中科院青藏高原所丁林院士領銜的科研團隊通過構(gòu)造地質(zhì)演化、巖石圈深部動力學過程、古溫度、古植被分析和古氣候模擬等多領域、多手段綜合研究，定量恢復了青藏高原中央谷地3800萬年至2900萬年前的隆升和消亡過程，揭示了中央谷地的隆升是青藏高原對地表圈層環(huán)境的巨大影響的開始。10日，該成果在線發(fā)表于國際學術期刊《科學進展》。

科研團隊發(fā)現(xiàn)，印度板塊與歐亞板塊碰撞后，在高大的岡底斯造山帶和中央分水嶺造山帶之間曾發(fā)育一個與現(xiàn)今地貌完全不同的低海拔中央谷地，從西向東，沿現(xiàn)在的日土—改則—尼瑪—班戈—那曲—丁青一線展布。

自1997年起，科研團隊持續(xù)在位于中央谷地中部的倫坡拉盆開展野外考察，在盆地內(nèi)新生代地層中發(fā)現(xiàn)了9套火山灰，并利用鋯石鈾鉛測年法確定了火山灰的絕對年齡，建立了倫坡拉盆地5000萬年至2000萬年前沉積地層絕對年代框架。

研究結(jié)果表明，約5000萬年至3800萬年前，青藏高原呈現(xiàn)為“兩山夾一盆”的地貌特征，岡底斯山脈海拔約4500米、中央分水嶺山脈海拔約4000米，它們之間夾著海拔約1700米的中央谷地。中央谷地氣候溫暖濕潤，降水由西風和季風共同主導，亞熱帶動植物繁盛，是高原內(nèi)部的“香格里拉”。

約3800萬年至2900萬年前，以倫坡拉盆地為代表的中央谷地快速隆升為海拔超過4000米的高原，標志著青藏高原主體部分形成。伴隨中央谷地隆升和全球氣候變冷，高原中部溫度顯著下降，降水減少，并且南部季風作用相對增強。氣候變化導致高原中部從溫暖濕潤的亞熱帶生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楹涓稍锏母吆鷳B(tài)系統(tǒng)，主要地表植被為高山草甸。

該成果的核心數(shù)據(jù)——古土壤鈣質(zhì)結(jié)核團簇同位素，分析獲取于籌建中的青藏高原地球系統(tǒng)與資源環(huán)境全國重點實驗室。在青藏高原古高度重建過程中，缺乏對古土壤鈣質(zhì)結(jié)核形成溫度的直接限定指標。團隊實驗技術人員經(jīng)過四年技術攻關，自主研發(fā)碳酸鹽團簇同位素測量方法，搭建了碳酸鹽團簇同位素前處理實驗裝置，順利解決了上述難題。

該論文通訊作者丁林院士介紹，通過綜合區(qū)域內(nèi)古高度、構(gòu)造活動、巖漿作用等證據(jù)，研究進一步認為，導致中央谷地隆升的深部地球動力學機制為俯沖的拉薩地幔拆沉、軟流圈物質(zhì)上涌及上部地殼縮短。由青藏高原深部圈層作用驅(qū)動的高原生長過程，是高原地表圈層（大氣圈、冰凍圈/水圈、生物圈和人類圈）演化和鏈式響應的內(nèi)源驅(qū)動力。