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泛第三极地区环境变化
泛第三极地区自然环境的演化历史
晚白垩纪—晚始新世(126 Ma BP—38 Ma BP),亚洲中部干旱区大部分地区先后被特提斯海和随后的副特提斯海占据,青藏高原和帕米尔高原尚未隆升到现今高度和规模,在两极无冰的温室气候背景下,亚洲中部存在一个东西向带状分布的干旱-半干旱区,反映了行星风系控制的干旱-半干旱环境。至 38 Ma BP,横亘亚欧大陆内部的副特提斯海自中亚最终退出,亚洲内陆干旱环境开始形成并不断发展。根据干旱度和干旱区分布范围的不同,可将这一漫长的干旱化过程划分为初始干旱化、干旱化的显著加剧和现今干旱环境格局最终形成 3 个阶段。
始新世晚期(38 Ma BP—34 Ma BP),中亚地区干旱环境开始形成,这一过程在始新世—渐新世之交达到顶峰。晚渐新世—早中新世(26 Ma BP—22 Ma BP),是干旱化加剧的阶段。青藏高原和帕米尔高原已隆升到一定规模,黄土高原西部、准噶尔盆地等地广泛发育风成黄土。晚上新世—更新世(8 Ma BP—2.4 Ma BP),北极冰盖开始发育,中亚最西部的伊朗黄土高原和中部的塔吉克盆地开始大规模发育黄土—古土壤序列,塔克拉玛干沙漠开始大规模扩张。中、晚更新世(1.2 Ma BP—0.6 Ma BP),巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠等众多内陆沙漠的出现,标志着现今干旱环境格局的最终形成。
泛第三极地区晚第四纪环境变化与环境现状
泛第三极地区人类活动深受第四纪环境变化的影响。目前,泛第三级地区较高分辨率的环境演化序列主要来自湖相沉积,例如里海、巴里坤湖、青海湖等,这些研究显示泛第三极地区的环境在末次间冰期以来经历了大幅度变化,对全球变化有明确的响应。冰芯方面,对西昆仑山古里雅冰芯过去 125 ka(“ka”为“千年”)研究较为详细,其氧同位素序列仍是迄今为止该区域末次冰期旋回温度变化的最好记录。黄土方面,来自中亚和新疆的黄土记录都有陆续发表。
已有的古气候研究显示,在冰期—间冰期尺度,亚洲中部干旱区气候变化与东亚季风区总体一致。例如,塔吉克斯坦南部 Chashmanigar 黄土剖面(38.4°N,69.8°E)研究显示,近 1.77 Ma 以来的黄土—古土壤序列总体可以与我国黄土高原如灵台剖面(35.0°N,107.5°E)的黄土—古土壤序列有很好对比:干冷的冰期沉积黄土,而暖湿的间冰期发育古土壤;两者可能最终均由全球冰量变化所驱动。而对于全新世内陆干旱区的气候变化,前人曾注意到内陆干旱区气候环境演化规律与季风区不同,在当时的测年和技术手段下,认为末次间冰期以来存在“冷湿—暖干”的水热配置型式。
近年来,随着测年精度的提高和可靠代用指标的使用,对亚洲内陆干旱区气候环境变化特殊性的研究进一步深入。最近的研究结果显示,末次冰期不论我国季风区还是西风区都表现为总体干旱的气候状况。Chen 等利用亚洲内陆干旱区 12 个高质量的湖泊记录进行集成,发现其早全新世气候干旱,多数湖泊仅形成于 7 ka BP —8 ka BP 以来,中、晚全新世出现高湖面,气候更为湿润;该结果也得到了后来基于孢粉资料的综述的支持。中亚干旱区全新世气候环境变化与季风区不同;且其特殊性不仅限于水热配置与季风区相反,而可能存在更为复杂的湿度“错位相”变化。
近年来发表的新疆黄土—古土壤记录显示,全新世早期气候干旱,以黄土堆积为主;自 6 ka BP 开始气候呈现逐步变湿的趋势,发育 4 层表征相对湿润气候的古土壤,且成壤最强的古土壤发育于晚全新世。晚全新世的古土壤甚至在伊朗都有发现。气候环境的湿润期出现在中晚全新世,对亚洲内陆干旱的人类文明发展产生了深远的影响。