出品 | 探客纪
创作团队 | 千城记
撰文 | 林景星
编辑 | 闻静
编者按：
北京这座大都市拥有3000多年的历史，在人们心目中，它有各种身份和名片：政治中心、文化中心、国际交往中心……但鲜少有人留意到北京千年来的地质变化。
本期我们邀请到中国地质科学院地质研究所资深研究员林景星教授，他长期从事环境地质的研究、分析、检测等工作,成果丰硕。他眼中的北京城究竟是什么样子的呢？
候仁之院士的猜想
当您迈进北京大学的校门，便见一汉白玉的小桥，小桥前面是一片绿幽幽的草坪，草坪上竖立着两柱汉白玉雕刻的高高的华表，华表的西边便是古色古香的北京大学的办公楼。
办公楼总共两层，第一层办公，第二层是北京大学的大讲堂，它能容纳200个人左右，著名的经济学家北京大学校长马寅初，外交部部长陈毅元帅等著名的学者与政治家都在这里做过演讲。
1960年夏天，著名的北京通历史地理学家侯仁之院士就在这里讲“北京历史的故事”，座无虚席。
图1，群山环抱中的北京城
制图@探客纪，底图来源@天地图（请横屏观看）▼
现在的北京，北面是山，西面是山，西南面还有山，山外是一马平川的大平原，北京大平原。
北京大平原与华北大平原相连接，四通八达，您可以从北京大平原漫步到华北大平原的任何一个角落，无阻无挡。（图1）
可是，据侯仁之院士讲，远古时代的北京，婴儿时期的北京，只是一个古代永定河上的渡口，一个小小的居民点，后来慢慢地变大，成长为一个小小的城市，叫蓟城。
这个蓟城可以说是北京小时候的奶名，它是春秋战国时代燕国的首都，它只有四条出路，一出山海关至东北，二出古北口到内蒙，三出南口达西北，四贴山边通西南地区。
那时的小北京只是一个小平原，它一半被山围绕，一半开口，山外是河湖沼泽满布的泛滥平原，“它很像一个半封闭的海湾”（1960年候院士在北京大学大讲堂的演讲，正式出版物见于：候仁之金涛1980，北京史话，第10页，倒数第2至第3行），那河湖沼泽满布的泛滥平原像是由海演变而来。
所以，候仁之院士猜想，它可能是个古海湾——北京湾。
北京湾？一个古海湾？可是，北京海在哪儿？
因为当时满北京也没有发现有海相的沉积物，也没有找到有一丁点儿海岸地貌的蛛丝马迹。
因此，候仁之院士的北京湾猜想，就犹如数学中的“哥德巴赫猜想”一样，成为地质学研究中的一大谜团（图2）。
这是上个世纪60年代初的故事。
图2，婴儿时期的北京-蓟城（据：候仁之金涛 1980）▼
李四光院士的推测
到了上个世纪60年代末，有一天，我国最负盛名的独创地质力学理论的李四光院士，突然心血来潮，派他的助手崔占堂教授去河北泥河湾盆地早第四纪（约2-3百万年前）的地层里寻找有孔虫化石（海洋生物化石）。
大家都知道，泥河湾盆地的第四纪沉积是纯陆相沉积，为什么李院士要崔教授到这里寻找海相化石呢？
李院士没讲，也许李院士认为候仁之院士讲的北京湾，确实是个海湾，北京在2-3百万年前应当是个海，可在北京，如果有这个海洋沉积层，它可能都在300多米至-400多米深的地底下，需要打钻才能揭露，但在泥河湾盆地就不一样了，它都出露在地面上，所以应该去泥河湾盆地探索一下，那里是否有有孔虫化石，如果有，北京肯定也有，那么北京当时肯定就是个海——北京海了，北京湾当然也就存在了。
没想到，歪打正着，崔教授还真的在泥河湾盆地早第四纪（约2-3百万年前）的地层里找到了有孔虫化石-诺宁虫，具体地点在河北省蔚县东窑子头，与有孔虫共生的还有陆相介形虫化石土星介（图3）。
图3，上图1-3为诺宁虫（Nonion）;下图为土星介（Ilyocypris）▼
这一发现，犹如一滴冰水掉进了滚开的油锅，炸了！有学者认为它是被风吹来的！有学者认为它是被鸟带过来的，等等，争成一锅粥。
月转星移，到了上个世纪70年代末，也就是1977年，河北和山东地质矿产局与我们在华北平原大量的钻孔里发现了丰富的第四纪（2-3百万年前以来）的有孔虫化石，在详细研究以后，我们在《地质学报》上发表了“华北平原第四纪海进海退现象的初步认识”，确认了华北平原在2-3百万年前的早第四纪期间，发生过海侵，我们把这次在华北平原第四纪最早的海侵，命名为渤海海进。
在那时，海水淹没了华北平原部分地区，但其海水最多也只达到天津的武清地区，并没有达到北京（图4）。所以，北京海是否存在仍然是个谜。
图4，渤海海进范围（黄色为陆地，条纹区是渤海海进的范围，星号为标准钻孔的位置）▼
到了上个世纪80年代初，1981年，峰回路转，还真的如李院士推测的那样，北京地质矿产局在北京发现了丰富的早第四纪的（2-3百万年前的）有孔虫化石，地点顺义｛顺5孔｝，孔深436米，年龄230万年前。
那一年，我们在《地质科学》上发表了“北京顺义早更新世有孔虫动物群的古生态及古环境”一文。
这一次发现的有孔虫还全是深海的属种，它们以底栖的饰带透明虫和浮游的厚壳新方球虫等深水种为代表，还有深海介形虫赫马尼介，它们确确实实证明了北京海的存在，而且还是个深海（图5）。
可是，北京海为什么会那么深啊？这是一个至今也解不开的谜。
图5, 6-8饰带透明虫（Hyalinea balthica）；1-2厚壳新方球虫（Neogloboquadrtna pachyderma）▼
王鸿贞院士的解译
现在，我们回过头来讨论泥河湾的有孔虫从何而来？。
让我们先来了解一下泥河湾有孔虫的生态特征，它只有一属一种，叫提斯布利诺宁虫，典型的半咸水-微咸水种，它只生活在河口、泻湖与滨海地区，如在阿根廷的拉普拉塔（La Plata）河口就有大量分布。
早第四纪时期（2-3百万年前），生活在泥河湾的这种有孔虫，除了有很多正常的个体以外，还有较多变异了的畸形个体（图6）。
图6, 1-3提斯布利诺宁虫｛Nonion tisburyensis｝畸形个体，4正常个体（据崔占堂）▼
泥河湾的有孔虫，有学者认为它是被风吹来的，这个绝对不可能。因为风不可能只选择一种有孔虫而把它带来，它会毫无选择地，一股脑儿地把它吹过来。
所以，如果是风吹的，那肯定不会是单独的一个属一个种，而会是一个群。再者，在海域里生存的有孔虫，突然被投放入淡水里，它也活不了。
还有的学者认为它是被鸟带过来的，这个也绝对不可能。道理相同，假定鸟能带，与风一样鸟也不可能只选择一个属一个种的有孔虫，而把它带到泥河湾来。
那么，泥河湾的有孔虫是如何来的呢？
最大的可能就是它与北京海在空间上曾经有过某种联系，也就是说，泥河湾在那个时期，可能有大河流入北京海，在北京海发生超级海泛时，潮水朔河上湧，其末梢到达了泥河湾。
这个在河口生活的“土著居民”-提斯布利诺宁虫，就趁着潮水迁移到了潮水到达的泥河湾地区，成了那里的“移民”，由于有些“移民”不习惯这个崭新的环境，从而发生了变异，所以这里的提斯布利诺宁虫的畸形个体就比较多（图6）。这便是著名的古地理学家王鸿贞院士的海泛论的解译。
依据目前的研究程度，这样来解译它，也许比较合理。
如果是这样，那么，北京平原与西山和泥河湾的构造运动历史就要重写，这可能就是李四光院士派他的助手崔占堂教授去泥河湾盆地寻找有孔虫化石时心里藏的“黑匣子”。
综上所述，北京海确确实实曾经存在过，但它还有太多太多的谜团，在等待着我们去研究。
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