青藏高原如何隆升為“世界屋脊”？中國(guó)科學(xué)家最新研究破解謎團(tuán)

　　青藏高原中央谷地、岡底斯山脈和中央分水嶺山脈古高度歷史重建圖。　中科院青藏高原所 供圖

　　中新網(wǎng)北京2月10日電 (記者 孫自法)被譽(yù)為“世界屋脊”的青藏高原何時(shí)形成?中央谷地何時(shí)消失?其動(dòng)力機(jī)制是什么?又經(jīng)歷了怎樣的歷史過(guò)程?

　　中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所(中科院青藏高原所)丁林院士領(lǐng)銜的碰撞隆升及影響團(tuán)隊(duì)最新研究給出答案。他們通過(guò)構(gòu)造地質(zhì)演化、巖石圈深部動(dòng)力學(xué)、古溫度、古植被分析和古氣候模擬等多領(lǐng)域、多手段綜合研究，定量恢復(fù)青藏高原中央谷地3800萬(wàn)-2900萬(wàn)年前的隆升和消亡過(guò)程，揭示中央谷地的隆升是青藏高原對(duì)地表圈層環(huán)境的巨大影響的開(kāi)始。

　　這項(xiàng)破解青藏高原形成世界屋脊謎團(tuán)的重要科研成果論文，北京時(shí)間2月10日獲國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)在線發(fā)表，實(shí)現(xiàn)在青藏高原各圈層時(shí)空演化研究方面邁出堅(jiān)實(shí)一步，對(duì)青藏高原地球系統(tǒng)科學(xué)研究具有重要示范作用，也成為中國(guó)第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究的一項(xiàng)重要成果。

青藏高原中央谷地3800萬(wàn)-2900萬(wàn)年前隆升和消亡過(guò)程?！≈锌圃呵嗖馗咴?供圖

　　倫坡拉盆地發(fā)現(xiàn)9套火山灰

　　中科院青藏高原所介紹說(shuō)，印度板塊與歐亞板塊碰撞后，在高大的岡底斯造山帶和中央分水嶺造山帶之間曾發(fā)育一個(gè)與現(xiàn)今地貌完全不同的低海拔中央谷地，它從西向東沿現(xiàn)在的日土-改則-尼瑪-班戈-那曲-丁青一線延伸展布。

　　為解開(kāi)導(dǎo)致中央谷地隆升的深部地球動(dòng)力學(xué)機(jī)制和高原地表圈層的內(nèi)源驅(qū)動(dòng)力謎團(tuán)，丁林院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自1997年起持續(xù)在研究青藏高原隆升歷史、機(jī)制及環(huán)境-生物效應(yīng)的熱點(diǎn)地區(qū)——位于中央谷地中部的班戈縣倫坡拉盆地開(kāi)展野外考察，迄今已在盆地內(nèi)新生代地層中發(fā)現(xiàn)9套火山灰，地層中還出露豐富的動(dòng)植物化石。

　　研究團(tuán)隊(duì)利用鋯石鈾鉛測(cè)年的方法，確定火山灰的絕對(duì)年齡，并建立倫坡拉盆地5000萬(wàn)-2000萬(wàn)年前沉積地層絕對(duì)年代框架，其中，下部地層沉積年代為5000萬(wàn)-2900萬(wàn)年前，上部地層沉積年代為2900萬(wàn)-2000萬(wàn)年前。

　　在此年代框架基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)與英國(guó)布里斯托大學(xué)古氣候模擬團(tuán)隊(duì)合作，首次利用古氣候模擬的方法確定青藏高原中央谷地的降雨模式為冬、夏兩個(gè)季節(jié)的雙峰式，結(jié)合降雨量、地表蒸散和土壤水分含量等，揭示古土壤鈣質(zhì)結(jié)核的形成季節(jié)。此外，研究團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)造性使用地表空氣濕球溫度和濕球氣溫直減率，定量恢復(fù)了倫坡拉盆地地表高度變化歷史。

丁林院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在倫坡拉盆地進(jìn)行野外考察。　中科院青藏高原所 供圖

　　“兩山夾一盆”隆升為海拔超4000米高原

　　論文第一作者、中科院青藏高原所熊中玉博士表示，研究結(jié)果表明，約5000萬(wàn)-3800萬(wàn)年前，青藏高原呈現(xiàn)為“兩山夾一盆”的地貌特征，岡底斯山脈海拔約4500米、中央分水嶺山脈海拔約4000米，它們之間夾著海拔約1700米的中央谷地。中央谷地氣候溫暖濕潤(rùn)，降水由西風(fēng)和季風(fēng)共同主導(dǎo)。論文共同作者、中科院西雙版納植物園蘇濤研究員認(rèn)為，中央谷地內(nèi)亞熱帶動(dòng)植物繁盛，是高原內(nèi)部的“香格里拉”。

　　約3800萬(wàn)-2900萬(wàn)年前，以倫坡拉盆地為代表的中央谷地快速隆升為海拔超過(guò)4000米的高原，標(biāo)志著青藏高原主體部分形成。伴隨中央谷地隆升和全球氣候變冷，高原中部溫度顯著下降，降水減少，并且南部季風(fēng)作用相對(duì)增強(qiáng)。氣候變化導(dǎo)致高原中部從溫暖濕潤(rùn)的亞熱帶生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楹涓稍锏母吆鷳B(tài)系統(tǒng)，主要地表植被演變?yōu)楦呱讲莸椤?/p>

　　青藏高原中央谷地范圍(白色陰影區(qū))及地表高度變化剖面，五角星代表研究地點(diǎn)倫坡拉盆地位置?！≈锌圃呵嗖馗咴?供圖

　　青藏高原深部圈層作用驅(qū)動(dòng)高原生長(zhǎng)過(guò)程

　　論文通訊作者丁林院士指出，導(dǎo)致中央谷地隆升的深部地球動(dòng)力學(xué)機(jī)制為俯沖的拉薩地幔拆沉、軟流圈物質(zhì)上涌及上部地殼縮短。由青藏高原深部圈層作用驅(qū)動(dòng)的高原生長(zhǎng)過(guò)程，是高原地表圈層(大氣圈、冰凍圈/水圈、生物圈和人類圈)演化和鏈?zhǔn)巾憫?yīng)的內(nèi)源驅(qū)動(dòng)力。

　　結(jié)合團(tuán)隊(duì)前期研究，最新成果還進(jìn)一步表明，雅魯藏布江縫合線以北，從造山帶發(fā)展為高原主體的時(shí)間為晚始新世-早漸新世(距今3800萬(wàn)-2900萬(wàn)年)，而雅魯藏布江縫合線以南的喜馬拉雅山脈于中新世早期(距今2500萬(wàn)-1500萬(wàn)年)才達(dá)到現(xiàn)在高度。(完)