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对于罗布泊地区，彭加木早就发生莫大的兴趣。正因为这样，他于1959、1964年两度来此考察。尽管“四害”横行时，他被污蔑为到罗布泊地区“刺探军情”，但是，他并不因此却步。他，决心大踏步地向罗布泊地区前进，揭开那里的自然之谜，开发那里的丰富资源。
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◆三进罗布泊
1979年11月，彭加木三进罗布泊地区。
这一次考察，是中国科学院考古研究所、地理研究所等许多单位共同组织的，有考古、地理、化学、气象、生物、土壤、沙漠等各学科的人员参加，近20人。彭加木闻讯，便要求参加，受到各单位的欢迎。彭加木此行，想为翌年组织“新疆罗布泊洼地科学考察”探索道路。
11月16日，考察队离开乌鲁木齐，沿着南疆公路，朝罗布泊前进。
车队在柏油马路上行驶了几天之后，便离开了公路，在没有道路的荒野上前进。因为罗布泊是人迹罕见的地区，哪有现成的道路可走呢？渐渐地，汽车进入一片奇异的地区：这里密布着一个个2形的土丘，小土丘之间是一道道沟槽。汽车只能在沟槽中七拐八弯地前进。人坐在车中，时而向左倒，时而向右倾，时而一颠簸，头顶碰到车顶，简直要把五脏六腑都倒出来了。有人计算了一下，汽车在两小时内，拐了186个急转弯，却只前进了11公里！考察队员们称这一地区为“拦路虎”。
原来，这“拦路虎”叫做“雅丹”，按维吾尔语的原意，是“险峻的大丘”。科学家们认为，它是“因暴流侵蚀，再经强烈的风蚀作用而成”。如今，“雅丹”已成为世界地理学上的专门术语，外国的同类型的地貌也被称为“雅丹”。
汽车在“雅丹”中爬行着，一不小心，就陷在泥沙之中。于是，大家就要下来“嗨唷”“嗨唷”地推车。
这次考察的主要目标，是位于罗布泊西畔的古城楼兰。早在2150年前的史书上，便已记载着“楼兰”这一名字。尽管考察队员借助于罗盘，查明了“楼兰”所在的地方，可是，汽车在“雅丹”中七拐八弯，很难接近目标。
经过整整三天的寻找，总算找到了一条通往楼兰的路。考察队的汽车开到离楼兰17公里的地方，再也无法前进了。因为前面的土丘更为密集，汽车很难通行。
大家决定就地宿营，第二天清早徒步前进到楼兰，当天天黑之前返回。
第二天，考察队员们都尽可能轻装，身上只背水壶、照相机、笔记本之类；而彭加木与众不同，背了一个包，手里还拎着一个包。
在这支队伍中，要算彭加木与另一个同事年纪最大，年轻人都争着替彭加木拿包，可是，仿佛包里放着什么宝贝似的，彭加木连碰都不给碰，一定要自己拿。
考察队员们在“雅丹”东转西弯，步行四个小时，呵，终于看到了古城楼兰的城郭。这时，彭加木竟像小孩似的，跑到一个小土丘顶上，高举着双手，跳跃着，连声高喊：“我们胜利啰！我们胜利啰！”
大家一看这位年近花甲的教授，竟是如此天真，便喊他“老天真”。确实，彭加木容易激动，他直爽，达观，总是“喜形于色”，却不会“不动声色”。
楼兰古城虽然名声甚大，实际上地方并不大，只有300平米见方，比现在一个普通的村庄还小。楼兰的中心，是一座佛塔，周围有19幢房子的遗址。
考察队员们分头进行各自的工作，生物学家们在遗址中挖出古代的铜币。经鉴定，是公元二世纪“贵霜王朝”的钱币。所谓“贵霜王朝”，是当时由大月氏的主要部落贵霜所创建的王朝，在今巴基斯坦、阿富汗一带。铜币上已满是绿色锈斑，边缘印着奇特的“法卢文学”，当中是一个手舞足蹈的人，牵着一只骆驼似的走兽。
彭加木一向对考古颇感兴趣。他拿着照相机拍摄古迹，以便制成幻灯片，向别人介绍楼兰风貌。
另外，他还采集了许多土壤、植物、昆虫标本，以便带回去研究。
下午，大家肚子里唱起了“空城计”，只好拿出冷馒头，啃了起来。正在此时，彭加木打开了他的背包，呵，像变魔术似的，从包里拿出花生糖、巧克力、苹果罐头、上海水果糖，分送给每位队员。大家这才明白，彭加木的背包为什么那样重，却又不愿交给别人代劳，原来，这些东西都是彭加木在出发前买好的，准备在“关键时刻”拿出来送给大家。
在回去的时候，大家的步子变慢了，因为劳累了一天，已很吃力。天很快就要黑了，凉风阵阵迎面吹来，队员们都感到有点冷。半途中，彭加木打开了他手提的那只包，呵，从里面拿出了大家意想不到的东西——酒！彭加木请每位队员都喝上几口，以抵御风寒，果真，大家喝了酒，精神抖擞，步伐加快了。队员们都很感谢彭加木准备的“礼物”，夸奖他为大家想得那么周到。
回到宿营地，天已经黑了。尽管彭加木疲乏不堪，但是，他又情不自禁地说出了他的口头禅：“今天我真得意！”
12月初，考察队进入了罗布泊地区库鲁克山的兴地峡谷。这里，是我国屈指可数的“旱极地带”，年降水量只有几毫米到几十毫米。库鲁克山，意即“干山”。考古工作者提出，据了解，有人在这里看见过一种刻在山岩上的古代“岩画”，希望能去考察。然而，岩画究竟在哪里，向导也只知道大概的位置。
为了寻找“岩画”，彭加木和队员们一起在峡谷中奔波。意想不到的事情发生了——在那么干旱的地方，居然也有小河，叫做“兴地河”。时值冬令，水寒刺骨，彭加木急于找到“岩画”，连鞋子都不脱，涉水过河。
后来，大家终于找到了珍贵的“岩画”，它高3米，宽10米，刻有象形文字、人物、骆驼。彭加木“得意”极了，拿出照相机，左一张、右一张，一口气拍了几十张照片。
经过20多天的考察，队员们胜利返回乌鲁木齐。尽管这一次考察，没有直接进入罗布泊，但是彭加木初步摸清了穿过“雅丹”的途径。彭加木着手制订了“新疆罗布泊洼地科学考察”的计划，呈报上级机关。
彭加木决心四进罗布泊地区！
◆纵穿罗布泊
当彭加木回到上海时，他收到了一位陌生人寄来的珍贵礼物。
这位陌生人是上海郊区的一位退休老工人，他从报纸上看到新华社发的消息：彭加木“同新疆科技人员一起在西汉年间被风沙淹没的楼兰古城遗址进行科学考察”。这位老工人对那一地区曾发生过莫大的兴趣，收集过许多资料。他把那些发黄了的旧书寄给了彭加木。信中说，“也许对你的工作，有点参考价值。”
彭加木收到这份珍贵礼物，心情久久不能平静。他感到，人民群众是非常关心祖国的科学事业的，是非常关心科学工作者的。他立即复信老工人，表示深切的谢意，并表示一定要揭开“神秘之地”的秘密，开发这个“聚宝盆”。
1980年3月19日，彭加木离开了上海，到海南岛进行科学考察。在那里，他调查了胡椒花叶病、橡胶坏皮病、西瓜花叶病、柑橘黄龙病，还考察了椰子、油棕等作物。
4月12日，彭加木回到上海。他忙着把采集的植物枝叶样品切碎，捣烂，忙着整理考察笔记，连星期天都没有休息。他在上海工作了13天，于4月25日匆匆飞往乌鲁木齐对罗布泊地区进行第四次考察。彭加木在乌鲁木齐度过了紧张的七天，作好出发前的准备工作，便于5月3日率队向罗布泊进发了。
彭加木的计划是大胆的，他率队从北至南，纵穿罗布泊。这在历史上，还是第一次！他是“具有从荒野中踏出一条道路的勇气”，他认为，只有纵贯罗布泊，才能弄清“神秘之地”的真面目。“不入虎穴，焉得虎子？”
然而第一次纵穿时，没有成功，彭加木曾这样写道：
我们在5月3日出发到南疆考察，5月9日开始进入湖区，由一个七人探路小分队，自北往南纵贯罗布泊湖底。湖表面已没有水，有些地面松软陷车，有些地面则比较平整坚硬，有些地面覆盖着一层沙子，有些却是碱土、硝土。有时经过风带，风速在每秒十米以上。白天最高气温达48℃，地表温度55℃，晚上最低气温则在10℃以下。进入湖区第二天晚上，遇到高大、坚硬、锋利的盐结皮（盐壳），竖起在地面上有60至80公分高，像一道墙壁一样，堵住前进的道路。汽车轮胎由于锋利的盐晶块切割，被啃去一小块一小块的，损耗过大，无法继续前进，当晚就只好露宿在盐结皮的小窝窝上。次日侦察周围情况，还找不到合适的出路，205而所带的油、水又消耗不少，只得原路返回，准备重新补充后再度前进。
那天，他们是在深夜12点决定停止前进的。当时，在夜色苍茫之中，只听见车外发出“咔嚓、咔嚓”的声音，后来，“砰”的一声，汽车撞在什么东西上，无法前进了。下车一看，才知陷入在高大盐壳的包围之中。起初，他们想用石头砸盐壳，砸出一条道路来！然而，高大的盐壳望不到边，而且轮胎在盐壳上磨损得很厉害，这才使他们不得不调头回师。
彭加木想去吐鲁番，借一辆履带式拖拉机来开路。然而，到了那里，拖拉机手提出了疑问——拖拉机怎么能穿过“雅丹”地区呢？
彭加木只得作罢，与全队一起总结初征失败的教训，决定再次出师，征服罗布泊。
彭加木在几封信中，曾详细地描述了第二次出征的情景。现把这真实的第一手资料综合摘抄如下，以飨读者：
回到“咸水泉”宿营地之后，5月中下旬，又组织了一次向北部地区的探路，直上吐鲁番，然后再返回“咸水泉”营地，往返花了8天时间，收获不小。到过野骆驼粪很多的山沟，也到过“铁岭”铁矿。在山里常常找不到路，只是凭地图及罗盘定向。遇到大风沙，50米以外的大山都看不见。在湖里则是一望无边，没有一个可以定位前进的目标，也是凭罗盘指路。
我们在补充装备，经过休整之后，又组织了一个比较精干的小分队，再次作纵贯湖底的尝试。出发前一天在“咸水泉”营地气温达到38℃的时候，突然来了一阵大风，接着是一厘米直径的冰雹，随后又是暴风雨袭来，帐篷差一点被掀倒，洪水灌进了帐篷。我们紧紧抱住帐篷柱子，和冰雹、风、雨搏斗了一阵，总算安全度过了，身上被冰雹打得又痛又冷，赶快穿上皮大衣才算没事。打了一阵冰雹，给我们添了点麻烦，但是也带来了一点好处，就是湖区的气温降低了一些。上次进湖区，最高气温达38℃，地表温度5℃，口唇干裂出血，而此次最高气温多半在30℃—36℃，晚上最低温度则在15℃以下。
我们在5月30日从“咸水泉”出发，沿着上次走过的路，走了两天，到达上次受高大盐壳挡道的地带，走了大约110至120公里。第三天对附近环境做了一点探索，周围都是干涸湖底，见不到一点目标，能见度特好的时候可以望见南方远处阿尔金山低矮的影子。地面的变化，对汽车来说，主要是受各种结构的盐壳影响，行走困难。那天往东西向各10公里左右探索了一下，决定向西南方向，绕过大盐壳地带，寻找古河道，对着米兰作为目标前进。当日只前进了10公里多点。
第四天，穿越过一些较为狭窄的高大盐壳地带，有些时候我们要用8至12磅的大铁锤把盐壳打碎，给汽车开路，终于到了古河道的入湖口，开始看见枯树枝，是发洪水时冲下来的。接着发现有干死的水鸭遗骸，随后又见死老鹰，死鸟，死羊，破布，绳子，挎包等物，又见到两堆烧过火堆的残迹，肯定是有人到过的地方。这时候，地面上的枯枝枯树越来越多，可以肯定是进入古河道了。大约一共走了十多公里，前面看见有干枯的红柳的红丘。表示这里过去是水分比较多的地方。沿着古河道又走了两天，中间有些时候在古河道迷失了，又陷进盐壳地带。走了一阵，又终于走出来了，而我们又有了新的收获——研究了“罗布洼地高在盐包和盐壳的发育”，提出了一些从自己实践认识得出的想法。
第四、五、六天分别走了24、42、74公里，这时已经到到阿尔金山前戈壁沙子地带与山脚下红柳沙丘交界之处。在正要扎营休息之时，忽然前面刮起大风，沙风迎面扑来，稍过一会，离开30米6的高大红柳包就看不见了，等到风势减弱一些，就地宿营时，天已经黑下来，幸好晚上风停