陈发虎团队揭示晚渐新世中亚干旱环境分异机制

中亚干旱区是世界上最大的内陆干旱区,是北半球最重要的尘源,“丝绸之路”的核心地区。对该地区新生代干旱环境(距今6500万年以来的地质时期)的演化历史及其驱动机制的研究,可以为理解中国干旱-季风耦合环境形成的时间和原因提供重要证据。

兰州大学资源与环境学院副教授王新、中国科学院青藏高原研究所研究员陈法虎等人最近的研究认为,帕米尔-天山构造隆升及其西风环流的机械分割是亚洲内陆气候环境格局形成的主要原因。相关结果最近发表在《地质学》杂志的网络版上。

传统观点认为,亚洲内部的干旱和新生代全球变冷等全球环境事件与青藏高原隆升和特提斯海退缩等区域构造事件有关,这种联系就是亚洲季风。

然而,越来越多的证据表明,西风环流的位置和强度的变化是当今亚洲内陆气候和环境变化的主要原因。西风与帕米尔-天山的相互作用对干旱地区气候和环境格局的形成和演变具有重要影响,并可能通过与亚洲季风的协同作用对中国北方的气候和环境变化产生深远影响。然而,西风与帕米尔-天山的相互作用过程及其在地质历史上的气候和环境效应仍然缺乏。

兰州大学和中国科学院青藏高原研究所的科研团队针对地球科学领域的这一国际前沿科学问题,与美国、德国、塔吉克斯坦等研究机构共同对中亚塔吉克盆地早新生代地层进行了深入研究。

科学研究小组基于可信的古地磁测年尺度,结合碳酸盐稳定氧同位素、沉积相、元素地球化学和粘土矿物证据,发现自约2500万年前(渐新世晚期)以来,帕米尔-天山西侧迎风坡气候变湿,碳酸盐氧同位素总体为负,而东侧背风坡干旱明显加剧,碳酸盐氧同位素总体较重。据此,科学研究小组提出,大约在2500万年前,亚洲内陆气候环境已经开始产生明显的东西向差异。

结合数值模拟和构造证据,科学研究小组进一步论证了帕米尔-天山部分地区在约2500万年前可能已经上升到现代地形高度的75%,即约3000米,当其高于3000米的临界高度时会产生环流效应,揭示了帕米尔-天山的构造隆升及其向西风环流的机械转向是亚洲内部气候环境格局形成的主要原因。

这一发现为理解亚洲新生代内陆干旱环境的时空演化历史和可能的驱动机制提供了新的视角。同时,该研究还提供了一系列关于西风区的地质记录,用于了解西风-季风协同过程及其气候和环境影响。

王新是论文的第一作者,通信作者是王新和陈法虎。该研究由国家自然科学基金项目和青藏高原第二次综合科学研究共同资助。

相关论文信息:https://doi.org/10.1130/G47400.1

标题:陈发虎团队揭示晚渐新世中亚干旱环境分异机制

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