二、大漠之沙天上来

    那么，沙漠中巨量的沙子究竟来自哪里呢？在我们终于认识到一种真实存在的自然过程——电离层、辐射带中的尘埃等离子体在达到一定的条件后就会发生复合而成为中性物质，其中也包括沙、土之类的物质——之后，我们就可能找到了真正的沙漠之源。事实上，沙尘暴可能才是为沙漠提供沙源的罪魁祸首。这些沙子来自天上，而不是地下，也不只是山石风化而来（由山石风化而来的沙土可能是微不足道的）。它们可能是由电离层、辐射带中的尘埃等离子体复合（在等离子体化学中使用的术语是“等离子体聚合”）而成的。这种复合过程是以沙尘暴、雨土、雨石（鹅卵石、砾石等）的形式表现出来的。
我们知道，在大气层上方存在一个由各种元素离子、电子（等离子体）组成的电离层和磁层。
    观测资料表明，电离层中存在着大量的自由电子、质子及各种正、负离子。E层电子密度极大值的高度通常位于110～120Km。而整个电离层电子密度的最大值位于300Km左右，峰值密度达1012m-3。[7]
    另外，如所周知，电离层之上的磁层中还存在地球辐射带——范爱伦带。是由地磁场俘获的带电粒子带。辐射带内的带电粒子是太阳风、宇宙线与地球高层大气相互作用而产生的高能粒子。
    而且，目前人们也已清楚地知道，在地球的磁层和电离层都有各种尺度和不同密度的尘埃粒子。这些尘埃粒子与带电粒子（离子）共同构成尘埃等离子体。尘埃等离子体是一个由电子、离子和中性原子组成的等离子体以及“浸”在其中的尘埃粒子所形成的体系。[8]
    由于太阳和宇宙线辐射的电离作用，不同来源的各种离子和尘埃粒子在电离层、磁层中长期存在并不断演化。由于其间电磁相互作用的存在而使这些带电的离子和尘埃粒子在某些区域中聚集起来，成为高密度等离子体团块。当这种高密度等离子体团块在受到太阳自上而下的较强的辐射加热作用而对流到低层大气时，由于低层大气电场较弱，达到了等离子体复合的条件（复合速率超过电离率）时，这些金属、非金属离子就会发生复合。由于等离子体复合的最终产物是中性粒子，大量的中性粒子就会结合成为中性物质，而中性物质的一般存在形式有三种，即：固体、液体、气体。所以等离子体复合最终会生成或固体或液体或气体物质。而“雨土”现象，可能正是对流到低层大气的电离层或辐射带高密度尘埃等离子体云团复合为固体（沙尘）和气体（即空气，形成大风）的过程。
    等离子体复合是电离的逆过程，这个过程会将物质发生电离时吸收的能量重新释放出来。所以等离子体复合是放能过程，这个过程会有大量的能量释放出来。
    电离层、磁层中的尘埃等离子体一个显而易见的来源是火山爆发时喷入大气层中的大量烟尘。众所周知，火山爆发时喷发的烟尘量是非常巨大的，常常是浓烟滚滚，烟尘弥漫，蔽日遮天。如1980年5月18日，美国华盛顿州波兰特东北的圣海伦斯火山爆发，喷出的浓烟高达近20公里，浓烟随风扩散的结果，使北美洲的许多地区一片黑暗，白昼也要开着路灯和车灯。1854年苏联堪察加半岛上的舍魏路奇火山喷发时，大量的火山灰漂游在火山口周围50公里内的高空，浓黑的火山灰遮天蔽日，使那一带的白天变成了伸手不见五指的黑夜。1883年印度尼西亚的喀拉喀托火山爆发喷出的火山灰，曾飞渡太平洋，直飘到北美洲，并且几乎将整个日本的天空盖住，使白天全无日光。[9]1815年4月5日～11日，印尼坦博拉火山爆发，这次爆发喷出的火山灰总量达五、六百亿吨之多，火山爆发后，火山灰连续三天在480公里范围内遮黑了天空，到4月12日中午，几百公里以外的爪哇岛上黑得伸手不见五指。[9]
    如此巨量的火山灰一部分会迅速凝聚成较大颗粒的沙尘、砾石等等而降落下来，但也会有相当一部分密度小、比重轻，尤其是呈离子状态的物质会以尘埃等离子体的形态在高空长期漂游。经过长时间演化、凝聚，最终会复合为沙尘、砾石、雨雪或其它物体。这便是“雨土”、“雨沙”、“雨石”等现象的显而易见的来源之一。这是一种显见的物质循环过程，它的存在是无庸置疑的。
    资料表明，在这样喷出大量烟尘的火山爆发后，确实发生过有因可查的大规模的沙尘暴（雨土）、暴风雨（雪）等等。如：1982年3～4月墨西哥钦乔纳尔火山爆发后不久，在太平洋和印度洋的上空，出现了一片由火山灰形成的巨大的云层，从墨西哥一直延伸到沙特阿拉伯的上空。科学家们认为，这一巨大的云层显然与3月29日墨西哥的火山爆发有关。云层含有500万吨火山灰，厚3000米，漂浮在约20公里的高空。而就在这次火山喷发的次年2月8日，一股强风横扫澳大利亚的维多利亚州，巨团风沙使墨尔本变得昏黑，好似日全食一样。[9]而这样的沙尘暴，应该正是钦乔纳尔火山喷出的火山灰形成的尘埃等离子体复合形成的。
    撒哈拉大沙漠公元前5000年那“不知从什么地方飞来”的铺天盖地的黄沙可能也正是由电离层或辐射带中的等离子体复合而成，然后降落下来的。
    事实上，沙尘暴中的各种现象均表明是电离层或辐射带中的等离子体复合形成的。如：
    1993年5月5日在甘肃河西地区东部和宁夏中卫等地发生了一场特强沙尘暴：5日金昌市本来天气晴好。15时30分左右，首先发现市区西北方龙首山方向的地平线上有一堵高约300米的风沙壁向市区推过来，上部呈菜花形，再近些便见到沙尘滚滚，由前向后，由下向上，团团翻滚，宛如原子弹爆炸时的蘑菇状烟云，铺天盖地地压过来。15时42分风沙壁推过金昌站，顿时17m/s以上的西北风大作，飞沙走石，开始一两分钟还能见到东西，以后能见度降到0m，伸手不见五指，白昼顿变黑夜。……17m/s以上的大风持续了25时56分，其间16时37分出现最大风速34m/s（风力12级以上）……
    ……16时30分左右先在民勤站西北方向出现风沙壁，像重叠的山峰，又似城墙，民勤站记为积雨云。……武威黑风持续期间天色红一会、黑一会，天色发红时像墙外着了火似的，发黑时显紫黑乃至漆黑。……该两地均闻雷声数次，始为远雷，后为近雷，也都下了微量雨。武威雨点大，但不密，全成了泥浆雨。……在古浪也是狂风、黑浪、炸雷、泥浆雨交织……黑风在发作了近5个小时，跋涉了500多公里后，才逐渐耗尽了它的能量。[10]
    关于“风沙壁”的高度，目睹者所称的风沙壁高300米可能指最前缘之高度，实际浓密沙尘的高度要高得多。……估计黑风盛期上空浓密沙尘的高度可能在1km以上。[10]
    风沙壁、蘑菇状尘云是沙尘暴所特有的征象。其他类型的飓风、台风，风力再大也都不具备这种特征。独具的特征也必定有独特的机制。如果仅仅是由风吹起来的沙尘形成的，则除非有风向垂直于地面的风。而能把地下的沙吹至数百米乃至数千米高的垂直向下的强风是无法产生的，没有什么样的机制和能量能造成这样的怪风——无论是太阳辐射加热地面引起的热对流还是由于气温的差异而导致的“水平气压梯度力”都不能形成这样的风。那么，是什么能量造成了如此强大而持久的黑风呢？容易判断，只有电离层中的等离子体对流至近地面并发生猛烈的集体复合，从而释放出巨大能量时，才能形成这样强烈的黑风。也只有等离子体复合时的能量急剧释放，才能形成这样的高达千米的蘑菇云状的风沙壁。天色发红像着火、紫黑、炸雷、泥雨，都是高密度尘埃等离子体快速集体复合的典型特征。如果仅仅是风吹扬起的沙尘，是不可能使天空漆黑，能见度降到0米的。
    以下是另一篇有关沙漠中的“沙暴”亲历记：1981年5月1日，我乘吉普车到巴丹吉林沙漠东南部的大碱沟一带工作。……出发后，吉普车刚绕过几座沙山，只见西北天边上出现了一片黑云，齐刷刷的，犹如一张黑色的屏幕般地向东南移来。弹指之间，这黑云犹如一支千军万马的队伍呼啸蜂拥而来。它迅速地膨胀扩张，速度之快，大有迅雷不及掩耳之势。狂风卷起的沙石似舞台上的屏幕瞬间就扬满了整个天空，幕后的沙山、沟谷一点也看不见，黑幕的前锋似乎有千百万个龙头在翻腾滚动，争先恐后地滚向前方，景致甚为壮观。……真是风沙滚滚，天昏地暗，肆虐的黄龙铺天盖地地压了过来，吞噬了大漠的一切，大地随即由白昼变成了黑夜。[11]
    这场沙暴显然是由“西北天边”上的那块“黑云”引起的，黑云没有降下暴雨，却降下了沙暴。而这铺天盖地的黄沙，可能并非仅仅由狂风吹起，而是由黑云中的尘埃等离子体复合而成的。
    正是由于沙尘暴是电离层或辐射带中的尘埃等离子体复合形成的，所以“尘暴能造成每米几千伏的大气电场，足以造成电晕放电。甚至产生闪电放电。”[7]
    1976年唐山地震前有人看到从河堤上升起小火球，用手去捧，得到的只是少量粉沙土。[12]这样的“小火球”也可能正是被地震时地表积累的大量电荷与电离层、磁层电场发生电磁感应而将土壤电离所形成的等离子体火球，很快又复合为沙土。这表明等离子体是可以复合为沙土的。
    空间等离子体究竟复合为什么物质，可能取决于它与地面或近地面物质之间的电磁感应。电离层、辐射带中的尘埃等离子体与地面上的哪一种被感应带电的物质发生了相同频率、相同振幅的谐共振时，就可能被诱导而复合为该种物质。现象表明，一般条件下，空气、水这些流体中的电场最容易形成与电离层、辐射带等离子体电场相同频率、相同振幅的谐共振，所以多数空间等离子体复合事件是刮风、降雨，而在沙漠极度缺水地带，则只能是由带电的沙子和空气与电离层、辐射带中的等离子体电场相成相同频率、相同振幅的谐共振，从而诱导电离层或辐射带等离子体复合成大量的沙子并形成大风。
    电离层或辐射带中的尘埃等离子体复合为沙尘的现象在中国古代被记述为“雨土”，这样的“雨土”过程与现代意义上的“沙尘暴”现象可能并不尽相同，有时可能表现得相对温和、平稳，像普通降雨过程一样，这是由于电离层、辐射带等离子体密度、成分、电场状况的差异导致的。
    许多历史和现代的记载可以对此作出有力的佐证：很多“雨土”事件发生时常常没有风，而只是形成浓雾。不言而喻，浓雾是不能在大风天形成的。有些雨土事件则只有不足以导致扬尘的微风。如：
    1898年2月16日至19日，在沿西非大陆的东部大西洋浩淼的海面上，发生了一次浓雾。从南到北，至少延伸1500英里……雾是由一种非常细小的红色尘土形成的，这种红尘细小得难以扫起，尘雾浓密的程度使太阳和星星在两天内黯淡无光。……落下的尘土用船只大量搬运抛入海里。
    1月22日和23日，在英格兰的最西南部，一种奇怪的降尘现象吸引了人们的注意。在暴露的物件和地面上有一种红色的或是黄色的尘土，样子像从天空落下来的。这种现象过去也曾有过，但很罕见。……铁栏杆和篱笆蒙上一层细的淡橙粉色的尘土。使我印象最深的是普通的铁丝网，像是用刷子涂上了一层红色。这种尘土很细，在巴里群岛沉积得特别的多。[13]
    1903年2月21～23日，红雨——在英格兰和威尔士的南半部以及欧洲大陆上许多国家的20000平方英里面积上落过一场尘土“红雨”。据估计，仅仅落在英格兰和威尔士的尘土总量不会小于一千万吨。[14]
    古籍中的此类记载更为丰富。如：
    晋元帝太兴四年（321年）八月，黄雾四塞，埃氛蔽天。
    太宁元年（323）正月癸巳黄雾四塞，二月又黄雾四塞。
    魏太延四年（439？）庚子，雨土如雾于洛阳。
    太和十二年（488）十月丙戌，土雾竟天，六日不开。
    世宗景明三年（508）二月己丑，秦州黄雾雨土复地。
    世宗景明四年（509）八月辛巳，凉州雨土复地，亦如雾。
    至元二十四年（1287）诸王薛彻都部，雨土七昼夜，没死牛畜。又载：雨土七昼夜，深七八尺。
    大德十年（1306）二月，大同平地县雨沙黑霾，毙牛马二千。[15]
    上述记载足以说明古籍中记载的“雨土”事件并非现代意义上的“大风扬尘”式的“沙尘暴”。而是在无风或微风条件下的降尘。
    古籍中记载的雨土量有时大得惊人，这可以为土壤的起源找到依据：
    公元前6世纪，一场“土雨”在一夜之间竟淹没了一座刚刚修好的夏朝的宫殿。[16]
    《随书•五行志》载：“梁大同元年天雨土。”《新唐书•五行志》载：“唐天宝十三年二月丁丑雨黄土。”《宋史•五行志》载：“宋熙宁八年五月丁丑雨黄土兼细毛。”光绪《顺天府志》载：“元元统四年夏四月昌平大雨红沙，昼晦。”《明史•五行志》载：“成化十年四月丙辰雨黑沙如漆。”康熙《兰溪县志•灾异》载：“宏治八年三月县北黄湓畈中天雨黄土，有大如碗者，然甚轻，至地即碎。”光绪《顺天府志》载：“成化六年五月京师大风，皇墙以西有声如雨雹，视之皆黄泥丸子，坚净如樱桃大，破之，中有硫磺气。”民国《湖北通志》卷十五载：“崇祯十一年正月安陆雨土，地尽白。”雍正《猗氏县志》卷六载：“康熙四十五年二月初六雨土，色白味如盐。”同治《福建通志》卷七十二载：“雍正五年三月十六日兴化莆田连日雨土，四望如雾，寻雨虫如钗股大，色微紫。”民国《襄垣县志》卷八载：“咸丰三年正月二十二日天气赤如火光，下细沙土细若油泥。”
    乾隆《临清直隶州志》卷十一载：“元至正二十四年雨土七昼夜，深七八尺，牛畜尽没死。”光绪《通州志》卷末载：“嘉靖二年二月风霾大作，黄沙蔽天，行人多被压埋。”光绪《南乐县志》卷七载：“万历十三年二月甲申夕，黑风骤至，折屋飞瓦，十四日黎明止，雨沙尺余。”同治《即墨县志•大事•灾祥》载：“道光三十年春雨红沙，积地尺余。”[12]
    上述记载有许多现象表明，“雨土”并非“大风扬尘”所致：其一，“雨黄土，有大如碗者，然甚轻，至地即碎。”大如碗的土块是极难被风吹起的。而且，如果是自地面吹起的土块，也不会“甚轻，至地即碎。”而由空间等离子体复合而成的土块，则会由于等离子体的密度分布以及可以同时复合为气体物质等原因而形成这种“大如碗”却“甚轻”的土块。坚净如樱桃大，中有硫磺气味的黄泥丸子，更不是平常所有之物。当尘埃等离子体中含有较多硫离子时，就可以复合为有硫磺气味的黄泥丸子。
    其二，“雨红沙”，“雨黑沙如漆”，“雨土，地尽白”，“雨土色白，味如盐”也非大风扬尘所致。且不说雨土所在地或其风沙源头是否有红沙、黑沙、白土，即令有，风也不可能专拣红沙、黑沙、白沙来吹，它不会有如此神奇的筛选功能。而这可能正是由于空间等离子体的离子（粒子）成分不同，才复合成了不同色泽的沙土。“色白味如盐”显然是海洋中的钠离子、钾离子、氯离子蒸发进入大气后复合成氯化钠、氯化钾所致。
国外也有许多类似的记载：
    1978年9月5日和6日，《气象》杂志报道，华盛顿零星有“无法解释的绿色黏土从天而降”，一些动植物被砸坏了，汽车上全是泥巴。一座12层的楼房顶上落满了那种黏土，这说明它是从很高的地方落下来的。[17]
    1867年10月18日，英格兰瑟瑞地区泰晤士迪顿村的居民被晚间天空的“火雨”吓坏了。火雨燃烧了大约10分钟，放出“耀眼”的光芒。根据《西蒙斯气象月刊》的报道，村民们……发现“村子上游地上的水坑和盛雨水的水桶上面都覆盖着厚厚的一层硫磺。”
    1832年，据报告在俄罗斯科里诺夫村也有天降硫磺或硫磺化合物等“黄色易燃物质”。根据美国《科学》杂志的报道，村民开始曾误把700平方英尺土地上大约两英寸厚的棉花状物质当成了颜色怪异的雪。然而，样品能够迅速燃烧并释放出奇怪的气味。这使得村民相信那可不是普通的降雪。因为地球表面很少有硫磺的沉淀物，所以科学家怀疑风能够搜集数量如此之大的硫磺然后把它们扔到其他地方。然而，除了这种怀疑，科学家再也找不到出现天火的其他解释。[17]
    这些地球上不存在或极少见的“绿色的黏土”、硫磺燃烧的火雨，显然也是电离层、辐射带等离子体复合形成的——只要电离层或辐射带中聚集了足够多的硫离子并发生复合，就可以形成这样的火雨。在人们尚不知道电离层或辐射带中的等离子体可以复合为这类物体时，这类现象自然也都成了不解之谜。
    人所共知，中国黄土高原，横跨我国华北、西北七个省市、自治区，覆盖面积54万平方千米，土层厚度50～80米，最厚处达300～400米以上。如此巨量的土壤是从何而来的呢？据刘东生研究，黄土的碎屑矿物种类繁多而复杂，与下伏及附近基岩无明显关系（刘东生1985），因此它们显然并非就地风化而成。
    有人考证了黄土高原的土是由西北大沙漠中的沙土被风吹搬运而来，那么，西北大沙漠里的沙土又来自哪里呢？它们可能也是由电离层或辐射带中的尘埃等离子体复合而成的。
    电离层、辐射带尘埃等离子体复合形成的雨土、雨沙的过程，同时也就是土壤的起源过程。经过数十亿年的积累，无数次的雨土，便形成了现在的土壤。许多地方土层下面都有沙层，这些土层、沙层很可能也都是通过“雨土”、“雨沙”过程形成的。经过这种不断的补充、循环，才使大陆上的土壤没有被雨水全部冲进大海，而且越积越多。
    地球形成以来曾有无数次火山爆发，这无数次火山爆发喷出的巨量火山灰形成的尘埃等离子体最终凝聚洒落陆地或海洋，就形成了大陆上厚厚的土壤层和海底的沉积层。
    所以，没有火山爆发，也就没有土壤。土壤主要的可能不是“风化”而成，而是“火化”而成。
    有学者指出，地球降水每年将约10km3陆上物质搬到海中沉积。出露海面的全部陆块体积约1.3×108km3，如果没有某种反向的物质搬运与聚集过程，只要几千万年时间，大陆就会被剥蚀夷平，地球就不会再有海陆的差异。[18]
    这种反向的物质搬运与聚集过程显然是必须存在的，而这个过程（同时也是电离层、辐射带中的等离子体来源过程）正是由于电离层、辐射带电场与地表发生电磁感应，导致大量等离子体在地表积累（趋肤效应），这些等离子体发生复合时就形成强烈地震、火山爆发，这个过程中等离子体复合释放的巨大能量又将地壳物质再次电离，并以离子和尘埃粒子的形式进入大气层，经过一定时期的演化，大气层中的尘埃等离子体再复合为沙尘、砾石等等，降落地面，形成一个完整的循环过程。保持了大陆土壤的存在。
    如果没有这样的雨土过程，就不会形成现在这样广袤深厚的土壤。“风化”的作用可能是微乎其微的，大部分坚固的岩石可能几百年、几千年也“风化”不了一点点。绝大部分山脉矗立了几亿年还“依然故我”甚至在长高，就是明证。“风化”而成的那些微乎其微的粗沙岩粒也会很快被雨水冲进江河湖海，形不成土壤。所以，只有“雨土”过程才是土壤起源的根本机制。
    王嘉荫先生对“黄土究竟是怎样形成的”问题提出过类似的看法。他认为，“从我国历史记载来看，应该是早已解决了的问题。在1287年的一次大雨土，就有七、八尺厚。像这样雨土方式有个二三十次，就解决了黄土的成因问题。我们相信这是可能的。在第四纪这样长的悠久岁月里，发生这样的几次雨土，完全是可能的。在地形分布上，和雨土构成的也很符合。太行山、五台山等山顶上都有黄土，只有雨土才能成为这样，其他解释都很难解释通。[15]
    另外，在品类繁多的土壤中有一种成分特殊的被用作烧制陶瓷器具的原料——高岭土，只在某些局部地区有分布，这些土壤与它周围的普通土壤成分完全不同，且各地的高岭土的成分也不尽相同。这样的高岭土又是从哪里的山上“风化”而来的呢？人们似乎并没有发现能“风化”成这样特殊成分土壤的山石。所以用“风化”说是无法解释这种特殊土壤的起源的。如所周知，中国北方的土壤是呈黑色的（著名的黑土地），西部的土壤则是黄色的（黄土高原），南方则有大面积的红色土壤分布，它们都难以找到“风化”的直接来源。而事实上，这些千差万别、形态各异的土壤，可能都不过是在不同的时间、不同的空间里形成的不同的电离层、辐射带尘埃等离子体成分，在不同的电磁场条件下复合成了不同的土壤。
    人所共知，那些年代久远的前朝遗迹都被埋入了深深的地下，发掘它们时须要挖出埋在上面的厚厚的土层。人们也经常在地面施工时发现深埋在地下的过去的道路之类的遗迹。这说明地面总是在不断地升高，土壤在不断增厚。而这样的增厚是全球性的，并不是单一地由风沙的搬运作用导致的。这些增厚的土壤显然也可能是由辐射带和电离层中的尘埃等离子体复合而来的。
    人们经常可以发现，在普通降雨中也会落下为数不小的沙土——在一个干净的水盆中如果积满了雨水，经常可以看到有时很浑浊，最终沉淀出一层泥沙，有时甚至会有较粗的沙粒。先前人们认为这是大风扬尘导致的，而现在看来很可能（至少有一部分）也是电离层、辐射带中的尘埃等离子体复合形成的。
    电离层、辐射带中的等离子体复合过程的存在是无可争议的客观事实，只是此前人们忽略了等离子体复合后会形成什么样的产物而已。

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