「世界屋脊」的興起比人們想像的要晚得多

在青藏高原岩石中發現的植物化石以及對該地區地球化學的新分析正在改寫該地區被稱為「世界屋脊」的隆起歷史。 這項新研究表明，上升到目前令人眼花繚亂的高度的故事遠比僅僅升起屋頂要複雜得多。

先前的研究表明，該高原至少在 4,000 萬年前就達到了目前的高度（平均海拔約 4.5 公里）。 但該地區岩石中留下的化學證據表明大約四千萬年前這不可能發生，研究人員在 3 月 1 日報告科學。

同時，另一組研究人員表明，就在 2500 萬年前，該地區還不是一片平坦、多風的高原。 取而代之的是一片多元化的風景陡峭的山脈環繞著生長著棕櫚樹的深谷，該團隊於 3 月 6 日在線報道科學進步。

德國蒂賓根大學古氣候學家斯韋特蘭娜·博特斯雲 (Svetlana Botsyun) 表示，青藏高原的隆起改變了該地區的大氣模式，導致南亞季風爆發以及亞洲內陸地區的干燥。 事實上，高原如此之高，以至於它也會影響全球的大氣，改變溫度、降水、濕度和雲量，Botsyun 說。

然而，這一切到底是什麼時候開始發生的還不清楚。

雨痕是海拔的線索

大約5500萬年前，印度次大陸向北撞擊亞洲板塊，它們之間的土地彎曲。 喜馬拉雅山脈誕生，山脈以北的青藏高原被推高。

先前估計該地區海拔隨時間變化的技術對於這一過程需要多長時間給出了不同的答案。 其中一種稱為古高度計，使用氧同位素，即質子數相同但質量不同的元素形式。 在高海拔地區，降雨中氧 16 與氧 18 的比例高於低海拔地區。 先前對碳酸鹽岩礦物中保存的同位素比例以及這些岩石的年代進行的分析表明，至少 4000 萬年前，該高原的高度肯定超過 4 公里。

另一種確定時間線的方法是使用具有有限溫度或海拔耐受範圍的物種的植物化石。 Botsyun 表示，化石證據往往顯示 4,000 萬年前的高原地勢要低得多。

在這項新研究中，Botsyun 和她的同事對先前的古高度測量估計提出了質疑。 她指出，海拔以外的因素也會影響降雨中的氧同位素比率。 大氣中二氧化碳濃度的變化以及形成降水的不同水源都會影響這些比率，從而給工程帶來麻煩。

這些因素在大約 5,600 萬至 3,400 萬年前的始新世時期發揮了作用：這個時期的特徵是大氣中的二氧化碳含量比今天高得多； 廣闊的淺海覆蓋了現在中國中部的部分地區； 印度次大陸也不像現在這樣。 所有這些都可能改變了水文循環，從而改變了雨中的氧同位素比率。

Botsyun 和她的團隊在一系列電腦模擬中考慮了這些因素，以重建始新世期間的大氣環流，然後重新計算氧同位素比率。 「我們無法判斷隆起何時發生，」Botsyun 說，但她的團隊的研究結果表明，到 4000 萬年前，高原的海拔高度仍然不超過海平面 3 公里。

古山谷中的棕櫚樹

這種隆起發生的時間比人們想像的要晚，這不僅與過去的化石證據相一致，而且與在青藏高原中部發現的一種棕櫚樹化石的新發現相一致。 中國科學院勐臘古植物學家蘇濤及其同事確定，這些棕櫚化石的年代大約在2500萬年前。 根據該植物現存的近親——所有熱帶和亞熱帶物種——耐受寒冷的能力，研究人員得出結論，當時該地區的海拔不可能超過約 2.3 公里。

蘇和同事也表示，該地區當時也不是一個高而平坦的高原。 研究小組表示，相反，棕櫚樹生活在一個深谷中，周圍環繞著北部和南部的高山。 他們的發現是基於對過去氣候的電腦模擬，該模擬改變了該地區的地形，並結合了先前根據附近地點的葉子化石對溫度的估計。

棕櫚化石研究合著者羅伯特‧史派塞指出，我們所認為的青藏高原其實是一塊由陸地構造塊組成的拼圖，每塊土地都有自己的海拔歷史。 這段歷史始於大約 2 億年前，當時是在上次與亞洲板塊的構造碰撞中。 英國米爾頓凱恩斯開放大學的地球科學家斯派塞說，當印度次大陸開始碰撞時，現在的高原部分地區海拔已經高達 4.5 公里。

斯派塞說，棕櫚樹生長的山谷存在於大約 6000 萬年至至少 2000 萬年前，並且包含更多「比棕櫚樹更古老」的化石發現。 這些化石表明，谷底是一個迷人的、多樣化的亞熱帶生態系統的所在地。 但隨著印度板塊與亞洲的碰撞持續，陸地繼續上升，山脈侵蝕的沉積物最終填滿了山谷，形成了一個高平坦的高原，他說。

斯派塞說，植物和同位素得出的海拔高度在一個關鍵點上一致：現在青藏高原的中部上升到目前高度的時間比以前認為的要晚得多。 但他補充說，要真正了解青藏高原的歷史，古測高方法需要結合該地區的地質歷史。 「你需要確保地形正確。 如果你的西藏幾何學有誤，你就無法產生現實的結果。

Botsyun並不反對。 「根據我們目前的研究，我們能夠協調現有的古高度測量數據和古植物學證據，」她說。 但在她的模擬中添加深谷景觀「會非常有趣」。