稻城如何從沙漠到香格裏拉?科學家揭秘青藏高原東部隆升史
中新網北京10月31日電 (記者 孫自法)作為(wei) 著名小說《消失的地平線》中香格裏拉的原型,四川省甘孜州的稻城亞(ya) 丁位於(yu) 青藏高原東(dong) 部橫斷山腹地,如今平均海拔3700米,其壯觀旖旎的高山森林景觀引人入勝。
不過,科考證據表明,以稻城香格裏拉為(wei) 代表的青藏高原東(dong) 部高海拔森林遠古時期曾是一片低地沙漠,直到3400萬(wan) 年前才轉變為(wei) 現今的模樣。那麽(me) ,是什麽(me) 力量驅使亞(ya) 洲季風滲透到這個(ge) 地區,綠化了這片沙漠,使之成為(wei) 世界級的生物多樣性中心?
中國科學院青藏高原研究所(中科院青藏高原所)丁林院士領銜該所碰撞隆升及影響團隊,並聯合英國開放大學、布裏斯托大學等國外同行,近日在《科學通報》(Science Bulletin)上發表最新完成的青藏高原東(dong) 部隆升曆史研究成果論文,揭秘稻城香格裏拉的“前世今生”。
青藏高原東(dong) 部隆升是改變東(dong) 亞(ya) 氣候環境關(guan) 鍵節點
論文通訊作者丁林院士指出,青藏高原東(dong) 部海拔高、地形複雜,受季風影響顯著,對氣候變化響應敏感,擁有全球最重要的生物多樣性熱點之一——橫斷山生物多樣性熱點。
本次研究中,研究團隊2018-2020年連續3年考察青藏高原東(dong) 部稻城附近的熱魯盆地,開展細致的地質填圖和樣品采集工作。他們(men) 發現,熱魯盆地內(nei) 部新生代地層發育有從(cong) 幹旱到濕潤的連續沉積:地層序列的下部為(wei) 一套代表著氣候炎熱幹燥的沙漠相衝(chong) 積扇-風成砂丘沉積;上部為(wei) 代表著氣候相對濕潤的湖相和河流相地層,保存有豐(feng) 富的動植物化石。
研究團隊通過重建青藏高原東(dong) 部5000萬(wan) -3400萬(wan) 年前、從(cong) 600米的低海拔沙漠到3500米海拔高山森林的隆升曆史,進一步揭示出在距今約5000萬(wan) -3400萬(wan) 年,一個(ge) 獨特的古亞(ya) 洲季風係統和以稻城香格裏拉為(wei) 代表的、橫斷山現代生物多樣性熱點的形成過程。
丁林表示,“青藏高原東(dong) 部的隆升是改變東(dong) 亞(ya) 氣候環境的關(guan) 鍵節點,觸發了亞(ya) 洲季風和具有全球意義(yi) 的區域性生物匯聚與(yu) 新生”。
重建約1600萬(wan) 年間從(cong) 600米到3500米隆升史
論文第一作者、中科院青藏高原所何鬆林博士介紹說,研究團隊利用野外科考發現的6套不同層位的火山灰樣品,運用鋯石鈾鉛放射性測年方法,首次建立起熱魯盆地的絕對年代學框架,確定熱魯盆地地層屬於(yu) 5000萬(wan) -3400萬(wan) 年前的沉積產(chan) 物。其中,下部地層沉積時代為(wei) 5000萬(wan) -4500萬(wan) 年前,上部含植物化石的湖相地層的沉積時代4500萬(wan) -4000萬(wan) 年前,動物化石所在層位的沉積時代為(wei) 3900萬(wan) -3400萬(wan) 年前。
利用古土壤鈣結核的團簇同位素溫度計與(yu) 植物化石的氣候-葉相多變量分析程序(CLAMP),研究團隊重建了熱魯盆地詳細的古高度變化曆史:5000萬(wan) -4500萬(wan) 年前,熱魯盆地海拔僅(jin) 為(wei) 約600米;4500萬(wan) -4200萬(wan) 年前,迅速上升至約2000米;4200萬(wan) -4000萬(wan) 年前,繼續上升至海拔約2900米;3900萬(wan) -3400萬(wan) 年前,進一步上升到約3500米,接近現今平均海拔3700米。
結合團隊此前研究,在5000萬(wan) -3800萬(wan) 年前,www.easyfundingllc.com地區已呈現出“兩(liang) 山夾一盆”的地貌特征:兩(liang) 條東(dong) 西走向海拔超過4000米的山脈,環繞著一個(ge) 海拔隻有1700米的中央穀地,擁有獨立的亞(ya) 熱帶生態係統。此次研究表明,隨著以熱魯盆地為(wei) 代表的青藏高原東(dong) 部在3400萬(wan) 年前上升至接近現今高海拔,封閉了這個(ge) 中央穀地的東(dong) 端,從(cong) 而與(yu) 岡(gang) 底斯山脈、中央分水嶺山脈共同構成晚始新世西藏地區的高海拔顯著地形。
稻城香格裏拉在3400萬(wan) 年前已經形成
何鬆林說,通過整合同位素放射性定年、同位素地球化學、關(guan) 鍵區域的古生物資料和氣候模型,研究團隊首次揭示出亞(ya) 洲季風係統的發展和生物多樣性之間的複雜聯係。
本次研究中的動物牙齒化石氧同位素與(yu) 植物化石CLAMP氣候數據結果顯示,青藏高原東(dong) 部的隆升推動熱帶輻合帶季風在4500萬(wan) 年前向北滲透,形成與(yu) 現今季風係統截然不同的始新世亞(ya) 洲季風氣候。結合氣候數值模擬顯示,青藏高原東(dong) 部高地顯著增加整個(ge) 東(dong) 亞(ya) 的降雨量,主要降水季節為(wei) 春季和秋季,這與(yu) 隻有一個(ge) 雨季的現代亞(ya) 洲季風係統完全不同。研究團隊認為(wei) ,季風演變與(yu) 不斷變化的地貌密切相關(guan) ,現代亞(ya) 洲季風是隨著不斷變化的地形條件和全球地球係統背景下逐漸發展而來。隨著青藏高原東(dong) 部隆升,該區域從(cong) 一片幹熱的沙漠演變為(wei) 一個(ge) 物種高度多樣化的茂盛森林。
該團隊還在熱魯盆地下部地層中發現高度分化、保存精美的化石植物群,以桉樹、帕裏賓尼亞(ya) 和黃連木等為(wei) 代表,以及以石炭獸(shou) 、犀牛、雷獸(shou) 、豫鼠等為(wei) 代表的化石動物群。雖然物種組成與(yu) 現今有很大不同,但豐(feng) 富的動植物多樣性表明,橫斷山特殊的生物多樣性在4000萬(wan) 年前已有萌芽,並推動整個(ge) 東(dong) 亞(ya) 生物多樣性的現代化進程,這比此前現代生物多樣性是中新世產(chan) 生的結論提前了約2000萬(wan) 年。綜合古高度數據和區域資料,研究團隊認為(wei) ,橫斷山在3400萬(wan) 年前已經形成和現今海拔類似的高山森林景觀,並萌生出以稻城香格裏拉為(wei) 代表的橫斷山生物多樣性熱點。
論文共同作者、英國開放大學羅伯特·斯派塞(Robert A. Spicer)教授表示,這次青藏高原東(dong) 部隆升史研究,可以更好地了解季風對未來全球變化的敏感性,以及如何影響生物多樣性和生態係統功能。(完)
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