青藏高原從沙漠氣候到現(xiàn)代季風氣候，還曾經歷地中海氣候

青藏高原東南地區(qū)是南亞季風和東亞季風的交互作用區(qū)，這里構造變形復雜，高山峽谷地貌險峻，生物多樣性豐富，是研究青藏高原隆升歷史和亞洲氣候演變的關鍵區(qū)域。

近日，中國科學院青藏高原研究所丁林院士領銜的碰撞隆升及影響團隊在《全球和行星變化》（《Global and Planetary Change》）發(fā)表最新成果，揭秘了青藏高原東南緣的隆升的氣候歷史。研究認為，青藏高原從早期炎熱干旱的低海拔沙漠到現(xiàn)代季風氣候控制的高原，其演變過程中還經歷了夏季炎熱干燥、春秋溫和多雨的地中海氣候。

據(jù)介紹，研究區(qū)域芒康盆地位于青藏高原東南緣，橫斷山脈北緣，平均海拔約4300米?，F(xiàn)今，盆地的氣候為半濕潤季風性氣候，年平均氣溫為3.9℃，年降水量為590毫米。結合盆地沉積地層、高精度火山巖鈾-鉛年代學、植物化石多變量分析、碳酸鹽團簇同位素古溫度計、氧同位素古高度計和氣候模擬，研究團隊定量重建了芒康盆地距今4200萬年至3600萬年的隆升歷史。

該文章的共同第一和通訊作者，中國科學院青藏高原研究所副研究員熊中玉介紹，芒康盆地新生代沉積厚度約600米，可分為四個巖性段：一段和三段主要是火山巖地層，二段和四段是河湖相地層。利用葉相多變量分析、團簇同位素和氧同位素以及古高度計測試，結合團隊前期研究成果，該研究認為，以貢覺、熱魯盆地等為代表的藏東南地區(qū)5000萬年前是一片炎熱干燥的沙漠，海拔僅約700米，形成了大規(guī)模的風成沙丘沉積，受西風帶氣候控制，生長著代表干燥氣候的棕櫚植物群。4500萬年前，藏東南地區(qū)開始快速隆升，至3900萬年前，芒康盆地古高度為2600米，約3600萬年前抬升為現(xiàn)今高度3800米。

“藏東南隆升至現(xiàn)今海拔后，水汽傳輸受到影響，形成了一種過渡態(tài)干濕季對比明顯的‘奇異季風’（strangelove monsoon）”該文章的共同通訊作者，丁林院士說，這是一種流行于藏東南地區(qū)獨特的地中海氣候模式，最主要的特征為雙峰式降水——春季和秋季有兩個季節(jié)性降水高峰，降水量每天約4-5毫米，夏季季節(jié)性降水較少，每天小于2毫米。類似于現(xiàn)代地中海氣候，其特點是夏季高溫干旱，涼爽的雨季從深秋持續(xù)到春季(圖1)。上述夏季高溫干旱特征與現(xiàn)代中亞地區(qū)杜尚別、喀布爾、撒馬爾罕、希姆肯特等典型地中海氣候非常一致，而與現(xiàn)今藏東南地區(qū)林芝、左貢、巴塘、昌都等夏季高溫濕潤的單峰式季風降水特征完全不同。

圖1. 古氣候模擬揭示藏東南地區(qū)的雙峰式降水模式，與現(xiàn)今中亞地區(qū)的地中海氣候相似. (A. 古氣候模擬的晚始新世時期藏東南地區(qū)的降水模式；B. 現(xiàn)今藏東南地區(qū)的降水模式；C. 現(xiàn)今中亞地區(qū)的降水模式.)

另一個支持藏東南地區(qū)地中海氣候的證據(jù)來自植物化石，藏東南貢覺、芒康、熱魯盆地始新世地層保存著與地中海植物區(qū)系相似的典型的半干旱或干旱植物，如棕櫚，桉屬，帕利賓尼亞，櫟屬，沙棘等，該植物群甚至擴散到中國南方和北方。越來越多證據(jù)表明，距今約4000-3600萬年前，一種原始的，與現(xiàn)代不同的氣候系統(tǒng)開始控制著藏東南地區(qū)。

圖2. 芒康盆地達日剖面上出露的植物化石

綜合氣候模擬結果，研究人員認為，青藏高原東南緣地表抬升所形成的這種獨特的氣候模式，導致了降雨的季節(jié)性變化，季節(jié)性降雨加劇氣溫的季節(jié)變化和風化剝蝕，使得青藏高原東南緣河流下切廣泛，高原隆升和氣候的協(xié)同作用逐漸形成了現(xiàn)今的高原地形起伏，促進了新物種的形成，推動了東亞生物多樣性的現(xiàn)代化進程。該研究為驗證青藏高原差異性隆升模式提供重要證據(jù)，也為回答青藏高原地球系統(tǒng)圈層耦合作用過程奠定基礎。

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2023.104313

來源：中國科學院青藏高原研究所