正是通过这里，西出玉门关、阳关，进行跨国贸易活动，才有了举世闻名的丝绸之路，也才造就出了敦煌这个交通枢纽，军事重镇。

古时候的敦煌到底有多繁华？那时的敦煌，商贸往来门庭若市，熙熙攘攘。古代的敦煌，就像现代的上海和深圳一样，如此车水马龙、富贾云集的场景，1000多年前早已发生在这里。

在汉代，从敦煌出发，向东可通往长安，直达洛阳，继续向东，可到朝鲜半岛、日本列岛。这里曾是大汉帝国的西大门。

北魏、西魏乃至北周时，统治者崇信佛教，佛教得到空前发展，石窟建造得到王公贵族们的支持，莫高窟发展较快。

隋唐时期，随着丝绸之路的繁荣，莫高窟更是兴盛，在武则天时就开凿洞窟千余个。在古丝绸之路上，是唐代鼎盛时期的佛教圣地，这里是通往西域的西部重镇，它在当时的历史上是一个十分繁华的地方。

基于这样的历史背景，古人才发现了鸣沙山断崖，才开凿形成了莫高窟，这是历史的机缘。前秦建元二年（366年），僧人乐尊路经此山，忽见鸣沙山金光闪耀，如现万佛，于是便在岩壁上开凿了第一个洞窟。

此后，法良禅师等，继续在此建洞修禅，称为“漠高窟”，意为“沙漠的高处”。后因“漠”与“莫”通用，便改称为“莫高窟”。

如上所述，这里是浩瀚无垠的整个西北大沙漠中，唯一出露如此大规模、分布保存良好的雅丹地貌景观——更新统冲洪积沉积的粗粒砂砾岩层，而这种岩层正好是开凿石窟最好的岩层石质之一。

其次，在大漠深处南来北往的交汇处、最佳的交通区位、集散地和中转站，正好分布有出露最佳的“洞窟地层”，这是选址于此的关键。

上述的上、中、下三层岩层，正好构成了“洞窟地层”最佳的成因组合，中层为洞窟所在岩层，上覆岩层为盖板免受地表风化侵蚀，下伏岩层作为底板，起着保护免受地下水侵蚀作用。这种具有时间-空间联系的地质成因岩石组合，成为理想的“洞窟地层”。

这套具有成因联系的“洞窟地层”，为中更新统的酒泉组岩层，其下伏岩层为下更新统玉门组岩层，其上覆岩层为上更新统戈壁组岩层。

从沉积地层序列原理，是新地层覆盖在老地层之上，作为“洞窟地层”的中更新统岩层，通常是被上覆的戈壁组和约1万年以来的全新统沉积所覆盖的，甚至这整套260—10万年以前的岩层组合，应该是深埋在浩瀚的大漠深处的——是看不见的。

那么，为什么正好在这个最佳的交通区位的地方，正好出现了中更新统岩层的“洞窟地层”呢？这就是自然和历史的不期而遇！

因为这种深埋地下的岩层，只有在构造活动抬升的地方，也就是在构造盆地的边缘，在发育有这套岩石组合。也就是说，只有当区域最佳区位正好处于盆地边缘处。

因为盆地形成就是岩层受地质内力作用，中间向下坳陷，周边或四周隆起，其结果造成了盆地中心区域老地层埋得更深，盆地边缘出现深埋在地下的老底层“翘起来”，“翘起来”的这部分岩层，就是我们常说的岩层露头。

而“洞窟地层”就是深埋在沙漠地底下“翘起来”的中更新统岩层——冲洪积沉积成因的砂砾岩地层，这种地层就是最好的开凿洞窟的石质材料。

现代盆地沉积的特点是，盆地中央腹地因为是负地形，所以不停地承接着年轻的沉积物堆积，而盆地边缘由于岩层“翘起”处于正地形，没有沉积容纳空间，不但没有接受沉积作用，反而接受风化作用。这就是“洞窟底层”出露地表，被我们发现、开凿、利用的原因。

紧接着来说说，这种岩层组合在西北大漠中的分布情况，众所周知，敦煌莫高窟位于河西走廊的最西端，河西走廊实际上就是呈现东西走向的狭长的沉积盆地，南、北两侧就是沙漠地下“翘起来”的以这套成因组合为主的老地层。

由于敦煌盆地北部为北山，南面为卡拉塔什塔格山（莫高窟即位于卡拉塔什塔格山北东的鸣沙山东麓），东北为三危山，地势东端高，向西倾斜的长形盆地。所以，导致中更新统“洞窟地层”主要分布于敦煌盆地的南、北两侧。

正因为如此，在浩瀚无垠的西北大沙漠中，作为东西、南北交接的最佳区位就在敦煌盆地附近，而在敦煌盆地附近出露更新统“洞窟地层”，在出露规模、保存状况、岩石结构构造、石质材料等最好的地段，就是敦煌盆地东南的鸣沙山东麓断崖处。

这就是为什么选址于此的最重要的原因，也就是说，所以选址于此，是因为在区域交通区位最佳的地段附近，刚好分布有出露最好的更新统岩层，而正好在这里，恰好被“有胆识、有智慧、有思想”的僧人乐尊所发现。

再次，在适当的古气候、古环境条件下，正好“遇上”难得的地形地貌条件，恰好碰上“万年一遇”的宗教文化景观，这是选址于此的其它重要条件

首先，从古气候、古环境条件上来看，正如上述所言，敦煌莫高窟实际上在2000多年以前的古气候、古生态、古自然条件与现在是有明显不同的，当时的气候、生态和环境条件要比现在的要适宜人居。

近一万年以来，河西走廊正好呈现东西向展布的狭长沙漠绿洲，偶有沙尘暴的影响。位于河西走廊西端的古代敦煌盆地，这里是一片生机盎然的景象，草原、沙漠、戈壁、芦苇海、魔鬼城、胡杨林等，样样齐全。

其次，从地形地貌上看，敦煌四周为荒漠戈壁，风沙很大，长此以往受风沙侵蚀，风沙随大风吹入洞窟中，定会对洞窟壁画造成损坏，然而鸣沙山是沙砾岩，质地坚硬，抗风化强。

洞窟坐西朝东。夏季风从东方吹来，三危山成为教煌壁画天然屏障，为莫高窟遮挡风沙。冬天，风沙从洞窟背面的西方袭来，吹过窟顶呈45度角吹下，风沙不会灌入洞窟。在整个敦煌戈壁找到这样一个“安全区域”，那是万年一遇。

从宗教文化角度看，沙门乐尊者游历经过鸣沙山，发现眼前出现了壮丽恢弘的景观：整个鸣沙山被金光笼罩，仿佛有千万金佛在光线中现出身形。尊者赞叹不已，虔诚地下跪祈祷。尊者认为，这是一块神圣的土地，于是在此地主持开凿了第一个洞穴。

随着时光的流逝，敦煌逐渐成为重要的贸易中转站，商人出门祈福时，都会出资金在这里建造洞穴，因此莫高窟的石窟群日益壮大，在唐代鼎盛时，形成了“千窟争荣”的繁盛之势。

古时候尤其是2000多年以来的敦煌莫高窟，古气候环境与现在是一样的吗？为什么？

如上所述，敦煌盆地乃至河西走廊，在有人类活动以来，这里的古地理古气候环境条件如何，这是影响影响敦煌莫高窟开凿演化发展的重要因素。那么，尤其是近2000多年以来，这里的古气候、古环境，与现代的气候环境是一样的吗？

根据古地理故环境研究结果，敦煌盆地从260万年以来，主要表现为干旱炎热的气候环境条件伴有多期短期湿润温暖气候。在气候炎热时期，由于北坡祁连山，南面为卡拉塔什塔格山冰雪融化，主要形成冰水硅质、钙质胶结的冲洪积砂砾岩沉积。

距今约10000年以来，敦煌盆地演化进入了全新世时期。该时期总体气候表现为由晚更新世的干燥炎热，逐渐转变为潮湿气候背景，同时伴有频繁的气候变化旋回，表现为潮湿气候与干旱气候的频繁交替。

敦煌盆地南部的卡拉塔什塔格北南坡发育向北流（盆地）的党河，属高山冰雪融水和地下水混合补给为主的河流；盆地东北角发育疏勒河，由北山向西流如盆地。盆地最低洼地位于盆地南侧的月牙泉。

距今约10000—8000年期间，气候变为湿润温暖，党河和疏勒河与敦煌盆地连通，河流径流量较大，地面水体较多，沿河流两岸发育绿洲，生态环境条件明显好转。

这个时期，由于党河和疏勒河的滋润和孕育，敦煌盆地仍处于呈现东西向展布的狭长绿洲，以月牙泉为中心的敦煌盆地主要处于淡水湖—微咸水湖环境，并形成相应的沉积产物。

距今约8000—6000年期间，气候逐渐表现为干燥炎热，沙尘暴作用加剧，由于受到新构造运动和气候干旱事件突发的双重影响影响，敦煌盆地发生构造抬升，进入其地史演化的“多事之秋”。

距今约6000—3500年期间，由于北部北山、南部卡拉塔什塔格山、东部三危山的庇护，以及党河和疏勒河的滋养，这里形成了以月牙泉为中心，大漠腹地深处最富饶、最美丽的绿洲，河流两岸及湖泊四周，植被发育，水生物繁盛，生机盎然、水草肥美、绿草连天。

这里成了大漠腹地深处湖泊、河流、草地、胡杨、候鸟等竞相绽放生命的地方，成为古代西域古道上最美的绿洲，从而为远古祖先和敦煌古城的孕育和发展，奠定了良好的自然生态环境基础和生存条件。

距今约3500年—2200年前期间。该时期气候炎热干旱，强烈蒸发，湖水退缩，沙尘暴肆虐，敦煌盆地出现多次干涸事件。在湖心位置沉积形成了以粉细砂为主、含较多中粗砂及膏盐质泥质沉积物。

距今约2200年前—1400年前，气候变为温暖湿润，沙尘暴减弱，这里河网纵横、湖泊密布，成为水草肥美之地。于东汉时期，演化进入兴盛时期，成为商贾云集的国际通商口岸和古代重要的旅居集散地。

晚更新世初期，即距今1300—1000年，随着极端干热气候与构造活动的共同影响，湖泊水体变浅，范围缩小，演化进入充填萎缩阶段。由于唐代丝绸之路的繁荣，莫高窟发展进入到历史鼎盛时期，月牙泉岸边，亭台重立，林木蓊郁，颇为繁华。

距今约1000—700年期间，这里主要为温暖潮湿气候条件，尤其是距今700—900年间，气温与现今的非常相似，降水增多，河流汇入月牙泉湖泊，使湖泊和沼泽面积扩大，水生生物大量繁殖，生物多样性增加，湖泊西岸地面植被增多。

距今约700—现今，气候逐渐进入干旱寒冷与温暖气候交替，沙尘暴交替出现，敦煌盆地进入类现代环境多变时期。该期人类的干扰活动明显增强。随后后期人类活动的加强及其对周围生态环境的破坏，月牙泉面积进一步缩小。

综上，近10000年以来，敦煌盆地气候环境不是一成不变的，是波动变化的，并非现在的遍地沙漠、“荒无人烟”，总体表现为古时候气候环境相对适宜，生态环境条件比较良好，敦煌盆地尤其是月牙泉水域面积大于现在，水深至少10米左右。

“洞窟地层”什么时候开始成为敦煌雅丹地貌的？为何出现各种各样的雅丹景观？

雅丹地貌的形成必备两个基本条件，首先是雅丹岩层（即更新统砂砾岩层）轻微抬升出路地表，其次是出露地表的鸭蛋岩层经过地表多期的风化剥蚀改造作用。

首先是更新统砂砾岩层褶皱抬升、断裂，为雅丹地貌景观的形成奠定了重要前提。

晚更新世时期，即距今约2.6万年，敦煌地区受到北东、近南北向构造挤压应力作用的影响，发生了显著的褶皱变形，形成了北西-南东向短轴背斜或穹窿。

从而有利于敦煌盆地的蒸发作用，加剧湖盆的干旱和变浅，并部分暴露水面接受地表风化侵蚀，从而于更新世中期（大约距今2.4万年）形成雅丹地貌框架雏形。

中更新世晚期，即大约距今2万年的时候，再次发生喜马拉雅山构造运动第三幕（相当于昆仑运动），造成整个柴达木盆地基准面进一步抬升，形成并处于新的基准面上，从而奠定了雅丹地貌现今总体轮廓和空间格局。

到晚更新世晚期逐渐演化成为小型盆地，彼此被褶皱断裂构造分隔开，雅丹地貌大面积出露地表，地表风化作用进一步加强，风化侵蚀作用进一步加剧，从而有利于雅丹地貌景观的进一步改造和“雕琢”。

其次是由于岩层成分结构的不同，导致了敦煌雅丹地貌景观的颜色、形态、大小等的差异性。

雅丹地貌的颜色通常由岩层沉积形成过程中的沉积物组分和气候因素所决定的。通常情况下，温暖湿润气候条件下，比较深的湖水环境有利于形成深灰色、暗灰色的细粒雅丹地貌，这种雅丹地貌水平层理发育，质地较为松软，有利于风化剥蚀，往往形成负地形地貌。

在相同气候条件下，形成于湖滩、滨浅湖和三角洲前缘沉积环境，主要表现为灰色、白色的粉砂岩和细砂岩组合，因质地坚硬不利于地表风化剥蚀，因而通常形成雅丹地貌高地或者侵蚀正地形，而且这种雅丹地貌通常较为高大，规模较大。

在炎热气候条件下，通常有利于地表氧化作用，有利于钙质和铁泥质结核的形成，主要形成紫红色、棕色、红黄灰色的石膏质泥岩和粉砂质泥膏岩沉积，这种岩石组合质地通常最为柔软，因而形成侵蚀洼地和侵蚀沟谷，雅丹地貌规模较小，形成各种溶沟、或者侵蚀沟谷地貌。

褶皱形态不同以及褶皱不同部位的地层产状与风向控制了雅丹的几何学特征。当岩层走向与盛行风有较大交角，或当倾角较大出露地层宽度较小时，往往有利于形成长宽比小的雅丹，如犬牙状、锥状雅丹。

背斜核部地层相对古老、固结程度好，加上坡度和高差大，所经受的侵蚀过程复杂，除风蚀外还有物质坡移、径流侵蚀等，也多形成长宽比小的雅丹，而背斜两翼的岩层走向与风向平行，更易形成长宽比较大的长垄状雅丹。

敦煌莫高窟下面究竟是什么？到底隐藏着什么秘密？

在莫高窟“洞窟地层”下面，到底是什么岩层？怎么形成演化过来的？与“洞窟地层”有什么关系？

“洞窟地层”下面是古生代海洋碳酸盐岩和中生代湖泊相为主的沉积，其中隐藏着大约7.5亿年的秘密。一是持续从距今约8亿年—3.45亿年共4.55亿年的海洋沉积地层的秘密，二是从距今约2亿年—0.95亿年约1亿年的陆地岩层沉积演化的秘密。还有一个秘密就是，这两套地层都是富含石油、天然气地层。

首先，来谈谈关于海洋碳酸盐岩沉积演化的秘密。

距今约8亿年到约4.55亿年的时候，也就是从晚震旦世到晚奥陶世时期，该区为广阔的一片汪洋大海，沉积了3000—4000米不等的碎屑岩-碳酸盐岩沉积，包括寒武纪浅湖-潮坪相石灰岩-白云岩、奥陶纪局限海洋灰岩沉积和含煤碎屑岩沉积。

最古老的岩石是底部上震旦统全吉群砾岩、砂岩、砂页岩沉积，间接揭示出这里8亿年前，曾经受到过早震旦纪冰川事件的影响。

距今约4.5亿年的时候，也就是晚奥陶世晚期，这里发生了加里东运动，地壳抬升暴露地表，海水退却，处于古陆剥蚀状态，直至距今约4.11亿年，即古陆持续了大约0.4亿年之久。

距今约4.1亿年开始，这里开始了连续3次大规模的海侵，分别是早泥盆世-早石碳世（城墙沟期）、早石碳世怀头他拉期、晚石碳世早期克鲁克期和晚石炭世扎布尕秀期。

旋回下部通常为滨浅海-潮坪沼泽含煤碎屑岩，中上部为潮坪-局限台地碳酸盐岩沉积，沉积形成了近2000米厚的海相沉积岩地层。

值得提及的是，距今约2.54亿年即晚二叠世末期的时候，发生了海西构造运动，使这里又一次抬升为陆，接受风化剥蚀，导致这里缺失二叠纪—三叠纪沉积，并造成中生代地层直接超覆在早古生代地层之上。这次“古陆生活”持续了大约1亿年的时间。

然后，再谈谈关于陆相地层沉积演化的秘密。

从距今约2.05亿年，即从侏罗纪开始，这里处于辫状河-扇三角洲-沼泽环境中，沉积了厚约3000米的含煤碎屑岩沉积，也是很好的含油气地层。从距今2.05亿年—0.96亿年之间，持续了大约1.1亿年的时间。

距今约0.95亿年的时候，即早白垩世末期，这里发生了构造运动，叫做燕山运动，导致了柴达木盆地周围山脉的进一步形成和抬升，从而导致了早期沉积岩层抬升地表接受风化剥蚀。

进而造成上白垩统沉积地层的缺失，结束了水上雅丹沉积的基地沉积演化阶段，从而为水上雅丹岩层的形成及其改造奠定了重要基础。

燕山运动是三叠纪末到白垩纪时期中国广泛发生的地壳运动。使我国许多地区，地壳褶皱隆起，成为绵亘的山脉。燕山运动对我国大地构造的发展和地貌轮廓的奠定，都具有重要意义，今天我国地势起伏的大体轮廓，就是在燕山运动中初步奠定的。特别是西部地区，许多在燕山运动中已经形成的山岳再次被抬升，这种变动直到今天还没有完全停止下来。

敦煌莫高窟旁的月牙泉为何“千年不干”？未来会干涸消失吗？

月牙泉、莫高窟、九层楼景观融为一体，构成敦煌城南一脉相连的“三大奇迹”。到莫高窟旅游的，都会去月牙泉。反之，去月牙泉旅游的，也会去莫高窟。因为两者离得比很近，莫高窟位于沙鸣山东麓断崖，而月牙泉则位于鸣沙山北麓。

那么，自汉朝起即为“敦煌八景”之一，素有“沙漠奇观” “塞外风光之一绝”“沙漠第一泉”的月牙泉，处于一望无垠大漠深处之中，为何几千年过去没有干涸消失，成为“千年不干”呢？

月牙湖形成于更新世末期，大概是距今5—10完年期，属于河道残留湖泊。月牙泉是附近党河的一段古河道，大约4000多年前，党河改道，大部分古河道被流沙淹没，月牙泉一段为地势最低处。由于地下潜流出露，汇集成湖。

从月牙泉形成依赖，地下水、地表水均是自然状态下发生的补给、径流、排泄过程，特别是党河在祁连山大量冰雪融水和降雨的补给条件下，党河河床长年流水不断，这是月牙泉“千年不干”的主要原因。

由于河床下部多分布为松散的砂砾石层，河水在径流过程中产生大量的渗漏，为本地区域地下水提供了丰富的补给源。区域性水位普遍较高，这种区域性高水位的地下水，为月牙泉提供了具有充分保障的补给源，这是月牙泉在这种极端干旱的条件下数千年不干涸的秘密所在，也就是早期历史时期泉水动态一直比较稳定的原因。

上世纪60年代以前，区内基本上没有什么大的水利设施和地下水开采工程，月牙泉地区区域地下水、地表水均是自然状态下发生的补给、径流、排泄过程，所以月牙泉水面一直保持正常的动态平衡状态。

据20世纪50年代测量数据（岳峰等，2007），月牙泉水面东西长250米，南北最宽处60米，平均水深6.5米，最深处8.5米有余，水域面积减少为18680平方米。而到1997年，月牙泉平均水深降到1.6米，水域面积减少为5380平方米（表2）。

面对正在到来的全球气候异常、人口暴涨及经济社会发展所带来的越来越超载的资源环境生态承载力，月牙泉还能坚持多久？未来会干涸消亡吗？

敦煌莫高窟的年降水量不足50毫米，但蒸发量却超过2500毫米，是中国最为干旱的地带之一，正是这里，依托着径流量并不大的党河，走过了数千年薪火不灭的岁月。

这要从月牙泉水生态系统说起。作为四周被沙漠包绕的小湖泊，月牙泉水位变化的影响因素，主要包括自然因素和人为因素。

首先是自然因素。

自然因素主要是湖水面蒸发和风成沙淤积，尤其是大漠腹地深处，一方面四季降雨量少，蒸发作用强烈，另一方面干燥、滚烫的浩瀚沙海对“小湖泊”有吸干作用。此外，频繁发生的沙尘暴作用，造成沙暴沉降淤积，最终导致湖水面变浅。

其次是人为因素。

主要是20世纪70年代以后，当河水库修建导致党河河水全部被截留入库。由于人口增加及耕地面积增加，地下水开采利用，导致党河河水猛然减少（表2）。

相比之下，自然因素造成的破坏影响是相对次要的。上世纪60年代以来，大规模水库修建和地下水开采利用，造成的湖水生态环境的退化，这是造成月牙泉湖水迅速减少的主要原因。

面对正在到来、越来越严重的全球气候异常，人口暴涨需求及经济社会发展所带来的越来越超载的资源环境生态承载力，月牙泉如何才能实现下一个“千年不干”，确保敦煌地区的可持续发展？

如何确保月牙泉再次“千年不干”，这是对我们智慧的考验。关键是，在确保不再修建党河水利工程和地下水开采利用前提下，恢复、确保地下水-地表水系统维持原有自然状态条件，实施科学补给、径流、排泄措施。

具体就是，遵循月牙泉补水机理，结合整体水生态保护与修复建设，营造月牙泉原生态自然环境，打造基于月牙泉及党河水生态保护和修复的生态水利工程。

恰好的地质背景，造就了恰好的西北大沙漠，恰好的西北大沙漠早就了恰好的河西走廊，恰好的河西走廊造就了恰好的敦煌，恰当的敦煌恰好位于大漠深处的东西南北交汇处，恰好大漠深处的东西南北交汇处恰好分布有鸣沙山，恰好沙鸣山的东麓恰好分布有“洞窟地层”，恰好僧人乐尊在恰当的时候恰好路经此地，恰好、恰好遇上这里“金光闪耀”恰好“如现万佛”……

这就是巧合，地质与历史的巧合，自然与人文的巧合，沙漠与文化的巧合，大自然的鬼斧神工与历史人文的巧夺天工的巧合，这就是时间与空间的巧合，所有这些偶然与必然的巧合，造就了神奇的世界佛教艺术圣地——敦煌莫高窟。

新发现之旅视点，原创不易，水平所限，错讹之处，在所难免，多多交流，敬请点赞！

新发现之旅：科学解密敦煌莫高窟