“雅丹”惊现魔鬼城
1986年6月初的一天，哈密地理学会的刘志铭与同伴一行4人前往沙尔湖进行一次常规的野外考察活动，这样就必须穿越令人恐怖的魔鬼城那片死亡戈壁。尽管他们有一辆吉普车代步并且携带了简单的地理定位仪器，但这无疑仍旧是一次冒险的旅程。就在深入距离五堡乡20多公里外的戈壁腹地后不久，科考小组开始徒步在沿途进行一些地质考察。酷热的空气几乎令人窒息，但是并没有让大家的脚步停下来。突然，什么东西强烈地吸引了他们的目光，大家不约而同地向前方望去。在阳光的映照下，一座座辉煌壮观的庞然大物拔地而起，连接成片，好象地下浮出的城堡群一样，让考察队员们感到了意外的兴奋和震撼。
原来，科考小组在这里竟然发现了一片极为壮观的特殊地貌区，这显然出乎了他们的意料。此前，人们一直以为这里应该全部是平坦的戈壁荒漠,还没有人提到过有如此神奇的自然景观，而这一次，刘志铭他们成为了真正的发现者。过去我们对它了解甚少，就是我们进入到戈壁滩上，像南湖以及其它的戈壁 ，只有小块儿的这种风蚀蘑菇 ，或者局部的风蚀柱 ，没有这么大规模的 ，而且变化奇特的 ，这方面很少。
“雅丹”名称的由来
其实，这就是人们常说的“雅丹”地貌，它存在于世界上很多干旱地区，在中国则是新疆分布最多，而“雅丹”的名称就恰恰源于新疆这块土地。上世纪初，中外学者进行罗布泊联合考察时，在其西北的古楼兰附近就发现了这种奇特的地貌。当他们向随行的维吾尔族向导询问名称时，向导称其为“雅尔当斯”，在维语中就是“具有陡壁的土丘”，后经辗转翻译，便变成中文的“雅丹”一词了。
“雅丹”形成的原因
显然，只有强大的力量才可能使这些土丘的形状变得如此千奇百怪。赵兴有从事干旱区地理研究已经有20多年的时间了，对于魔鬼城中雅丹的成因，他认为主要有两种自然的力量。北面天山，南面觉洛塔克山的这一种偶尔的这一种洪水进行冲蚀。首先在哈密盆地这种剥蚀平台上，洪水把它冲成小沟槽，后期就是风。
风源自何方
事实上，雅丹是典型的风蚀地貌，风的作用自然是极其重要的。那么，是什么样的风具有如此大的威力?风又源自何方呢?专家们首先注意到北面60公里外高达4000米的天山。地势比较高，气温也比较低，所以往往就形成了一个冷高压区域。那么，在我们下面这个戈壁，尤其是在夏天，这个表面没有植被，都是些荒漠，气温就比较高，那么相应的气压也就低，形成一个低压区域，这样就会造成两地区域中很大的气压梯度。到了晚间，这种气流就进行了大范围的对流，这个地方就形成了这样的一些山谷风。
由天山而下的气压风经年累月地卷向这些裸露的砂土岩层，时间久了就雕琢出了气势壮观、千奇百怪的雅丹地貌。然而，一天中从傍晚开始强烈的山谷风似乎并没有人们想象中的那么大，这样的风恐怕还不具备制造雅丹的足够力量，这一地区的超强风力也许另有来头，这不由得让人想起从魔鬼城西北部向东开来的百里风区。它主要就是还是那个西北风要向东南要走，正好天山东西横挡在新疆的中间，所以起了一个阻挡作用。它这个风必须寻找几个垭口，从天山低的山底经过，正好聚在哈密七角井，就是一个大的风口。
强烈的西北风在天山的山谷中蜿蜒盘旋，最后经由七角井山口呼啸而出，狭窄的山谷使憋闷了许久的气流犹如决堤的洪水倾泻而出，冲向广阔平坦的戈壁，风速被大大加剧，形成典型的“狭管”效应。之后，七角井南面17公里处的13间房一带，几条深沟大槽正好对这七角井山口方向，西北风在这里通过第二次“狭管”效应，形成了新疆风速最大的百里风区，每年的大风日达到了149天。然而，这还不是唯一的大风源，赵兴有认为还存在第二个。东南风对它的吹蚀作用也是非常强烈的。两股风共同作用，就逐渐形成了我们国家比较典型的这种雅丹地貌。
“魔鬼城”提法的由来
每当超劲狂风到来，黄沙遮天，风沙在突凹地表间激荡回旋，凄厉呼啸，如同鬼哭狼嚎一般，令人毛骨悚然、惊恐不安。过去，蒙古族牧羊人称这片戈壁为“苏鲁木哈克”，意为“魔鬼居住的地方”;巧合的是哈萨克牧羊人则叫它“沙依坦克尔西”，意为“魔鬼的地方”。再加上这片戈壁荒无人迹，危险重重，魔鬼城因此得名。
“雅丹”土丘上有水域痕迹
戈壁中的魔鬼城死一般的寂静，似乎扼杀了所有生命的呼吸，让人不得不相信这里从来都是死神的领地。然而，刘志铭却从这些雅丹土丘上却注意到这样一些细节：不仅土丘的土质与戈壁的沙砾土壤截然不同，而且从土丘剖面上可以看出，都无一例外地拥有非常清晰的层理结构，不同层理间的土质也有所区别，这显然与戈壁荒漠的环境是反差极大的，这种差异也许在暗示着一种不同寻常信息。
这一块比较细腻的一块，这都属于静水沉积层，这是砂岩。再往上你看 ，它颗粒逐渐逐渐变粗了，这都是些洪水沉积相。那么为什么这又是倾斜的呢?你看这个倾斜面，交接倾斜面，就是这块沉积以后，这有个大洼地，一个大洼的坑。后来洪水又在这里水平沉积，这样一层一层的，把这些东西都卷在这里，大的颗粒沉积下来，小的逐渐逐渐变细了，这就是很典型的沉积地貌。
荒凉的戈壁深处竟然有大面积水域遗迹，这是出乎意料的。有水自然会有生命的存在，魔鬼城就不是一座天生的死亡之城。事实上，哈密魔鬼城分布在13间房南部到南湖乡西部，沿着已经消失的库如克果勒河床北侧长120多公里、宽30公里的广大范围内，如果这些巨大的雅丹土丘都是水域中的泥沙沉积，谁又可以想象这里曾经是怎样广阔的一片水域?!而这片水域又是在何时因为何种原因绝迹的呢?
发现远古动物化石
由于这次偶然的发现，激发了刘志铭强烈的好奇心，他开始在附近几十公里的范围内进行考察。一个挥之不去的预感提醒他，发现才刚刚开始。这一天，他来到一片还未曾踏勘的雅丹区域。突然，他看到地面上随处散布着细小的象骨头棒一样的东西，而且数量非常之多，有的清晰地镶嵌在砂土之中。他再次仔细地查看，原来这竟然是一些骨头化石!由于对考古并不在行，刘志铭于是提取了一些标本决定向专家求教。这个鸟类化石估计就是产生于侏罗纪时候，属于始祖鸟。
这是一个令人震惊的消息，哈密的戈壁荒漠在侏罗纪时期竟然有大量的始祖鸟生存!很显然，按照这样的情况推断，那时的魔鬼城绝不可能是现在的样子，当年它的自然条件与目前的环境也会是天壤之别，死亡之城可能完全是误解，这里隐藏的秘密也许会远远超越人们的想象力。刘志铭的好奇心仍在魔鬼城蔓延，生命的证据开始让他不再恐惧死亡的阴影，于是，新的发现也在寻找中不断遭遇。
这块地层中有许多这样的动物化石。像这块动物化石骨骼就非常粗大，这块化石大致仔细观察一下，它是一个脊椎骨，大约有三十公分粗。这是表面出露的，里面有多大，现在我们还不可知。这些动物为什么能够形成化石呢?很可能，假设吧，就是说到这儿来喝水，陷落在泥沼中不能自拔，被洪水淹没，死在这里，久而久之形成化石。在刘志铭涉足过的雅丹区域内，他已经发现了数十处这样的大型动物化石出露点，而这显然并不是全部，也许更多的化石仍然深埋地下。但是，现在已经没有人再怀疑魔鬼城曾经是生机勃勃的世界了。
魔鬼城的迷雾正在渐渐散去。那么，魔鬼城过去的地质环境究竟是什么样的呢?
发现远古树木化石
此后，人们又发现了一个盛产怪石的地方，这就是位于魔鬼城南部的南湖地区。在戈壁的风沙中，很多石头暴露在地表，或大或小，或横或立，更多的则是静静地埋在地下，它们的奇怪之处就在于外观象树干一样逼真。在哈密的奇石市场里，经营奇石的商店到处可见，而它们的共同之处就在于每间商店里都摆放着大量的这种石头。
专家解读“沧海桑田”
经过专家鉴定，这种石头原来叫做硅化木，距今有一亿两千万到一亿四千万年的历史，是侏罗纪时期的历史遗存。大量硅化木的发现说明魔鬼城曾经拥有大片茂密的森林。由于地质变迁，它们被埋入地下，经过硅元素侵入置换，就形成了硅化木，是树木硅化后的化石。同样道理，围绕在魔鬼城周边的三座大型煤矿也说明了这一点，因为煤是树木碳化后的化石。无疑，侏罗纪时期的魔鬼城是充满生命气息的。这个时候哈密包括新疆的准格尔这一带都是大型湖盆，大型湖泊、沼泽地，也就是适应了大型哺乳类动物生长以及鸟类生长和大型植物生长环境，所以形成了现在的我们看到的南湖戈壁的硅化木以及部分鸟类化石。
发现珊瑚化石
原来，魔鬼城在远古时期竟然是新疆大湖盆中的一部分，在它的周围竟然拥有着茂密的森林和众多的动物，那曾经是怎样一个生机勃勃的世界?逐步揭示的秘密吸引着刘志铭沉浸在这片戈壁之中。就在已然确定魔鬼城是森林环绕内陆湖的古地理环境后，另一个意外的发现似乎又推翻了这个结论。一天，同样在南湖戈壁，刘志铭看到远处有些发亮的、象水的反射一样的区域，他好奇地走了过去，原来那里是几座石灰岩山，然而正是这几座石山，又暴露出一段不为人知的秘密。
刘志铭首先发现了一些表面呈孔状的石头，这立刻引起了他的兴趣。他有意识地把随身所带的饮用水泼向石壁，上面马上清晰地显现出许多一块一块象野山蜂的蜂房一样的图案，而且中心还有放射纹。根据过去的经验，他几乎可以肯定，这些带有图案的石块就是蜂房状的珊瑚化石。但是，依据珊瑚的生活习性判断，它应该是生活在水深不超过200米，水温在摄氏18度以上的热带浅海域中。
温带戈壁中的魔鬼城竟然发现了珊瑚化石，这完全是出乎意料的，令人难以置信。刘志铭的推测显然是有根据的，但让他想不明白的是，过去推断侏罗纪时期，整个魔鬼城所在的哈密盆地甚至新疆都是内陆湖盆，森林分布其间，而珊瑚则是热带浅海生物，它生存的环境应该是热带海洋，这是完全不同的两个概念，难道这其中还有什么不为人知的内情吗?在对哈密盆地的地理研究过程中，赵兴有把整个地质变化时间向上追溯到了2.5亿年到2.2亿年前的二叠纪。
二叠纪这个时候，也就是说，我们新疆包括西北地区好多地方都是海洋这种环境。那么包括昆仑山、天山以及北面的阿尔泰山，这时候山都不太高。到三叠纪末期的时候，这时候有一次比较强烈的构造运动。构造运动以后，包括天山、觉洛塔克山、昆仑山这时候有一次抬升。那么抬升以后，哈密盆地相对来说它也抬升，但是抬升的不太高，它还属于盆地，那么这个时候海水基本上就退出。退出以后到三叠纪的时候，这时候海水就成了大型的内陆湖泊。
到了距今1.4亿年到1.2亿年的侏罗纪时期，哈密盆地从地理到气候都非常湿润，大型动植物开始形成了。同期采访 赵兴有 中国科学院新疆生态与地理研究所 研究员后来到白垩纪，白垩纪的时候还是湖泊，但是气候 水热条件都没有侏罗纪那时候好。在这个时候，哈密盆地虽然它整体是下降的，但是局部，也就是在南湖戈壁这一带，也就是中间这一带，它就是基本上整体下降，但是它局部还是有抬升。时间一直推进到4500万年前的第三纪，哈密还是一个湖盆。这时，喜马拉雅构造运动爆发，天山、昆仑山、青藏高原强烈抬升到很高的程度，印度洋的湿润气流被隔绝了，哈密盆地仍然是湖盆，沉积泥沙，但动植物却已经并不茂盛了。
就在距今二三百万年的第四纪，不曾预期的又一次巨变发生了。第四纪初期，也就是整个气候彻底变迁。第四纪初期以后，气候比较寒冷了。大的寒冷期到来以后，在新疆大的山地里面都形成了一系列的冰川，也就是冰期。冰期来临以后，包括天山、昆仑山都是半覆盖型的这种冰川，冰川基本上都可以达到山麓地带。那么后来减冰期的时候，也就是冰臼这些通过洪水的形式，冰川消融形成洪水，把细的沙泥搬运到盆地里面。
洪水把泥沙搬运到到现在的魔鬼城范围内，这时哈密盆地局部的气候已经变得异常干旱，湖盆渐渐干涸了。在两亿多年的地质变迁中，哈密盆地经历了由海盆到湖盆、湖盆到陆盆的沧桑巨变。大概八十万年左右的时候，雅丹地貌开始发育，在哈密盆地最典型的就是，一个是五堡，一直到西面的那个沙尔湖，东面也就是整个从南湖戈壁再向东，到现在敦煌发现的那一片雅丹。
