古高度定量重建技術(shù)揭秘青藏高原“長(zhǎng)高史”

當(dāng)前，我國(guó)正在開展第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究。雖然科學(xué)考察已經(jīng)取得了不少新發(fā)現(xiàn)，但是人們對(duì)這片雪域高原的了解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

“時(shí)至今日，作為地球‘第三極，青藏高原的形成過程仍然沒有定論，科學(xué)家為此已經(jīng)爭(zhēng)論了近百年。”8月1日，在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)，中科院青藏高原所丁林院士指出。

丁林團(tuán)隊(duì)近日在《自然綜述：地球與環(huán)境》發(fā)表綜述文章，揭秘青藏高原的“長(zhǎng)高史”和背后的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。

青藏高原隆升是新生代全球最重要的地質(zhì)事件之一，不僅影響了歐亞大陸的構(gòu)造格局，還對(duì)新生代以來的全球氣候變化有著深遠(yuǎn)的影響。

為搞清楚高原的“長(zhǎng)高史”，科學(xué)家發(fā)展了一系列古高度定量重建技術(shù)。

“目前，廣泛使用的古高度定量重建技術(shù)有氫/ 氧同位素、動(dòng)植物化石、團(tuán)簇同位素等。”丁林說，這些古高度定量重建技術(shù)為大陸變形和高原生長(zhǎng)提供了關(guān)鍵信息，可以更加清晰地認(rèn)識(shí)高原差異隆升過程和動(dòng)力學(xué)機(jī)制。

結(jié)合已有的定量古高度重建結(jié)果和深部動(dòng)力學(xué)證據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)弄清了青藏高原距今6000萬(wàn)年以來的地表隆升歷史和巖石圈演化過程，提出了青藏高原不同造山帶具有差異的隆升歷史。

5500萬(wàn)年至4500萬(wàn)年前，由于新特提斯洋俯沖板塊的斷裂分離，岡底斯造山帶隆升到4500米;4500萬(wàn)年至4000萬(wàn)年前，新特提斯板塊斷裂分離之后，在浮力作用下，印度巖石圈向北水平楔入，激活羌塘地體南北部縫合帶發(fā)生陸內(nèi)俯沖，使分水嶺山脈隆升到5000米的高度。

“此時(shí)，位于岡底斯造山帶和分水嶺造山帶之間的中央谷地、高原最南部的喜馬拉雅造山帶以及高原北部還處于小于2000 米的低海拔，高原整體形成‘兩山夾一盆的地貌特征。”丁林解釋。

4000萬(wàn)年至3000萬(wàn)年前，拉薩巖石圈在中央谷地下方失穩(wěn)掉落，上地殼縮短、軟流圈上涌等多種深部地球動(dòng)力學(xué)過程的作用，使中央谷地抬升到目前4500 米的高度。“這標(biāo)志著青藏高原由造山帶正式轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一高原。”丁林強(qiáng)調(diào)。

2500萬(wàn)年至1500萬(wàn)年前，由于印度大陸的持續(xù)俯沖，喜馬拉雅山脈下方俯沖的印度大陸巖石圈及藏北可可西里—昆侖山下方俯沖的歐亞大陸巖石圈先后失穩(wěn)掉落，喜馬拉雅山與昆侖山先后隆升到現(xiàn)代高度，現(xiàn)代意義上的高原形成。

然而，“青藏高原北部地區(qū)的隆升歷史仍然存在較大的不確定性，需要更多定量古高度數(shù)據(jù)來驗(yàn)證。”丁林坦言。

此外，針對(duì)青藏高原隆升的時(shí)間和機(jī)制問題，研究團(tuán)隊(duì)還指出今后需要重點(diǎn)發(fā)力的研究方向。

“未來需要解決印度—?dú)W亞大陸匯聚量和地殼縮短之間的不一致問題;需要大量高分辨率的古高度數(shù)據(jù)精確限制高原隆升歷史。”丁林說。

同時(shí)，還要結(jié)合數(shù)值模擬和地質(zhì)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確重建高原地球系統(tǒng)演化歷史;結(jié)合地球物理成像技術(shù)和地球動(dòng)力學(xué)模擬，闡明大陸巖石圈的循環(huán)過程和分布范圍，解析大陸碰撞如何影響鄰近板塊邊界的構(gòu)造以及全球規(guī)模的地幔對(duì)流。

◎ 來源| 科技日?qǐng)?bào)