青藏高原如何隆升為“世界屋脊”？中國科學家最新研究破解謎團

　　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?！≈锌圃呵嗖馗咴?供圖

　　中新網(wǎng)北京2月10日電 (記者 孫自法)被譽為“世界屋脊”的青藏高原何時形成?中央谷地何時消失?其動力機制是什么?又經(jīng)歷了怎樣的歷史過程?

　　中國科學院青藏高原研究所(中科院青藏高原所)丁林院士領銜的碰撞隆升及影響團隊最新研究給出答案。他們通過構造地質演化、巖石圈深部動力學、古溫度、古植被分析和古氣候模擬等多領域、多手段綜合研究，定量恢復青藏高原中央谷地3800萬-2900萬年前的隆升和消亡過程，揭示中央谷地的隆升是青藏高原對地表圈層環(huán)境的巨大影響的開始。

　　這項破解青藏高原形成世界屋脊謎團的重要科研成果論文，北京時間2月10日獲國際學術期刊《科學進展》(Science Advances)在線發(fā)表，實現(xiàn)在青藏高原各圈層時空演化研究方面邁出堅實一步，對青藏高原地球系統(tǒng)科學研究具有重要示范作用，也成為中國第二次青藏高原綜合科學考察研究的一項重要成果。

青藏高原中央谷地3800萬-2900萬年前隆升和消亡過程?！≈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，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。

　　為解開導致中央谷地隆升的深部地球動力學機制和高原地表圈層的內源驅動力謎團，丁林院士帶領團隊自1997年起持續(xù)在研究青藏高原隆升歷史、機制及環(huán)境-生物效應的熱點地區(qū)——位于中央谷地中部的班戈縣倫坡拉盆地開展野外考察，迄今已在盆地內新生代地層中發(fā)現(xiàn)9套火山灰，地層中還出露豐富的動植物化石。

　　研究團隊利用鋯石鈾鉛測年的方法，確定火山灰的絕對年齡，并建立倫坡拉盆地5000萬-2000萬年前沉積地層絕對年代框架，其中，下部地層沉積年代為5000萬-2900萬年前，上部地層沉積年代為2900萬-2000萬年前。

　　在此年代框架基礎上，研究團隊與英國布里斯托大學古氣候模擬團隊合作，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、夏兩個季節(jié)的雙峰式，結合降雨量、地表蒸散和土壤水分含量等，揭示古土壤鈣質結核的形成季節(jié)。此外，研究團隊還創(chuàng)造性使用地表空氣濕球溫度和濕球氣溫直減率，定量恢復了倫坡拉盆地地表高度變化歷史。

丁林院士帶領團隊在倫坡拉盆地進行野外考察?！≈锌圃呵嗖馗咴?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，研究結果表明，約5000萬-3800萬年前，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，降水由西風和季風共同主導。論文共同作者、中科院西雙版納植物園蘇濤研究員認為，中央谷地內亞熱帶動植物繁盛，是高原內部的“香格里拉”。

　　約3800萬-2900萬年前，以倫坡拉盆地為代表的中央谷地快速隆升為海拔超過4000米的高原，標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，并且南部季風作用相對增強。氣候變化導致高原中部從溫暖濕潤的亞熱帶生態(tài)系統(tǒng)轉變?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動高原生長過程

　　論文通訊作者丁林院士指出，導致中央谷地隆升的深部地球動力學機制為俯沖的拉薩地幔拆沉、軟流圈物質上涌及上部地殼縮短。由青藏高原深部圈層作用驅動的高原生長過程，是高原地表圈層(大氣圈、冰凍圈/水圈、生物圈和人類圈)演化和鏈式響應的內源驅動力。

　　結合團隊前期研究，最新成果還進一步表明，雅魯藏布江縫合線以北，從造山帶發(fā)展為高原主體的時間為晚始新世-早漸新世(距今3800萬-2900萬年)，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2500萬-1500萬年)才達到現(xiàn)在高度。(完)