揭示4400万年前青藏高原东南部重大环境变化

4400万年前，青藏高原东南部贡觉盆地还是一片沙漠，海拔只有700米。在印度大陆向北俯冲作用下，这里快速隆升为海拔3800米的高山森林。

近日，国际权威地学期刊《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters，EPSL）发表了中科院青藏高原研究所碰撞隆升及影响团队丁林院士等的这项重要发现。科研人员首次利用多种定量指标重建了青藏高原分水岭山脉东段的隆升历史，揭示了青藏高原东南部从低海拔沙漠到高海拔森林的重大环境转变，探讨了青藏高原隆升对于亚洲季风格局和区域环境类型演化的驱动作用。

该论文的第一作者，中科院青藏高原所博士生熊中玉介绍，青藏高原分水岭山脉横亘于青藏高原中部，从东向西主要包括横断山、唐古拉山和喀喇昆仑山，是太平洋水系和印度洋水系的分水岭，也是世界屋脊的“脊梁”（图1），其形成、隆升对青藏高原乃至整个东亚地区的古环境格局都有重要影响。此前国际上缺乏对分水岭山脉从低到高隆升过程的详细研究。

图1 青藏高原分水岭山脉及印度洋-太平洋水系范围

贡觉盆地位于横断山北部，是研究青藏高原分水岭山脉隆升历史的理想地区。2016年和2018年，研究团队两次深入西藏自治区昌都市贡觉县北部，对贡觉盆地进行野外科考，发现了两套截然不同的沉积地层。下部地层以风沙沉积和河流沉积为主，形成于相对干旱的环境。（图2）团队在河流沉积的细砂岩中发现了棕榈植物树叶化石，显示当时盆地气温较高。上部地层以湖泊沉积为主，形成于相对湿润的环境。

图2 采集贡觉盆地河流沉积地层中的碳酸盐岩结核，用于古高度计和古温度计测试

利用氧同位素古高度计和碳酸盐岩古温度计，结合棕榈植物化石、高精度火山岩年代学、气候模拟和前期研究结果，团队发现，5400万年前，以贡觉盆地为代表的藏东南地区还是一片低地，主要受西风带控制，气候炎热干燥，年均气温高达约24度，形成了大面积的沙漠。

“到4400万年前，在印度大陆向北俯冲作用下，贡觉盆地抬升至3800 米，藏东南地区快速抬升至与现今相似的海拔高度（图3）。”该论文的通讯作者，丁林院士说。伴随着地势抬升，季风开始在藏东南地区起主导作用，气候变得较为湿润和凉爽，年均气温降至7度左右；植被类型也发生了变化，开始出现高山森林，接近现今藏东南地区的环境类型（图3）。

图3 青藏高原5500-5000万年和4400-4000万年间古地理格局演化。在印度大陆向北俯冲作用下，拉萨地块从南向北、亚洲大陆从北向南俯冲于羌塘地块下方，导致青藏高原中部的强烈缩短和分水岭山脉的最终形成。（综合本文数据并参考Ding et al., 2014；Valdes et al., 2019）

该研究获得国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项和第二次青藏高原综合科学考察研究的联合资助，合作单位包括中科院地质与地球物理所、英国开放大学、布里斯托大学、中科院西双版纳热带植物园等。