大陆漂移、高原隆升与新生代亚-非-澳洲季风区和干旱区演化

新生代5个时期亚-非-澳洲季风区(绿色阴影)和干旱区(黄色阴影)分布 (a)中古新世(60Ma), (b)晚始新世(40Ma), (c)晚渐新世(25Ma), (d)晚中新世(10Ma), (e)现代(0Ma)。蓝色阴影区为海洋或湖泊，灰色廓线指示青藏高原及其周边1500m地形等高线。（Credit：©《中国科学》杂志社）

（化石网报道）据EurekAlert!：季风和干旱是地球上中低纬度地区两种典型的气候类型，季风区和干旱区的存在塑造了人类主要活动区域的生态环境。亚-非-澳洲季风区和干旱区的面积约占这三大洲陆地总面积的60%以上。它们起源于什么年代？随时间是怎样演变的？形成的物理机制及区域差异如何？这些问题一直受到地球科学工作者的关注，但至今尚未达成共识。由中国科学院地球环境研究所刘晓东研究员等撰写的“大陆漂移、高原隆升与新生代亚-非-澳洲季风区和干旱区演化”一文，利用全球海-气耦合模式通过开展新生代特征地质时期的气候模拟试验，揭示了新生代以来亚-非-澳洲季风区和干旱区的形成演化及其控制因子。

已有的地质证据显示，不同区域古季风起源和主要干旱区形成的时间存在很大的不确定性。过去的一些气候模拟研究从不同角度探讨了主要季风和干旱气候的成因，但多数工作缺乏与实际地质年代相对应构造边界的联系。因此，关于新生代亚-非-澳洲季风与干旱气候起源、演化历史和形成机制迄今并不完全清楚。

研究者基于地质证据重建的中古新世(~60Ma)、晚始新世(~40Ma)、晚渐新世(~25Ma)、晚中新世(~10Ma)和现代5个时期的海陆分布、地形及大气CO2浓度等边界条件，以及通过仅改变海陆格局分布或温室气体含量，开展了一系列气候模拟试验。图1给出模拟的新生代5个时期亚-非-澳洲季风区和干旱区分布。

研究结果表明，亚-非-澳洲季风区和干旱区形成的时间和原因明显不同。北非与南非季风在古新世中期已经存在，南亚次大陆季风在始新世印度大陆移入北半球热带后开始出现。先前依据植物化石界定的中古新世时期(~56Ma)包括印度和中国最南端的古季风区实际上属于两个完全不同的地理区域，在~60Ma时分别位于南半球和北半球的热带地区。东亚和澳大利亚北部季风直到中新世才建立。北非、南非、南亚和澳大利亚热带季风的建立是大陆漂移的位置和热带辐合带季节性迁移共同决定的，而青藏高原的位置和高度则是东亚季风建立的关键因素。北非、南非、亚洲和澳大利亚副热带干旱区的存在取决于大陆的位置和行星尺度副热带高压的控制，阿拉伯半岛和西亚干旱区的发展与区域尺度海陆变迁，特别是古特提斯海的退缩密切相关，而亚洲内陆中纬度干旱区的形成则是青藏高原隆升的结果。这些模拟结果与部分地质证据相吻合。

这一研究首次揭示了新生代以来亚-非-澳洲季风区和干旱区形成和演化的区域差异，以及构造边界条件和地理格局在地质时期区域气候环境形成演化中的重要性。由于地质记录时空尺度的局限性，基于上述数值模拟研究的结果还有待更多地质证据的检验。

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中文版：刘晓东, Dong B W, Yin Z Y, Smith R S, 郭庆春. 大陆漂移、高原隆升与新生代亚-非-澳洲季风区和干旱区演化. 中国科学: 地球科学, 2019, 49(7): 1059-1081 http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SSTe/49/7/10.1360/N072018-00273?slug=fulltext

英文版：Liu X D, Dong B W, Yin Z Y, Smith R S, Guo Q C. Continental drift, plateau uplift, and the evolutions of monsoon and arid regions in Asia, Africa, and Australia during the Cenozoic. Science China Earth Sciences, 2019, 62(7): 1053–1075