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- 1、世界屋脊哪里来的:探索世界屋脊是什么时候形成的,来自2500万年前的植物化石
- 2、世界屋脊哪里来的,世界屋脊最初竟为
1、世界屋脊哪里来的:探索世界屋脊是什么时候形成的,来自2500万年前的植物化石
世界屋脊相信大家都是非常了解的位于咱们国家的青藏高原,这个地方的海拔确实非常高,海拔能够达到4500米,这样的一个跟天特别近的地方让很多人都特别的向往,当然关于这个地方的形成一直困扰着广大的研究学者。曾经有地质科学家对这个地方进行研究,认为这里的高度至少是在4000万年前形成的,可是现在科学家通过对这个地方的探测研究,结果发现了一样植物化石,而这个化石却能够改写这个地方的历史,这个世界屋脊的形成可能要比我们之前所推测的时间年轻一些。
关于世界屋脊的抬升简单的来说,也就是这个地方隆起的时间,现在在研究这方面有各种不同的说法,这些说法也是让人有点混乱,不知道究竟哪一种更加的靠谱一点,但是先前有大部分的研究学者认为这个时间最起码要在4000万年前,但是现在科学家通过对这个区域的一些岩石里面所包含的植物化石进行相关的研究,结果得出在4000万年前这个地方应该没有形成如此高的海拔。
对于高原的隆起的时间判断的技术之一就是使用氧的同位素,在海拔比较高的地区其降雨中的氧-16和氧-18的比值要高于低海拔地区,在之前对于青藏高原地区的矿物质中的氧的同位素比值和岩石年龄进行了分析,结果发现青藏高原在4000万年前左右海平面上升了4000米。但其实影响氧同位素比值的问题,并不一定仅仅只有高原抬升这一个因素,除了这个因素之外,比如说大气里面所含有的二氧化碳浓度,还有就是形成降水来自于不同的原因,这些都会影响这个比值的判断,也许正是由于这些因素的导致所以才让之前所推测的氧同位素比值出现误差。
在5600万年前到3400万年前始新世时期,大气中含有丰富的二氧化碳,在咱们中国的中部应该有一个比较广阔的浅海,还有就是印度次大陆(指南亚次大陆,在始新世时期是印度洋上的大陆性岛屿,现在是喜马拉雅山脉以南的半岛形陆地)那个时候所呈现出来的状态跟现在应该也是不一样的,正是由于这些不一样的地形构成,所以才改变了当时的水循环,不过科学家表示,虽然我们现在可以用计算机进行模拟这一系列的因素,甚至能够重建这个大气循环,但是我们依旧无法确定这个高原究竟是什么时候形成的,不过科学家认为在4000万年前这个地方的高原应该还是不高于3公里的。
此次在这个地方发现了这种棕榈叶的化石,这些所发现化石的位置正是位于这个高原的中部,而且这种植物是属于热带和亚热带的亲属,这些来自于2500万年前的化石表明,这种棕榈应该是生活在一些比较古老的山谷之中,而它的海拔应该不会超过2.3公里,也许在这个时间段之后,由于某些原因才导致这个地方成为了高原并且不断的隆起。
而青藏高原地区又是什么原因才会发生隆起的呢?对于这个问题地质学家也进行了相关的研究分析,认为是印度-亚洲板块相碰撞才形成的青藏高原,而且青藏高原的北部在隆起发生时起的了很重要的作用,而青藏高原的东北部就是柴达木盆地,盆地的演化与高原隆起是有着一定的关联的,盆地的形成和演化受到高原隆起的控制,由板块的辐合和碰撞的远距离效应直接作用的结果,所以青藏高原的隆起很好的约束了柴达木盆地的形成和演化。而柴达木盆地的沉积物记录了青藏高原隆起的历史。而柴达木盆地曾经经历过两个相对强烈的构造变形阶段,第一个发生在中始新世到早中新世(约4380万年前-2200万年前),第二阶段发生在中新世至现在(约1490万年前-现在),而在这期间印度-亚洲板块做出反应,柴达木盆地西部受到青藏高原隆起的控制,这也表明青藏高原经历过多次的隆升,所以才有了今天这样的海拔。
青藏高原的隆升对于与气候也产生了很大的影响,隆升对于东亚季风的形成起到了决定性的作用,增加了冰期和间冰期之间的气候差异,它控制着亚洲乃至北半球的大气环流和气候变化。不管怎么说青藏高原的是地球地质运动留下的产物,向我们人类展示了自然界无比强大的力量。
2、世界屋脊哪里来的,世界屋脊最初竟为
作者 | 韩扬眉
丁林带领团队在中央谷地中部的伦坡拉盆地开展野外考察。青藏高原所供图
地球第三极青藏高原如今平均海拔在4000米以上,被称为“世界屋脊”。但在形成今日之“高大”面貌之前,青藏高原其实还发育了一个低海拔的温热的“谷地”。
从“谷地”到“世界屋脊”是如何演化的?其隆升过程又对今天的青藏高原环境有着怎样的影响?这些都是关于青藏高原尚未解开的谜题。
历时20余年,在第二次青藏科考的支持下,中科院院士、中科院青藏高原研究所(以下简称青藏高原所)研究员丁林领衔的碰撞隆升及影响团队,通过构造地质演化、岩石圈深部结构、古高度、古温度、古植被分析和古气候模拟等多领域多手段的综合研究,刻画了青藏高原隆升前低海拔“中央谷地”的面貌与历史过程。相关研究近日发表于《科学进展》。
高升前的“低谷”青藏高原隆升过程复杂,且经历了漫长的历史时期,其隆升的地球动力学过程仍存在争议。
有观点认为,在距今5300万年到3600万年的始新世,高原南部最先成为海拔最高地区,随后向北隆升;另一种观点认为,在始新世,高原中部是海拔最高的地区,形成青藏高原雏形,然后从中新世开始向南扩展成喜马拉雅山脉,向北扩展到青藏高原北部的昆仑山以及祁连山地区。
论文第一作者、青藏高原所博士熊中玉介绍,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”。它自西向东,沿现在的日土—改则—尼玛—班戈—那曲—丁青一线展布。
“但它何时隆升到现今高度,导致中央谷地隆升的内源驱动力又是什么?我们还不清楚。”论文通讯作者丁林表示,准确量化隆升过程及特征对于评估其对大气和地表过程的影响至关重要。
自1997年起,丁林带领团队持续在位于中央谷地中部的伦坡拉盆地开展野外考察,试图解开这个谜团。
伦坡拉盆地隶属班戈县,面积约3600平方千米,海拔约4700米,年平均温度约0℃,年降水量400~500毫米,属于典型的高寒季风性气候,是研究青藏高原隆升历史、机制及环境—生物效应的热点地区。
“火山灰岩层是盆地中沉积下来的古代火山喷发的火山灰,可用于准确限定地层的形成时代和绝对年龄。地层的绝对年龄类似于一个‘标尺’,只有在这个标尺的基础上,我们才能精确地重建地球各个圈层的演化过程。”熊中玉告诉《中国科学报》。
研究团队在盆地内共发现了9套火山灰,利用锆石铀铅测年的方法,确定了火山灰的绝对年龄,建立了伦坡拉盆地5000万~2000万年前沉积地层的绝对年代框架。
研究表明,下部牛堡组地层沉积年代为5000万~2900万年前,上部丁青组地层沉积年代为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,首次在青藏高原上利用古气候模拟的方法,确定了青藏高原中央谷地的降雨模式为冬、夏两个季节的双峰式。
同时,结合降雨量、地表蒸散和土壤水分含量等,他们揭示了古土壤钙质结核的形成季节:牛堡组下部古土壤钙质结核的形成时间为3~6月,而牛堡组上部古土壤钙质结核的形成时间则限定在5~6月和9月两个阶段。
基于古土壤钙质结核团簇同位素数据确定的地表古温度,研究团队还创造性地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。
研究结果表明,约5000万~3800万年前,青藏高原呈现“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,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,这也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,主要地表植被为高山草甸。
结合前期研究,团队进一步指出,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(3800万~2900万年前),而雅鲁藏布江缝合线以南的喜马拉雅山脉于中新世早期(2500万~1500万年前)才达到现在高度。
丁林介绍,导致中央谷地隆升的深部地球动力学机制,是俯冲的拉萨地幔拆沉、软流圈物质上涌及上部地壳缩短。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。该研究在青藏高原各圈层时空演化研究方面迈出了坚实一步,对青藏高原地球系统科学研究具有重要示范作用。
相关论文信息:
https://science.org/doi/10.1126/sciadv.abj0944
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