青藏高原是什么時候開始“長高”的?“長高”的過程是怎樣的?

利用3088個現(xiàn)代表層孢粉樣品數(shù)據(jù)庫，來自中科院青藏高原所等單位的研究人員，從生物指標角度，建立了反推古海拔高度的新方法，并將其應用于柴達木盆地晚新生代地層孢粉研究中，重建了青藏高原東北部的“長高史”。相關研究成果12月9日發(fā)表于《科學》雜志。

(相關資料圖)

“我們發(fā)現(xiàn)，青藏高原東北部地區(qū)主要在距今約1100-700萬年前隆起，并產(chǎn)生了強烈的環(huán)境效應?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡摺⒅锌圃呵嗖馗咴芯繂T方小敏指出。

青藏高原隆升導致地表形變與大地貌形成，驅(qū)動了亞洲季風-干旱氣候和高山生物多樣性的演變，地表古高度變化歷史是這一過程的直接證據(jù)。

然而，現(xiàn)有定量重建高原地表古高度的不同方法常得出不同結(jié)論，產(chǎn)生諸多爭議。

“高原地表如何隆起，對于檢驗高原隆升的動力學模型，理解季風-干旱環(huán)境格局形成、亞洲地形與大江大河形成演化、風化剝蝕與全球變化等一系列重大科學問題至關重要，目前尚未形成統(tǒng)一定論，高原東北部古高度研究更是相對薄弱?！狈叫∶粽f，尋找一種行之有效的，有別于現(xiàn)有基于同位素和葉相分析兩大定量重建古高度的方法，可為解決諸多地區(qū)古高度爭議歷史提供重要的獨立判別證據(jù)。

研究人員從與海拔關系密切的山地針葉樹類群入手，發(fā)現(xiàn)適宜在山地中低海拔生長的鐵杉屬、羅漢松屬和偏愛中高海拔的冷杉屬和云杉屬可以作為良好的海拔指示計。

“剔除緯度效應等影響后，我們創(chuàng)新性地構(gòu)建了一種定量刻畫過去海拔的植物孢粉新指標，建立了現(xiàn)代海拔計算方程，并用第四紀以來青藏高原地區(qū)的孢粉記錄驗證了其準確性。”方小敏說。

研究團隊利用青藏高原東北部柴達木盆地四條年代準確的剖面和鉆孔的孢粉數(shù)據(jù)，結(jié)合剖面上發(fā)現(xiàn)的植物化石，利用新建立的現(xiàn)代海拔計算方程，分別獲得了柴達木盆地東段和西段兩側(cè)山體1600萬年來連續(xù)的古高度變化記錄，揭示柴達木盆地在約1500萬年前東、西部的古海拔分別為約1332米和約433米，此后東段在約1100萬年前迅速抬升至約3685米，西段在約700萬年前迅速增加至約3589米，接近現(xiàn)代高度。

“我們的研究表明，青藏高原東北部在新生代晚期，即約1100-700萬年前發(fā)生了強烈隆升，這個隆升不容小覷，它對區(qū)域氣候環(huán)境和生態(tài)演化產(chǎn)生了極其重要影響?！狈叫∶粽f。

通過運行高分辨率區(qū)域氣候模型RegCM4.6，研究團隊還發(fā)現(xiàn)，如果青藏高原東北部海拔降低2/3，高原東北部年降水量將減少50%以上;高原南部和東南部的喜馬拉雅山和橫斷山地區(qū)，降水量分別增加了50%和150% 。經(jīng)過分析得知，造成這種變化的主要原因是山脈雨影效應增強和區(qū)域環(huán)流變化。

方小敏表示，這一認識與柴達木盆地西部荒漠植物類群逐漸增多以及出現(xiàn)鈣化粗骨架魚相吻合;在喜馬拉雅山和橫斷山脈，由于降水量顯著增加，增強了當?shù)刂脖缓团佬袆游锏亩鄻有裕砻髑嗖馗咴瓥|北部隆升引起的降水變化影響了整個青藏高原區(qū)域的氣候和生物演化。

論文評審人一致認為，重建古高度的新方法為更系統(tǒng)深入揭示青藏高原古高度歷史，深化認識新生代造山作用及其導致的氣候和生物多樣性演化提供了重要的新途徑，有利于推動學科進步。

關鍵詞： 青藏高原 柴達木盆地 喜馬拉雅山 生物多樣性 研究人員