科學家揭示喜馬拉雅山的隆升歷史及其對南亞季風的影響

　　喜馬拉雅山是印度和亞洲大陸于65Ma碰撞以來的直接產物，它的高度變化是重建青藏高原隆升歷史的關鍵；越來越多的研究指出南亞季風演化與喜馬拉雅山密切相關。早在上世紀60年代就利用希夏邦馬峰地區高山櫟植物化石研究喜馬拉雅的隆升過程；近年來在喜馬拉雅一系列的晚中新世盆地中如扎達、吉隆等，利用穩定同位素方法揭示喜馬拉雅山在晚中新世之前(15-7Ma)達到現今高度，但喜馬拉雅如何從滄海到雪山，又是如何影響青藏高原和南亞地區環境氣候卻并不清楚。

　　中國科學院青藏高原研究所大陸碰撞與高原隆升重點實驗室研究員丁林團隊、中科院植物研究所兼職教授R. A. Spicer和博士楊建及印度相關機構科研人員聯合開展了跨喜馬拉雅山國際合作研究。該研究基于藏南柳區和恰布林地區晚古新世（~56Ma）和早中新世（21-19Ma）植物化石以及喜馬拉雅前陸盆地已發現的4個新生代（55-11Ma）植物化石開展。利用氣候多變量分析（CLAMP）獲得了上述喜馬拉雅山南北不同時代植物群的古熱焓值及其他環境氣候變量，重建了喜馬拉雅造山帶的隆升歷史，晚古新世以來的降水、溫度變化等。該項研究成果發表在最新一期的《地質學》（Geology）雜志上。

　　古高度結果表明在最高海相層沉積（55-50Ma）結束前后，柳區地區仍處于相對較低的海拔高度（~1000m或更低），與具明顯熱帶特性的富棕櫚植被特征一致（圖1）；直到早中新世，恰布林地區的古高度也僅為~2300m。

　　不同于古新世就具有高海拔（~5000m）特征的岡底斯山（Ding et al. 2014），喜馬拉雅從晚古新世時（56Ma）的~1000m緩慢生長至早中新世時（21-19Ma）的~2300m高度，此后~5-7 Ma快速隆升，達到現今高度（圖2）。喜馬拉雅山的快速隆升與印度板塊20-11Ma向北運動速率的快速降低非常一致（Molnar & Stock, 2009）。

　　在過去的56Ma，喜馬拉雅山以北的藏南地區與喜馬拉雅前陸盆地在大氣降水變化上呈現出明顯的分異。早始新世，藏南的降水量與印度北部的降水量基本一致，最濕三個月（3-WET）的降雨量達~1000 mm/yr，最干三個月（3-DRY）的降雨量為～200 mm/yr。隨喜馬拉雅山的隆升，喜馬拉雅山以北的藏南地區逐漸變得干旱寒冷，年均溫從古新世的24oC下降到現今的8oC，最濕三個月降雨量不到早中新世前的一半，約300mm/yr，最干三個月的降雨量僅為40mm/yr。但喜馬拉雅山前盆地的大氣降水量自始新世以來的增加不明顯，似乎和喜馬拉雅山的隆升毫無關系。該項研究揭示了喜馬拉雅山脈隆升對向北傳輸的南亞季風氣團產生的阻擋和導流作用是青藏高原逐漸干旱的原因。但藏南最干三個月的降雨量的大幅減少也可能與高原對西風的阻擋有關。而喜馬拉雅山前由于南亞季風自晚古新世以來就一直存在，降水變化并不明顯。

　　結合前期研究（Ding et al., 2014； Xu et al., 2013，2015），該項成果定量刻畫了青藏高原與喜馬拉雅山的抬升歷史。不同于安第斯型岡底斯山，喜馬拉雅山在印度與歐亞大陸碰撞之際才開始抬升；隨著大陸碰撞作用的持續進行，喜馬拉雅南向生長；當喜馬拉雅山高度超過原始青藏高原時，引起了高原內陸氣候的強烈干旱化，并最終奠定現今南亞季風格局。