青藏高原,这片世界上平均海拔最高、面积最大的高原,是地球“第三极”的主体区域。它是全球气候变化的放大镜,是亚洲诸多大型河流的发源地,也影响着我国矿产资源的形成……因此,一代代科学家前赴后继,试图揭示高原地质历程和生命环境的演变史,及其对人类的意义。

青藏高原为何影响全球?

高原的“成长史”中藏着答案

2017年6月20日 探访“第三极”科考色林错大本营 藏羚羊在色林错湖边活动（6月19日摄）。新华社记者 曾涛 摄

人文学科的学者乐于从文化史中寻找今天人类社会问题的答案。而在自然科学领域,开启今日地球奥秘的“钥匙”,却常常尘封在自然界,隐藏在她漫长的演化史中。想要理解今天的高原为什么能够影响全球,甚至预测这些影响未来的走向,需要回望高原的“成长史”。

中科院第二次青藏高原综合科考江湖源考察中,古生态与古环境考察队便肩负着这样的使命。而想要理解高原的历史,其隆升的过程和机理,是绕不过去的课题。在高原“成长”的过程中,岩石圈、大气圈、水圈和生物圈等各圈层不断相互作用,促使高原本身及其周边的环境发生改变直至形成今天的面貌。

中科院青藏高原研究所副研究员许强告诉记者,他所在的地质考察分队,便负责探究青藏高原中央分水岭山脉的隆升历史,及其在亚洲水系形成演化中的角色。

“世界屋脊”的脊柱何时隆起?

唐古拉山一线在距今5000万年前,便已隆升到今天的高度

在第二次青藏高原综合科考江湖源冰川与环境变化考察队前线大营附近，冰川融水顺流而下（6月24日摄）。新华社记者 晋美多吉 摄

中央分水岭山脉,即在青藏高原核心地区发育的一个长约2500公里、宽约100公里的亚洲大陆分水岭。它相对高差达千米,从喀喇昆仑山、藏色岗日、普若岗日、唐古拉山,一直延伸到云南梅里雪山。如果说青藏高原是“世界屋脊”,中央分水岭就是它的脊柱。

“我们这次考察的唐古拉一线,是重要的地质地理分界线。”许强将这条线称为“星球级的分水岭”,因为它分割了太平洋水系(金沙江、黄河、澜沧江等)和印度洋水系(怒江、雅鲁藏布江、印度河等),是诸多大江大河的发源地,也是今天高原季风气候系统的地理分界线,南部主要受印度季风控制,北部受西风带影响。此外,它还是重要的地质分界线,是青藏高原上重要的成矿带。

“这条分界线通过什么样的过程,在什么时间点塑造了高原上的气候、水系等,至今仍没有搞清。”许强说,考察队利用唐古拉山花岗岩低温热年代学的研究方法,与盆地内碳酸盐稳定同位素研究相结合,以期更加全面地了解中央分水岭山脉的形成时代和高度变化。目前可以初步确定,唐古拉山一线在距今5000万年前,便已隆升到今天的高度。

在高原竟发现棕榈化石?

高原内部的一些区域,2600多万年前或为“暖湿低地”

我国科学家探秘青藏高原动植物世界考察队成员展示在藏北草原上收集到的石蜈蚣活体（7月3日摄）。新华社记者 刘东君 摄

高原内部的“生长”并不同步。在唐古拉山脉以南海拔稍低的盆地中,古生物考察分队所发现的化石证据,将这一地区隆升的时间点大大推后。中科院古脊椎动物与古人类研究所副研究员吴飞翔团队,近日在高原中部的伦坡拉和尼玛盆地发现的化石群落,可证明高原内部的这些区域在2600多万年前曾处于暖湿环境,其海拔不会高于2000米。

吴飞翔说,这次他们在伦坡拉和尼玛发现了500多块化石。其中包括鲤科鱼类的新类型,这些种类与今天本地区所特有的鲤科裂腹鱼类,在形态和生态上完全不同。

“裂腹鱼类的演化与青藏高原的隆升历史息息相关,其内部的演化水平对应着其栖息地不同的隆升阶段”吴飞翔说,“而新发现的化石鲤科鱼类,还没有出现典型的裂腹鱼类的特征,说明当时青藏高原,特别是其内部的环境还没有变化到现在的状态。”

吴飞翔表示,鱼类因其冷血的生理特征和生存分布受水域所限,具有很强的环境指示意义。水域水文条件,物理化学特征的变化,都会在鱼类的历史上留下印记。而水系的变迁又跟地质事件紧密相联,因此,通过鱼类的生理特征变化,可以反推高原的地质地理变迁。

此前,吴飞翔团队曾在青藏高原中部西藏伦坡拉和尼玛盆地海拔近5000米处,发现了距今约2600万～2400万年前的化石攀鲈及其伴生植物化石,如棕榈等,也指示青藏高原内部部分区域在当时或为“暖湿低地”。

科学家已经证实,青藏高原不是“铁板一块”,在空间上是分阶段上升的,其内部存在六个构造带。有研究人员提出,当青藏高原中部已经隆起时,喜马拉雅地区可能还是海洋。(记者薛文献、吕诺、王沁鸥、黄兴、张京品)