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青藏高原的隆起是分阶段发生的

收藏 打印 发给朋友 来源: 中国化石网 网站编辑:杨毅
热度650票 浏览1040次 时间:2012年12月10日 12:15

地质学家说,当中部地区升起的时候,喜马拉雅地区仍然在海平面以下

(神秘的地球uux.cn)辽阔的青藏高原——它是世界上最高和面积最大的高原,靠近世界最高的山脉——长久以来激励着地质学家设法去理解该地区如何以及何时升高到了这样壮观的高度。来自美中两国科学家的一项为期8年的研究的新证据表明,这个高原是分阶段上升的,隆起首先发生在高原的中心,然后是北部和南部区域。

“这个高原的中部首先在距今至少4000万年前隆起,而南部的喜马拉雅山脉以及北部的山脉是在很久以后隆起的,”加州大学圣克鲁兹分校的研究科学家Xixi Zhao说。

这个研究组发现海洋化石表明,在青藏高原中部已经处于或者接近其现代高度的时候,如今高耸的喜马拉雅山脉还处于海平面以下。今天这个高原的平均高度超过4500米(14850英尺)。

这组科学家在《美国科学院学报》上发表了他们的成果。该论文的第二作者Zhao是加州大学圣克鲁兹分校地球物理和行星物理研究所的成员。论文的第一作者、中国地质大学(北京)的Chengshan Wang自从1996年开始就与Zhao以及加州大学圣克鲁兹分校的其他科学家合作。

被称为“世界屋脊”的青藏高原是由印度缓慢向北朝着亚洲运动,构造板块的不断碰撞形成的。该论文的作者之一、加州大学圣克鲁兹分校的地球和行星科学教授Robert Coe说,在他在1988年首次访问西藏之前很久,关于这个高原如何发生隆起的理论就在不断地演化。

“人们过去认为整个高原同时形成,但是现在已经弄清了这个高原的不同部分是在不同的时候升高的,”Coe说,“我们的研究表明高原的中部首先隆起,看上去这与其它研究符合得很好。”

青藏高原的上升导致了区域和全球气候的剧烈变化。青藏高原隆起的时间对那些试图理解地球历史上重大的全球气候变化事件的气候研究者是一个至关重要的信息。

“关于西藏何时变成高原的一个传统观点认为这是一个相对晚近的现象,发生在过去的1500万年,”论文的作者之一、加州大学圣克鲁兹分校的研究生Peter Lippert说。他用了5个野外研究季节研究青藏高原的地质学。“至少在4000万年前就存在的一个高原可能有重要的气候意义。”

这个由美中地质学家组成的研究组在广泛的野外研究的基础上得出了他们的结论,这些研究主要是在青藏高原的一个遥远的内部区域进行的。他们把重点放在了高原中北部的一个称为可可西里盆地的区域。这个区域的地质历史被记录在了5000米厚的沉积岩层中。Lippert说,如今它是这个高原的一部分,过去它曾经是高原中部的北部边缘上的一个盆地。

他说:“这个盆地的结构以及沉积物沉积的方式表明,正是这种类型的盆地在大型山脉的脚下形成。因此我们证明了至少4000万年前在可可西里盆地的南部有高的地形。”

有几组证据支持该研究组的结论。除了野外研究,这组科学家还使用了许多实验室技术分析岩石并测定其年代。历史上地球磁场的变化被岩石的磁化记录了下来,这提供了一种测定年代的方法。这种称为磁性地层学(magnetostratigraphy)的分析是在加州大学圣克鲁兹分校Coe的实验室里完成的。该研究使用的另外一个测定年代的技术称为磷灰石裂变径迹法,它是根据放射性同位素衰变在磷灰石晶体中留下的损伤径迹运作的。

这组科学家还在可可西里盆地以南的高原中部的一个区域发现了火山岩。平坦的凝固岩浆层位于倾斜褶皱的沉积岩层之上;地质年代学技术测定出它的年龄是4000万年。

“这些平坦的火山岩的存在告诉我们这些沉积岩是在火山活动之前变形的,而且它把西藏这部分地区的火山活动年龄从1500万年前扩展到了4000万年前,” Lippert说。

在喜玛拉雅山脉,这个研究组发现了称为放射虫的海洋浮游生物的化石,它们比此前从该地区发现的任何海洋化石都年轻500万年。这一发现缩小了喜马拉雅山脉隆起的时间窗口。Zhao说,当青藏高原中部在超过4000万年前隆起的时候,珠穆朗玛峰和喜马拉雅山的其他部分仍然是一个深海盆的一部分。

Lippert说,然而,喜马拉雅地区是很复杂的,而其他研究组正在忙于更准确地确定它隆起的时间。他说:“我们的主要贡献是我们从这个高原的中北部区域采集的数据,该地区还没有被很好地研究。”

Zhao指出,没有中国同事的支持,美国科学家就无法进入该地区。这一长期合作包括了在加州大学圣克鲁兹分校和中国大学之间交换研究生,以及为加州大学圣克鲁兹分校的本科生提供在西藏进行野外研究的机会。“这是一个非常优秀的研究合作,其中也包括了强有力的教育成分。”(神秘的地球uux.cn)


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