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晚渐新世中亚干旱环境分异机制

亚洲中部干旱区是全球最大的内陆型干旱区，是北半球最重要的粉尘源区，也是“丝绸之路”核心区。该地区新生代（距今6500万年以来的地质时期）干旱环境演化历史及其驱动机制研究，能为理解我国干旱-季风耦合环境何时、何因形成提供关键证据。兰州大学资源环境学院副教授王鑫、中科院青藏高原研究所研究员陈发虎院士等人的一项最新研究认为，帕米尔-天山的构造抬升及其对西风环流的机械分流是亚洲内陆气候环境格局形成的主因。相关成果近日在线发表在《地质学》杂志。传统观点认为，亚洲内陆干旱化、全球环境事件如新生代全球降温等，与区域构造事件（如青藏高原隆升、副特提斯海的退缩）有关联，而这种联结的纽带是亚洲季风。然而，越来越多的证据表明，西风环流位置和强度的变化，是现今亚洲内陆气候环境变化的主因。西风与帕米尔-天山的相互作用，对干旱区内部气候环境格局的形成演化有重大影响，且可能通过与亚洲季风的协同作用对我国北方气候环境变化产生深远影响。但地质历史时期西风与帕米尔-天山的相互作用过程及其气候环境效应还缺少研究。兰州大学和中科院青藏高原研究所科研团队瞄准这一地球科学领域国际前沿科学问题，联合美国、德国、塔吉克斯坦等的多家研究机构，围绕中亚塔吉克盆地早新生界地层开展了深入的研究工作。科研团队基于可信的古地磁年代标尺，综合碳酸盐稳定氧同位素、沉积相、元素地球化学、粘土矿物等证据，发现大约自2500万年前（晚渐新世）开始，帕米尔-天山西侧迎风坡气候变湿、碳酸盐氧同位素整体偏负，而东侧背风坡干旱化显著加剧、碳酸盐氧同位素整体偏重。据此，科研团队提出，亚洲内陆气候环境大约自2500万年前就已开始产生显著的东西向分异。结合数值模拟和构造证据，科研团队进一步论证了帕米尔-天山部分山体可能在大约2500万年前就已隆升到现代地势的海拔高度的75%即大约3000米，高于3000米临界高度时，就能产生环流效应，揭示了帕米尔-天山的构造抬升及其对西风环流的机械分流作用，是亚洲内陆气候环境格局形成的主因。这一发现，为认识新生代亚洲内陆干旱环境的时空演变历史及可能驱动机制提供了新视角。同时，该研究也为认识西风-季风协同作用过程及其气候环境效应提供了西风区的长序列地质记录。王鑫为该研究论文的第一作者，通讯作者为王鑫和陈发虎。该研究得到了国家自然科学基金面上项目、第二次青藏高原综合科学考察研究等项目的联合资助。相关论文信息：https://doi.org/10.1130/G47400.1

兰州大学 2021-04-11