青藏高原隆升与新特提斯海退却对气候和干旱的影响

发布时间:2017-10-07 09:17:24  |  来源:中国网•中国发展门户网  |  作者:孙继敏 刘卫国等  |  责任编辑:马骅
关键词:中亚干旱区,新生代长尺度演化过程,干旱化,动力机制

渐新世时期半湿润-半干旱为主的中亚古环境

距今 3 400 万年的渐新世初期,非洲板块、印度板块与欧亚板块的汇聚加剧,直接的效应就是青藏高原的进一步隆升和新特提斯海的进一步收缩(图 3)。此外,渐新世初期也发生了新生代气候变冷进程中最重要的气候事件——南极冰盖开始形成,全球气候开始从“温室期”转变为“冰室期”,并伴随全球海平面的大幅下降。 

渐新世初期,在大陆汇聚与全球变冷导致的海面下降的共同作用下,此前曾经联通在一起的新特提海被分割成南、北两个分支,其中,北支称为副特提斯海(Paratethys)(图 3)。由于印度板块与欧亚板块的持续碰撞,青藏高原中部的隆升高度在渐新世时期已经接近海拔 3 000 米的高度[16-18]。尽管有国外学者利用碳酸盐氧同位素古高度计认为高原中部在渐新世已经接近现今高度,但是,无论是土壤碳酸盐或是湖泊碳酸盐氧同位素高度计都存在不可回避的问题——氧同位素分馏受水汽来源与碳酸盐成岩作用(重置)的影响很大,因此严重影响其可靠程度。青藏高原的隆升无疑会更有效阻挡南亚季风深入到亚洲腹地,其“雨影”效应已经十分显著。渐新世时期,东亚季风尚未形成,能够影响亚洲中纬度地区的水汽来源,基本只剩下西风环流的水汽。

尽管渐新世初期的副特提斯海其范围较始新世时期缩小,但此时帕米尔仍未与南天山相撞,来自大西洋及副特提斯海的水汽通道尚未关闭。而且,天山山脉也仍然是低海拔的山脉,尚未发生构造复活。水汽依然能够被盛行的西风带到中亚。但由于上风方向水汽范围的减少,被西风环流带入亚洲中纬度干旱区的水汽相应减少,导致亚洲腹地开始出现半干旱气候。在距离副特提斯海水汽来源最远的蒙古国南部,渐新世初期开始出现风成的红黏土沉积。

然而,在蒙古国出现的渐新世风成红黏土夹有古土壤和碳酸盐结核层,这表明当时的亚洲中纬度地区至少是半干旱气候,而不是极端干旱气候。众所周知,成土碳酸盐结核的形成必须有足够水分化学淋溶作用,因此,成土碳酸盐结核的存在说明当时并不是极端干旱气候。而且在蒙古国的区域地质调查中,也并未发现任何的古沙丘沉积,上述渐新世红黏土沉积为风力从山前洪积扇、干旱的古河道等搬运而来。

在渐新世末期前后,黄土高原的六盘山以西以及新疆准噶尔盆地也开始出现风成的红黏土沉积。这些地区的风成红黏土同样夹有古土壤和碳酸盐结核,这证明其经过足够水分的化学淋溶作用,并且其本身是粉尘堆积,而不是风沙沉积,其沉积环境应当为草原-干草原的半湿润-半干旱环境。

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