塔里木盆地的沙漠是什么时候形成的?形成沙漠之前那片广袤地区是什么样的?一直是公众和科学家关注的问题。美国科学院院刊(PNAS)近日在其线上版刊登了中国科学院地球环境研究所等学者的最新研究成果。在题为《晚中新世时间歇性的广大湖泊群出现于现今极度干旱的塔里木盆地》(Late
Miocene episodic lakes in the arid Tarim Basin, Western
China)的论文中,研究团队第一次重现了在塔克拉玛干大沙漠出现之前塔里木盆地罗布泊地区的环境状况,并探讨了发生如此重大水文事件的决定性因素。此项工作是在中国科学院地球环境所安芷生院士领导下的中国大陆环境钻探项目,继云南鹤庆(发表于《Science》)、青海湖(发表于Nature
旗下《Scientific
Report》)工作之后的又一重要科研成果,由中国科学院地球环境研究所、中国科学院地质和地球物理研究所以及香港大学合作完成。

塔里木盆地的沙漠究竟从何而来?日前,中国科学院地球环境研究所的学者们通过“沉睡”在塔里木盆地下1000多米的沉积岩心,解开这一谜团。大约五百万年前,塔里木盆地曾出现过大规模湖泊群,但终因周围山体抬升阻止水汽进入盆地,导致湖泊永久消失,变为沙漠。

我国内陆干旱区包含了世界上最大的移动沙丘-塔克拉玛干沙漠,是我国生态恢复与西部可持续发展的重要课题,其气候变化规律的认识对于西部社会经济建设有特殊意义。但是目前对于我国西部气候变化的高分辨率记录仅有晚更新世以来的记录,尽管有少量长时间尺度的气候变化过程的报道,但是高分辨率气候变化记录缺乏,导致对干旱化加剧的时间和过程认识明显不足。

研究者一般认为始新世以来的青藏高原及其周围山体的抬升和长趋势下的全球变冷是导致亚洲内陆干旱化加剧的两大决定性因素,但通常很难分开这两个因素的相对贡献。其中的一个重要原因是缺乏重建亚洲内陆干旱化历史的准确记录。此次研究团队对由中国大陆环境钻探项目在塔里木盆地罗布泊附近获得的1000多米沉积岩心进行了精细的多种地球化学替代指标的分析工作,进而完整地恢复了七百万年以来塔里木盆地的环境变化状况。通过对2000多个样品进行相关的地球化学(包括沉积物中碳酸盐的硼、氧和碳同位素,以及碳酸盐和有机碳含量),以及粒度和介形虫分析显示,气候干旱区湖泊自生碳酸盐的硼和氧同位素值和其它环境形成的碳酸盐差别显著,因此它们可以很好地应用于指示湖泊的消亡过程。

研究者一般认为,始新世以来的青藏高原及其周围山体的抬升和长趋势下的全球变冷是导致亚洲内陆干旱化加剧的两大决定性因素,但通常很难分开两个因素的相对贡献,主要是因为缺乏重建亚洲内陆干旱化历史的准确记录。

为了探讨我国内陆干旱区干旱化的过程及其可能的动力学机制,中国科学院地球环境研究所在我国极端干旱的塔里木盆地东部罗布泊地区进行了环境科学钻探取心。中科院地环所常宏副研究员及其所在课题组其他成员通过磁性地层、岩石磁学和环境磁学研究,并结合前人研究成果,获得了塔里木盆地7.1Ma以来高分辨率的环境变化记录。沉积记录显示塔里木盆地在晚中新世到上新世之间干旱化明显加剧,上新世以来基本处于极端干旱的气候环境。晚更新世开始气候条件有所好转,可能与周边高山冰川融水补给相关。这一气候变化时事件与全球冰量变化增加在时间上的一致性显示两者之间存在成因上的联系。同时由于青藏高原生长造成的大气环流变化及风化作用提高可能造成的CO2分压的减少对我国内陆干旱化的加剧也有重要的影响。

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