我科學(xué)家破解青藏高原“身高”增長之謎

來源：科技日報

科技日報記者 葉青 通訊員 孔令竹

青藏高原被稱為“世界屋脊”，但它究竟是如何形成現(xiàn)今高度和地形的？中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所王強研究員團隊聯(lián)合國際合作者的一項最新研究給出了答案：高原并非一直向上生長，而是經(jīng)歷了兩次“抬升—沉降”的起伏旋回。這一發(fā)現(xiàn)有別于對青藏高原隆升的傳統(tǒng)認(rèn)知。相關(guān)成果于4日在線發(fā)表于國際期刊《地質(zhì)學(xué)》上。

要還原高原的成長史，科學(xué)家需要找到記錄地形的“歷史檔案”。團隊選取了青藏高原南部岡底斯山的兩處山間盆地——林周盆地和烏郁盆地，它們內(nèi)部的沉積地層就像兩個不同時代的“日記本”，保存了數(shù)千萬年間的地形變化信息。

團隊通過分析盆地沉積物中的碎屑鋯石和磷灰石U-Pb（鈾-鉛）同位素年代學(xué)和物源特征發(fā)現(xiàn)：盡管兩個盆地的形成時代相隔數(shù)千萬年，但它們的水系演化軌跡驚人相似——都經(jīng)歷了從“開放”到“封閉”再到“開放”的轉(zhuǎn)變。

這種水系變化背后隱藏著地形的秘密。在地形快速隆升前，盆地較為開放，可以接受外部較為復(fù)雜的水系的輸入；當(dāng)?shù)匦慰焖偬纬筛呱狡琳蠒r，外部水源被阻斷，盆地變成封閉系統(tǒng)；當(dāng)?shù)匦纬两禃r，水系重新打開。研究據(jù)此推斷，岡底斯山在約5400萬—5100萬年前和1500萬—800萬年前分別經(jīng)歷了快速抬升，每次抬升幅度約1公里。而在每次抬升之后，又發(fā)生了地形的沉降。

究竟是什么力量驅(qū)動著高原“上下起伏”？研究發(fā)現(xiàn)，這兩次抬升事件都伴隨著地殼減薄，暗示它們可能由相似的深部過程促成。

研究提出，第一次抬升是由俯沖的新特提斯洋板塊斷離引發(fā)的，第二次則是印度大陸巖石圈底沖（即水平俯沖）后的拆沉作用。而每次斷離或拆離后的大陸巖石圈持續(xù)底沖作用，又像一只向下拖拽的手，導(dǎo)致地表沉降。

“青藏高原的生長不是簡單的‘長高’，而是多階段‘抬升—沉降’交替的結(jié)果。”論文第一作者、中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所博士后薛爾堃表示，“相似的淺表地形演化是由相似的深部動力學(xué)機制驅(qū)動的。”

該研究為理解造山帶高原的生長模式提供了新視角，也將深部巖石圈活動與地表地形演化直接聯(lián)系起來，對認(rèn)識造山帶高原的地貌演化機制具有重要意義。