作者:丁林等 来源:《全球和行星变化》 发布时间:2023/12/3 11:51:48
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青藏高原气候如何演变?

 

12月1日,中国科学院院士、中国科学院青藏高原研究所研究员丁林领衔的碰撞隆升及影响团队在《全球和行星变化》发表最新成果,研究揭秘了青藏高原东南缘的隆升的气候历史。研究认为,青藏高原从早期炎热干旱的低海拔沙漠到现代季风气候控制的高原,其演变过程中还经历了夏季炎热干燥、春秋温和多雨的地中海气候。

青藏高原东南地区是南亚季风和东亚季风的交互作用区,这里构造变形复杂,高山峡谷地貌险峻,生物多样性丰富,是研究青藏高原隆升历史和亚洲气候演变的关键区域。

研究区域芒康盆地位于青藏高原东南缘,横断山脉北缘,平均海拔约4300米。现今,盆地的气候为半湿润季风性气候,年平均气温为3.9℃,年降水量为590毫米。结合盆地沉积地层、高精度火山岩铀-铅年代学、植物化石多变量分析、碳酸盐团簇同位素古温度计、氧同位素古高度计和气候模拟,研究团队定量重建了芒康盆地距今4200万年至3600万年的隆升历史。

该文章的共同第一作者和通讯作者,中国科学院青藏高原研究所副研究员熊中玉介绍,芒康盆地新生代沉积厚度约600米,可分为四个岩性段:一段和三段主要是火山岩地层,二段和四段是河湖相地层。利用叶相多变量分析、团簇同位素和氧同位素以及古高度计测试,结合团队前期研究成果,该研究认为,以贡觉、热鲁盆地等为代表的藏东南地区5000万年前是一片炎热干燥的沙漠,海拔仅约700米,形成了大规模的风成沙丘沉积,受西风带气候控制,生长着代表干燥气候的棕榈植物群。4500万年前,藏东南地区开始快速隆升,至3900万年前,芒康盆地古高度为2600米,约3600万年前抬升为现今高度3800米。

 “藏东南隆升至现今海拔后,水汽传输受到影响,形成了一种过渡态干湿季对比明显的‘奇异季风’”该文章的共同通讯作者,丁林说,这是一种流行于藏东南地区独特的地中海气候模式,最主要的特征为双峰式降水——春季和秋季有两个季节性降水高峰,降水量每天约4-5毫米,夏季季节性降水较少,每天小于2毫米。类似于现代地中海气候,其特点是夏季高温干旱,凉爽的雨季从深秋持续到春季(图1)。上述夏季高温干旱特征与现代中亚地区杜尚别、喀布尔、撒马尔罕、希姆肯特等典型地中海气候非常一致,而与现今藏东南地区林芝、左贡、巴塘、昌都等夏季高温湿润的单峰式季风降水特征完全不同。

另一个支持藏东南地区地中海气候的证据来自植物化石,藏东南贡觉、芒康、热鲁盆地始新世地层保存着与地中海植物区系相似的典型的半干旱或干旱植物,如棕榈,桉属,帕利宾尼亚,栎属,沙棘等,该植物群甚至扩散到中国南方和北方。越来越多证据表明,距今约4000-3600万年前,一种原始的,与现代不同的气候系统开始控制着藏东南地区。

综合气候模拟结果,研究进一步认为,青藏高原东南缘地表抬升所形成的这种独特的气候模式,导致了降雨的季节性变化,季节性降雨加剧气温的季节变化和风化剥蚀,使得青藏高原东南缘河流下切广泛,高原隆升和气候的协同作用逐渐形成了现今的高原地形起伏,促进了新物种的形成,推动了东亚生物多样性的现代化进程。该研究为验证青藏高原差异性隆升模式提供重要证据,也为回答青藏高原地球系统圈层耦合作用过程奠定基础。(来源:中国科学报 韩扬眉)

芒康盆地达日剖面上出露的植物化石(中国科学院青藏高原研究所供图

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2023.104313

 
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