 圖1 青藏高原東部始新世熱魯盆地的從沙湖相沉積  圖2 科研人員采集動植物化石  圖3 科研團隊在熱魯盆地工作合影  圖4 中始新世熱魯化石植物群（4500–4000萬年前）  圖5 藏東新生代隆升歷史重建  圖6 犀牛牙齒化石及氧同位素特征  圖7 藏東熱魯盆地中晚始新世古生態(tài)環(huán)境復(fù)原圖 （神秘的地球uux.cn）據(jù)中國科學(xué)院青藏高原研究所：青藏高原東部海拔高、地形復(fù)雜，香格受季風影響顯著，拉隆升歷史對氣候變化響應(yīng)敏感，揭秘擁有全球最重要的青藏生物多樣性熱點之一——橫斷山生物多樣性熱點。稻城亞丁位于青藏高原東部橫斷山腹地，高原現(xiàn)今平均海拔3700米，東部其旖旎的從沙高山森林景觀引人入勝，是香格著名小說《消失的地平線》中香格里拉的原型所在地。然而，拉隆升歷史科考證據(jù)表明，揭秘以稻城香格里拉為代表的青藏青藏高原東部高海拔森林景觀曾經(jīng)是一片低地沙漠，直到3400萬年前才轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)今的高原模樣。是東部什么力量驅(qū)使亞洲季風滲透到這個地區(qū)，綠化了這片沙漠，從沙使之成為世界級的生物多樣性中心？ 31日，記者從中科院青藏高原所獲悉，該所丁林院士帶領(lǐng)的碰撞隆升及影響團隊在《科學(xué)通報》（Science Bulletin）發(fā)表最新成果，揭秘香格里拉的前世今生。 該成果重建了青藏高原東部5000–3400萬年前，從約600米的低海拔沙漠到約3500米海拔高山森林的隆升歷史，揭示了約距今5000萬年至距今3400萬年的中-晚始新世，一個獨特的古亞洲季風系統(tǒng)和以稻城香格里拉為代表的橫斷山現(xiàn)代生物多樣性熱點的形成過程。 “青藏高原東部的隆升是改變東亞氣候環(huán)境的關(guān)鍵節(jié)點，觸發(fā)了亞洲季風和具有全球意義的區(qū)域性生物匯聚與新生?！痹撐恼碌耐ㄓ嵶髡叨×衷菏拷榻B。 研究團隊自2018–2020年連續(xù)三年考察了青藏高原東部稻城附近的熱魯盆地（圖1），開展了細致的地質(zhì)填圖和樣品采集工作（圖2和3）。他們發(fā)現(xiàn)，熱魯盆地內(nèi)部新生代地層發(fā)育了從干旱到濕潤的連續(xù)沉積：地層序列的下部昌宗組為一套代表著氣候炎熱干燥的沙漠相沖積扇-風成砂丘沉積；上部熱魯組為代表著氣候相對濕潤的湖相和河流相地層，保存有豐富的動植物化石（圖4）。 該文章的第一作者何松林博士表示，“通過整合同位素放射性定年、同位素地球化學(xué)、關(guān)鍵區(qū)域的古生物資料和氣候模型，研究團隊首次揭示了亞洲季風系統(tǒng)的發(fā)展和生物多樣性之間的復(fù)雜聯(lián)系。” 利用野外科考發(fā)現(xiàn)的6套不同層位的火山灰樣品，研究團隊運用鋯石U-Pb測年方法，首次建立起熱魯盆地的絕對年代學(xué)框架，確定熱魯盆地地層屬于5000–3400萬年前的沉積產(chǎn)物。其中下部昌宗組地層沉積時代為5000–4500萬年前，上部含植物化石的熱魯組湖相地層的沉積時代4500–4000萬年前，動物化石所在層位的沉積時代為3900–3400萬年前。 利用古土壤鈣結(jié)核的團簇同位素溫度計與植物化石的氣候-葉相多變量分析程序（CLAMP），研究團隊重建了熱魯盆地詳細的古高度變化歷史：5000–4500萬年前，熱魯盆地海拔僅為約600米，4500–4200萬年前，迅速上升至約2000米，4200–4000萬年前，繼續(xù)上升至海拔約2900米，3900–3400萬年前，進一步上升到約3500米，接近現(xiàn)今平均海拔3700米（圖5）。 結(jié)合團隊此前研究，該成果表明，在5000–3800萬年前，西藏地區(qū)已經(jīng)呈現(xiàn)出“兩山夾一盆”的地貌特征：兩條東西走向海拔超過4000米的山脈，環(huán)繞著一個海拔只有1700米的中央谷地，擁有獨立的亞熱帶生態(tài)系統(tǒng)。隨著以熱魯盆地為代表的青藏高原東部在3400萬年前上升至接近現(xiàn)今高海拔，封閉了這個中央谷地的東端，與岡底斯山脈、中央分水嶺山脈共同構(gòu)成了晚始新世西藏地區(qū)的高海拔顯著地形。 同時，動物牙齒化石氧同位素（圖6）與植物化石CLAMP氣候數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，青藏高原東部的隆升推動了熱帶輻合帶季風在4500萬年前向北滲透，形成了與現(xiàn)今季風系統(tǒng)截然不同的始新世亞洲季風氣候。結(jié)合氣候數(shù)值模擬顯示，青藏高原東部高地顯著增加了整個東亞的降雨量，主要降水季節(jié)為春季和秋季。這與只有一個雨季的現(xiàn)代亞洲季風系統(tǒng)完全不同。研究認為，季風演變與不斷變化的地貌密切相關(guān)，現(xiàn)代亞洲季風是隨著不斷變化的地形條件和全球地球系統(tǒng)背景下逐漸發(fā)展而來。 隨著青藏高原東部隆升，這個區(qū)域從一片干熱的沙漠演變?yōu)橐粋€物種高度多樣化的茂盛森林（圖7）?？蒲袌F隊在熱魯組地層中發(fā)現(xiàn)了高度分化、保存精美的化石植物群，以桉樹、帕里賓尼亞和黃連木等為代表，以及以石炭獸、犀牛、雷獸、豫鼠等為代表的化石動物群（圖7）。雖然物種組成與現(xiàn)今有很大不同，但豐富的動植物多樣性表明，橫斷山特殊的生物多樣性在4500–4000萬年前已有萌芽，并推動了整個東亞生物多樣性的現(xiàn)代化進程。這比亞洲現(xiàn)代生物多樣性是中新世產(chǎn)生的結(jié)論提前了約2000萬年。綜合古高度數(shù)據(jù)和區(qū)域資料，該研究認為，橫斷山在3400萬年前已經(jīng)形成了和現(xiàn)今海拔類似的高山森林景觀，萌生了以香格里拉為代表的橫斷山生物多樣性熱點。 該文章的共同作者，英國開放大學(xué)Robert A. Spicer教授表示，“該研究可以更好地了解季風對未來全球變化的敏感性，以及如何影響生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能”。 該研究獲得基金委青藏高原地球系統(tǒng)基礎(chǔ)科學(xué)中心（41988101）、第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究（2019QZKK0708）、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（XDA20070301）和國家自然科學(xué)基金（41941016）等項目的聯(lián)合資助，合作單位包括英國開放大學(xué)和布里斯托大學(xué)等。 原文信息： He, S., Ding, L. *, Xiong, Z., Spicer, R.A., Farnsworth, A., Valdes, P.J., Wang, C., Cai, F., Wang, H., Sun, Y., Zeng, D., Xie, J., Yue, Y., Zhao, C., Song, P., Wu, C., 2022. A distinctive Eocene Asian monsoon and modern biodiversity resulted from the rise of eastern Tibet. Science Bulletin. https://doi.org/10.1016/j.scib.2022.10.006 相關(guān)：我國科學(xué)家揭秘青藏高原東部隆升歷史 （神秘的地球uux.cn）據(jù)光明日報北京10月31日電（記者齊芳）：四川省稻城亞丁風景區(qū)位于青藏高原東部橫斷山腹地，現(xiàn)今平均海拔3700米，其旖旎的高山森林景觀引人入勝。然而，科考證據(jù)表明，以稻城縣香格里拉鎮(zhèn)為代表的青藏高原東部高海拔森林景觀曾經(jīng)是一片低地沙漠，直到4500萬年前才轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)今的模樣。是什么力量驅(qū)使亞洲季風滲透到這個地區(qū)，綠化了這片沙漠，使之成為世界級的生物多樣性中心？ 中國科學(xué)院青藏高原研究所丁林院士帶領(lǐng)的碰撞隆升及影響團隊，重建了青藏高原東部5000萬年至3400萬年前，從約600米的低海拔沙漠到約3500米海拔高山森林的隆升歷史，揭示了約距今5000萬年至距今3400萬年的中-晚始新世，一個獨特的古亞洲季風系統(tǒng)和以稻城香格里拉為代表的橫斷山現(xiàn)代生物多樣性熱點的形成過程。 這一成果發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)通報》（Science Bulletin）上。 該文章的通訊作者丁林說：“青藏高原東部的隆升是改變東亞氣候環(huán)境的關(guān)鍵節(jié)點，觸發(fā)了亞洲季風和具有全球意義的區(qū)域性生物匯聚與新生?！毖芯繄F隊自2018至2020年連續(xù)三年考察了青藏高原東部稻城附近的熱魯盆地，開展了細致的地質(zhì)填圖和樣品采集工作。 他們發(fā)現(xiàn)，熱魯盆地內(nèi)部新生代地層發(fā)育了從干旱到濕潤的連續(xù)沉積：地層序列的下部昌宗組為一套代表著氣候炎熱干燥的沙漠相沖積扇-風成砂丘沉積；上部熱魯組為代表著氣候相對濕潤的湖相和河流相地層，保存有豐富的動植物化石。 該文章的第一作者何松林博士介紹：“通過整合同位素放射性定年、同位素地球化學(xué)、關(guān)鍵區(qū)域的古生物資料和氣候模型，研究團隊首次揭示了亞洲季風系統(tǒng)的發(fā)展和生物多樣性之間的復(fù)雜聯(lián)系?！?br>研究團隊首次建立起熱魯盆地的絕對年代學(xué)框架，確定熱魯盆地地層屬于5000萬年至3400萬年前的沉積產(chǎn)物，并重建了熱魯盆地詳細的古高度變化歷史：5000萬年至4500萬年前，熱魯盆地海拔僅為約600米；4500萬年至4200萬年前，迅速上升至約2000米；4200至4000萬年前，繼續(xù)上升至海拔約2900米；3900萬年至3400萬年前，進一步上升到約3500米，接近現(xiàn)今平均海拔3700米。 結(jié)合團隊此前研究，該成果表明，在5000萬年至3800萬年前，西藏地區(qū)已經(jīng)呈現(xiàn)出“兩山夾一盆”的地貌特征：兩條東西走向海拔超過4000米的山脈，環(huán)繞著一個海拔只有1700米的中央谷地，擁有獨立的亞熱帶生態(tài)系統(tǒng)。隨著以熱魯盆地為代表的青藏高原東部在3400萬年前上升至接近現(xiàn)今的高海拔，封閉了這個中央谷地的東端，與岡底斯山脈、中央分水嶺山脈共同構(gòu)成了晚始新世西藏地區(qū)的高海拔顯著地形。 同時，動物牙齒化石氧同位素與植物化石CLAMP氣候數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，青藏高原東部的隆升推動了熱帶輻合帶季風在4500萬年前向北滲透，形成了與現(xiàn)今季風系統(tǒng)截然不同的始新世亞洲季風氣候。結(jié)合氣候數(shù)值模擬顯示，青藏高原東部高地顯著增加了整個東亞的降雨量，主要降水季節(jié)為春季和秋季。這與只有一個雨季的現(xiàn)代亞洲季風系統(tǒng)完全不同。研究認為，季風演變與不斷變化的地貌密切相關(guān)，現(xiàn)代亞洲季風是隨著不斷變化的地形條件和全球地球系統(tǒng)背景下逐漸發(fā)展而來。 隨著青藏高原東部隆升，這個區(qū)域從一片干熱的沙漠演變?yōu)橐粋€物種高度多樣化的茂盛森林?？蒲袌F隊在熱魯組地層中發(fā)現(xiàn)了高度分化、保存精美的化石植物群，以桉樹、帕里賓尼亞和黃連木等為代表，以及以石炭獸、犀牛、雷獸、豫鼠等為代表的化石動物群。雖然物種組成與現(xiàn)今有很大不同，但豐富的動植物多樣性表明，橫斷山特殊的生物多樣性在4500萬年到4000萬年前已有萌芽，并推動了整個東亞生物多樣性的現(xiàn)代化進程。這比亞洲現(xiàn)代生物多樣性是中新世產(chǎn)生的結(jié)論提前了約2000萬年。綜合古高度數(shù)據(jù)和區(qū)域資料，該研究認為，橫斷山在3400萬年前已經(jīng)形成了和現(xiàn)今海拔類似的高山森林景觀，萌生了以香格里拉為代表的橫斷山生物多樣性熱點。 相關(guān)：從沙漠到森林 稻城香格里拉如何變成今日模樣 （神秘的地球uux.cn）據(jù)中國科學(xué)報（韓揚眉 劉曉倩）：10月31日，記者從中國科學(xué)院青藏高原研究所獲悉，該所丁林院士帶領(lǐng)的碰撞隆升及影響團隊在《科學(xué)通報》發(fā)表最新成果，揭秘稻城香格里拉的前世今生。研究重建了青藏高原東部5000–3400萬年前，從約600米的低海拔沙漠到約3500米海拔高山森林的隆升歷史，揭示了約距今5000萬年至距今3400萬年的中—晚始新世，一個獨特的古亞洲季風系統(tǒng)和以稻城香格里拉為代表的橫斷山現(xiàn)代生物多樣性熱點的形成過程。 青藏高原東部海拔高、地形復(fù)雜，受季風影響顯著，對氣候變化響應(yīng)敏感，擁有全球最重要的生物多樣性熱點之一——橫斷山生物多樣性熱點。稻城亞丁位于青藏高原東部橫斷山腹地，現(xiàn)今平均海拔3700米，其旖旎的高山森林景觀引人入勝，是著名小說《消失的地平線》中香格里拉的原型所在地。 然而，科考證據(jù)表明，以稻城香格里拉為代表的青藏高原東部高海拔森林景觀曾經(jīng)是一片低地沙漠，直到3400萬年前才轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)今的模樣。是什么力量驅(qū)使亞洲季風滲透到這個地區(qū)，綠化了這片沙漠，使之成為世界級的生物多樣性中心？ “青藏高原東部的隆升是改變東亞氣候環(huán)境的關(guān)鍵節(jié)點，觸發(fā)了亞洲季風和具有全球意義的區(qū)域性生物匯聚與新生?！闭撐耐ㄓ嵶髡摺⒅袊茖W(xué)院院士丁林介紹。 研究團隊自2018–2020年連續(xù)3年考察了青藏高原東部稻城附近的熱魯盆地，開展了細致的地質(zhì)填圖和樣品采集工作。他們發(fā)現(xiàn)，熱魯盆地內(nèi)部新生代地層發(fā)育了從干旱到濕潤的連續(xù)沉積：地層序列的下部昌宗組為一套代表著氣候炎熱干燥的沙漠相沖積扇—風成砂丘沉積，上部熱魯組為代表著氣候相對濕潤的湖相和河流相地層，保存有豐富的動植物化石。 論文第一作者何松林博士表示：“通過整合同位素放射性定年、同位素地球化學(xué)、關(guān)鍵區(qū)域的古生物資料和氣候模型，研究團隊首次揭示了亞洲季風系統(tǒng)的發(fā)展和生物多樣性之間的復(fù)雜聯(lián)系?！?br>利用野外科考發(fā)現(xiàn)的6套不同層位的火山灰樣品，研究團隊運用鋯石U-Pb測年方法，首次建立起熱魯盆地的絕對年代學(xué)框架，確定熱魯盆地地層屬于5000–3400萬年前的沉積產(chǎn)物。其中下部昌宗組地層沉積時代為5000–4500萬年前，上部含植物化石的熱魯組湖相地層的沉積時代4500–4000萬年前，動物化石所在層位的沉積時代為3900–3400萬年前。 利用古土壤鈣結(jié)核的團簇同位素溫度計與植物化石的氣候-葉相多變量分析程序，研究團隊重建了熱魯盆地詳細的古高度變化歷史：5000–4500萬年前，熱魯盆地海拔僅為約600米，4500–4200萬年前，迅速上升至約2000米，4200–4000萬年前，繼續(xù)上升至海拔約2900米，3900–3400萬年前，進一步上升到約3500米，接近現(xiàn)今平均海拔3700米。 結(jié)合團隊此前研究表明，在5000–3800萬年前，西藏地區(qū)已經(jīng)呈現(xiàn)出“兩山夾一盆”的地貌特征：兩條東西走向海拔超過4000米的山脈，環(huán)繞著一個海拔只有1700米的中央谷地，擁有獨立的亞熱帶生態(tài)系統(tǒng)。隨著以熱魯盆地為代表的青藏高原東部在3400萬年前上升至接近現(xiàn)今高海拔，封閉了這個中央谷地的東端，與岡底斯山脈、中央分水嶺山脈共同構(gòu)成了晚始新世西藏地區(qū)的高海拔顯著地形。 同時，動物牙齒化石氧同位素與植物化石CLAMP氣候數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，青藏高原東部的隆升推動了熱帶輻合帶季風在4500萬年前向北滲透，形成了與現(xiàn)今季風系統(tǒng)截然不同的始新世亞洲季風氣候。結(jié)合氣候數(shù)值模擬顯示，青藏高原東部高地顯著增加了整個東亞的降雨量，主要降水季節(jié)為春季和秋季。這與只有一個雨季的現(xiàn)代亞洲季風系統(tǒng)完全不同。研究認為，季風演變與不斷變化的地貌密切相關(guān)，現(xiàn)代亞洲季風是隨著不斷變化的地形條件和全球地球系統(tǒng)背景下逐漸發(fā)展而來。 隨著青藏高原東部隆升，該區(qū)域從一片干熱的沙漠演變?yōu)橐粋€物種高度多樣化的茂盛森林。科研團隊在熱魯組地層中發(fā)現(xiàn)了高度分化、保存精美的化石植物群，以桉樹、帕里賓尼亞和黃連木等為代表，以及以石炭獸、犀牛、雷獸、豫鼠等為代表的化石動物群。雖然物種組成與現(xiàn)今有很大不同，但豐富的動植物多樣性表明，橫斷山特殊的生物多樣性在4500–4000萬年前已有萌芽，并推動了整個東亞生物多樣性的現(xiàn)代化進程。這比亞洲現(xiàn)代生物多樣性是中新世產(chǎn)生的結(jié)論提前了約2000萬年。綜合古高度數(shù)據(jù)和區(qū)域資料，該研究認為，橫斷山在3400萬年前已經(jīng)形成了和現(xiàn)今海拔類似的高山森林景觀，萌生了以香格里拉為代表的橫斷山生物多樣性熱點。 “該研究可以更好地了解季風對未來全球變化的敏感性，以及如何影響生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能?！闭撐墓餐髡摺⒂_放大學(xué)教授Robert A. Spicer說。 |