青藏高原中央谷地、冈底斯山脉和中央分水岭山脉古高度历史重建图。 中科院青藏高原所 供图
中新网北京2月10日电 (记者 孙自法)被誉为“世界屋脊”的青藏高原何时形成？中央谷地何时消失？其动力机制是什么？又经历了怎样的历史过程？
中国科学院青藏高原研究所(中科院青藏高原所)丁林院士领衔的碰撞隆升及影响团队最新研究给出答案。他们通过构造地质演化、岩石圈深部动力学、古温度、古植被分析和古气候模拟等多领域、多手段综合研究，定量恢复青藏高原中央谷地3800万-2900万年前的隆升和消亡过程，揭示中央谷地的隆升是青藏高原对地表圈层环境的巨大影响的开始。
这项破解青藏高原形成世界屋脊谜团的重要科研成果论文，北京时间2月10日获国际学术期刊《科学进展》(Science Advances)在线发表，实现在青藏高原各圈层时空演化研究方面迈出坚实一步，对青藏高原地球系统科学研究具有重要示范作用，也成为中国第二次青藏高原综合科学考察研究的一项重要成果。
伦坡拉盆地发现9套火山灰
中科院青藏高原所介绍说，印度板块与欧亚板块碰撞后，在高大的冈底斯造山带和中央分水岭造山带之间曾发育一个与现今地貌完全不同的低海拔中央谷地，它从西向东沿现在的日土-改则-尼玛-班戈-那曲-丁青一线延伸展布。
为解开导致中央谷地隆升的深部地球动力学机制和高原地表圈层的内源驱动力谜团，丁林院士带领团队自1997年起持续在研究青藏高原隆升历史、机制及环境-生物效应的热点地区——位于中央谷地中部的班戈县伦坡拉盆地开展野外考察，迄今已在盆地内新生代地层中发现9套火山灰，地层中还出露丰富的动植物化石。
研究团队利用锆石铀铅测年的方法，确定火山灰的绝对年龄，并建立伦坡拉盆地5000万-2000万年前沉积地层绝对年代框架，其中，下部地层沉积年代为5000万-2900万年前，上部地层沉积年代为2900万-2000万年前。
在此年代框架基础上，研究团队与英国布里斯托大学古气候模拟团队合作，首次利用古气候模拟的方法确定青藏高原中央谷地的降雨模式为冬、夏两个季节的双峰式，结合降雨量、地表蒸散和土壤水分含量等，揭示古土壤钙质结核的形成季节。此外，研究团队还创造性使用地表空气湿球温度和湿球气温直减率，定量恢复了伦坡拉盆地地表高度变化历史。
“两山夹一盆”隆升为海拔超4000米高原
论文第一作者、中科院青藏高原所熊中玉博士表示，研究结果表明，约5000万-3800万年前，青藏高原呈现为“两山夹一盆”的地貌特征，冈底斯山脉海拔约4500米、中央分水岭山脉海拔约4000米，它们之间夹着海拔约1700米的中央谷地。中央谷地气候温暖湿润，降水由西风和季风共同主导。论文共同作者、中科院西双版纳植物园苏涛研究员认为，中央谷地内亚热带动植物繁盛，是高原内部的“香格里拉”。
约3800万-2900万年前，以伦坡拉盆地为代表的中央谷地快速隆升为海拔超过4000米的高原，标志着青藏高原主体部分形成。伴随中央谷地隆升和全球气候变冷，高原中部温度显著下降，降水减少，并且南部季风作用相对增强。气候变化导致高原中部从温暖湿润的亚热带生态系统转变为寒冷干燥的高寒生态系统，主要地表植被演变为高山草甸。
青藏高原深部圈层作用驱动高原生长过程
论文通讯作者丁林院士指出，导致中央谷地隆升的深部地球动力学机制为俯冲的拉萨地幔拆沉、软流圈物质上涌及上部地壳缩短。由青藏高原深部圈层作用驱动的高原生长过程，是高原地表圈层(大气圈、冰冻圈/水圈、生物圈和人类圈)演化和链式响应的内源驱动力。
结合团队前期研究，最新成果还进一步表明，雅鲁藏布江缝合线以北，从造山带发展为高原主体的时间为晚始新世-早渐新世(距今3800万-2900万年)，而雅鲁藏布江缝合线以南的喜马拉雅山脉于中新世早期(距今2500万-1500万年)才达到现在高度。(完)
文章转自：http://www.itpcas.cas.cn/new_kxcb/new_cmsm/202202/t20220211_6354262.html
