▲青藏高原“長高”之謎被破解（視頻由AI生成）

青藏高原被稱為“世界屋脊”，但它究竟是如何形成現(xiàn)今高度和地形的？

日前，中國科學院廣州地球化學研究所等研究團隊的一項最新研究給出了答案，高原并非一直向上生長，而是經(jīng)歷了兩次“抬升-沉降”的起伏旋回，地表的地形演化與地球深部的地質(zhì)過程有著緊密的聯(lián)系。

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跨越千萬年的“日記本”

還原高原的成長史，科學家需要找到記錄地形的“歷史檔案”。

研究團隊選取了青藏高原南部岡底斯山的兩處山間盆地——林周盆地和烏郁盆地，它們內(nèi)部的沉積地層就像兩個不同時代的“日記本”，保存了數(shù)千萬年間的地形變化信息。

團隊通過分析盆地沉積物中的碎屑鋯石和磷灰石U-Pb（鈾-鉛）同位素年代學和物源特征發(fā)現(xiàn)，盡管兩個盆地的形成時代相隔數(shù)千萬年，但它們的水系都經(jīng)歷了從“開放”到“封閉”再到“開放”的轉(zhuǎn)變，演化軌跡驚人相似。

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“身高”兩次起落

這種水系變化背后隱藏著地形的秘密。

在地形快速隆升前，盆地較為開放，可以接受外部較為復雜的水系的輸入。而當?shù)匦慰焖偬纬筛呱狡琳蠒r，外部水源被阻斷，盆地變成封閉系統(tǒng)。當?shù)匦纬两禃r，水系重新打開。

研究據(jù)此推斷，岡底斯山在約5400萬-5100萬年前和1500萬-800萬年前分別經(jīng)歷了快速抬升，每次抬升幅度約1公里。而在每次抬升之后，又發(fā)生了地形的沉降。

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“推手”浮出水面

是什么力量驅(qū)動著高原“上下起伏”？研究發(fā)現(xiàn)，這兩次抬升事件都伴隨著地殼減薄，暗示它們可能由相似的深部過程促成。

研究發(fā)現(xiàn)，第一次抬升是由俯沖的新特提斯洋板塊斷離引發(fā)的，第二次則是印度大陸巖石圈底沖（即水平俯沖）后的拆沉作用：當沉重的俯沖/底沖板塊斷離或拆離時，地表如同卸下重擔般“回彈”抬升。

每次斷離或拆離后的大陸巖石圈持續(xù)底沖作用，像一只向下拖拽的手，導致地表沉降。

▲青藏高原兩階段巖石圈俯沖/底沖-斷離-底沖及淺表響應示意圖

該研究有別于對青藏高原隆升的傳統(tǒng)認知，為理解造山帶高原的生長模式提供了新視角，也將深部巖石圈活動與地表地形演化直接聯(lián)系起來，對認識造山帶高原的地貌演化機制具有重要科學意義。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G54475.1

來源：中國科學院廣州地球化學研究所

責任編輯：曹旸