2019年09月20日,Science杂志刊出由中科院青藏高原地球科学卓越创新中心、中科院青藏高原研究所与英国布里斯托大学等团队的合作研究成果,该成果对青藏高原始新世古高度进行了模拟,并对Botsyun等(2019)发表在Science上的研究论文“Revised paleoaltimetry data show Tibetan Plateau elevation during the Eocene”进行了评论。
青藏高原古高度变化历史是联系地球深部动力学、地表过程和气候变化-生物多样性等深部-浅表圈层耦合关系的纽带,是进行青藏高原地球系统科学研究和跨学科合作的重要方向,一直是国际地球科学研究的前沿和热点。
利用布里斯托大学开发的HadCM3L模型对始新世路德期(4800-4100万年)青藏高原不同古高度状态下的降水氧同位素进行模拟,该模型是大气-海洋-植被耦合综合模型,考虑到了影响降水氧同位素分布的多种主要因素(图1)。模拟结果显示了地形高度和降水氧同位素关系符合瑞利分馏模型,即海拔越高、氧同位素越负。模拟揭示了青藏高原主体(拉萨地块、羌塘地块)在始新世已经达到4000m的古高度,但实际地貌格局可能比较复杂,在该古海拔高度下的模拟降水氧同位素和实测的始新世碳酸盐岩氧同位素结果一致。
Botsyun等(2019)利用LMDZiso大气模型对始新世时期青藏高原不同古地理和古高度状态下降水氧同位素分布特征进行了模拟,认为青藏高原在始新世期间还未大范围隆升,高原古高度小于3000m。但Botsyun等(2019)的工作有很明显在不足之处:1)模型参数单一,只考虑了大气过程的影响;2)未正确考虑作为大气降水源区的海水氧同位素空间分布特征;3)使用的始新世碳酸盐岩氧同位素采样点没有进行合理的古纬度校正;4)模拟得出了古高度与降水氧同位素正相关的关系,与瑞利分馏模型相悖,这也是Botsyun等(2019)一文的核心论据。
青藏高原所丁林院士团队对青藏高原古高度已开展了十余年的研究,前期成果综合利用碳酸盐岩氧同位素、植物化石热焓等方法定量恢复了青藏高原南部冈底斯山和喜马拉雅山的隆升历史。拉萨地块南缘冈底斯山于5600万年前已隆升到海拔4500m以上,和北部的羌塘地块中央分水岭山脉之间构成了“两山夹一盆”的古地貌格局。喜马拉雅山在5600万年前缓慢隆升到~1000m,2400-2200万年之后快速抬升超过5000m。冈底斯山的隆升奠定了南亚季风的起源,而喜马拉雅山的快速隆升塑造了现代南亚季风的雏形。
在丁林院士的推动下,青藏高原所与英国布里斯托大学于2017年签订了科技与教育合作协议。在该协议框架下,并为了执行第二次青藏高原科学考察研究任务,丁林团队近两年联合布里斯托大学、中科院西双版纳热带植物园等国内外科研机构,对青藏高原南部和东南部新生代隆升过程和气候环境效应进行了详细考察,受到了西藏自治区地方政府的大力支持和热切关注(图2)。
图1 青藏高原古地理和δ18O模拟。
(A) 始新世路德期(Lutetian, ~4800-4100万年)古地理重建;(B)HadCM3L气候模型模拟的6-9月平均降水氧同位素δ18O;(C)Botsyun等(2019)的平均降水δ18O模拟结果(图2F)。
图2 中英联合科考队在藏东南地区进行青藏高原古高度考察
该研究得到国家自然科学基金委重大项目(41490615)和科技部国家重大研发课题(2016YFC0600303)的资助。
论文信息:Valdes, P.J., Lin, Ding, Farnsworth, A., Spicer, R.A., Li, S.-H., Tao, S., 2019. Comment on “Revised paleoaltimetry data show low Tibetan Plateau elevation during the Eocene”. Science, 365 (6459): eaax8474.
原文链接:https://science.sciencemag.org/content/365/6459/eaax8474
参考文献:Botsyun, S., Sepulchre, P., Donnadieu, Y., et al., 2019. Revised paleoaltimetry data show low Tibetan Plateau elevation during the Eocene. Science, 363 (6430): eaaq1436.
原文链接:https://science.sciencemag.org/content/363/6430/eaaq1436.abstract
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
Science评论文章:模拟显示青藏高原主体在4000万年前隆升到4000m
本站小编 Free考研/2020-06-02
相关话题/青藏高原 大气
Nature Communications:摸清青藏高原冻土碳库家底
青藏高原是中低纬度面积最大的多年冻土分布区。针对高原碳库大小和格局,过去研究做了大量有益尝试,但不同研究给出的估算结果差异很大。这一方面是由于不同研究样点的代表性有限、覆盖范围不同;另一方面,多年冻土碳库的形成是在漫长历史气候变迁中发生与发展的结果,而当前碳库估算都是基于现代气候条件,未考虑古气候变 ...中科院青藏高原研究所 本站小编 Free考研 2020-06-02FEMS Microbiology Ecology:青藏高原冰源固碳微生物在下游水体中的演替
已有研究表明,冰川固碳微生物固定的有机碳贡献了冰川有机碳储量的75%-95%,这些冰川中的有机碳对下游水体生态系统产生重要影响。但冰川融化后这些冰源固碳微生物归趋、演替规律及其对下游生态系统的影响尚未研究。 为此,中科院青藏高原研究所孔维栋研究员课题组在青藏高原枪勇冰川融水不同断面采集水体样品,系 ...中科院青藏高原研究所 本站小编 Free考研 2020-06-02Science of the Total Environment:养分消除盐分对青藏高原湖泊固碳微生物群落的抑制效应
固碳微生物是湖泊、海洋等水生生态系统中最重要的初级生产者,虽然其总生物量不足全球自养生物总量的1%,但每年的固碳量可达到48.5 Pg C,约占全球总初级生产力的一半,是全球碳循环过程的重要一环。固碳微生物数量及其多样性受盐分、养分及温度等多种环境因子共同驱动。湖水盐分升高显著降低微生物数量和群落多 ...中科院青藏高原研究所 本站小编 Free考研 2020-06-02Nature Geoscience::定量揭示近50年大气CO2升高对陆地碳汇增加的贡献
陆地生态系统吸收了约三分之一的人类活动累计CO2排放量,减缓了气候变暖。1960年代以来,全球陆地碳汇增加了近一倍,对气候变暖的减缓作用持续增强。大气CO2升高是陆地碳汇变化的重要驱动因子之一。但是,CO2对陆地碳汇施肥效应的定量估计仍不明确。难点在于,多模型间全球尺度结果差异较大,而野外CO2施肥 ...中科院青藏高原研究所 本站小编 Free考研 2020-06-02JGR:风吹雪-陆面耦合模式的发展及其在青藏高原的应用研究
青藏高原积雪是欧亚大陆雪盖的重要组成部分,也是亚洲淡水资源的主要储存形式之一,该地区的积雪水文过程对高原局地乃至东亚地区的地-气相互作用过程、生态系统、天气、气候以及水文循环过程等均有重要的影响。 风吹雪作为一种特殊的质能输运形式,通过对雪粒的输运以及输运过程中发生的风吹雪升华显著地影响地表积雪的 ...中科院青藏高原研究所 本站小编 Free考研 2020-06-02Science of the Total Environment:青藏高原冰川补给湖泊与非冰川补给湖泊水量变化差异及成因分析
青藏高原的湖泊对气候变化非常敏感,并在近几十年来呈现迅速扩张趋势。基于多时相Landsat影像和SRTM数据,对高原中西部大于10km2的150个封闭湖泊1976年以来的湖泊水量变化进行估算,并根据中国第二次冰川编目的流域边界划分为冰川补给和非冰川补给湖泊进行分析。结果表明,1976-1990年,多 ...中科院青藏高原研究所 本站小编 Free考研 2020-06-02GRL:青藏高原隆升主导晚中新世内陆气候变化
晚中新世时期(约11.6-5.3百万年前),陆地气候和生态系统发生了系列重大转折,包括亚洲内陆在内的陆地大面积干旱化,C4植物扩张及相应的哺乳动物群落转型等。CO2和构造活动(如青藏高原隆升)作为陆地气候和生态系统变化的重要驱动力,在晚中新世陆地气候和生态变化中的相对重要性仍存在争论。 最近的晚中 ...中科院青藏高原研究所 本站小编 Free考研 2020-06-02ES&T: 冰尘强烈富集大气汞污染物
我国西部冰冻圈受周边南亚等地区人类活动影响显著,在西风和季风相互作用下,人类活动释放的大气汞污染物跨境输入和沉降到西部冰川区。冰尘是消融季冰川表面大量聚集的深颜色粉尘物质(图1a)。随着气温升高和融水增加,冰川微生物以大气粉尘物质为养分,并包裹这些粉尘颗粒物,进行大量繁殖,最终形成冰尘(图1b)。冰 ...中科院青藏高原研究所 本站小编 Free考研 2020-06-02GRL: 2015/2016年超强厄尔尼诺事件导致青藏高原湖泊水位出现极端变化
青藏高原湖泊众多,大于1平方公里以上湖泊超过1200个,总面积占全国湖泊面积的一半以上。上世纪90年代末以来青藏高原内陆湖泊出现快速扩张,2010年前后湖泊扩张速度显著放缓,但近期高原湖泊再次出现极端扩张,如可可西里地区湖泊和青海湖。目前对青藏高原湖泊水位出现极端变化的原因研究仍较少。2015/20 ...中科院青藏高原研究所 本站小编 Free考研 2020-06-02ES&T: 持久性有机污染物如何跨越喜马拉雅传输到青藏高原?
基于青藏高原的持久性有机污染物(POPs)时空分布研究发现,在印度季风的驱动下,南亚排放的POPs可以翻越喜马拉雅到达青藏高原。但到目前为止,“POPs如何跨越喜马拉雅”这一科学问题尚未得到明确的解答。鉴于此,中国科学院青藏高原研究所/中国科学院青藏高原地球科学卓越中心龚平副研究员、王小萍研究员与合 ...中科院青藏高原研究所 本站小编 Free考研 2020-06-02