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叩問青藏高原 |
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江南多雨、西北乾旱……今天影響近13億中國人的這種氣候格局，是什麼時候形成的？影響東亞和南亞20多億人口乃至整個人類環境的亞洲季風氣候，又是何時形成的？為什麼北半球同緯度分佈的大都是戈壁沙漠，而唯獨中國卻出現了水網密布的長江中下游平原……
多年來，科學界、新聞界一直關注著“世界屋脊”青藏高原，三年前，中國科學家發現青藏高原上空存在臭氧低谷。兩個月前，中國地質大學工程物理學院教授魏文博帶領的科研小組首次準確揭示了世界屋脊的地下奧秘，西藏底下蘊藏著超級油氣田、地熱田和金、銀、銅等多金屬礦床，國際地學界為之譁然。上周，中國科學家首次全面系統地研究了喜馬拉雅山、青藏高原的隆升與亞洲季風氣候的關係，確認早在260萬年前我國氣候格局就已經大勢已定。
地球之巔———科學家的天然實驗室
青藏高原在過去千萬年裏的隆升，成為地球上的一大景觀，但是這種隆升僅僅是改變了地球的地貌嗎？多年來，我國學者就青藏高原隆升及其環境效應進行了不懈研究，研究中發現，青藏高原的隆升對於我國西北內陸乾旱化的形成和發展有重要的影響，但這些成果大都集中在國內，國際學術界了解較少。
年輕時代起，就師從著名地質學家劉東生院士（劉院士等人曾經率先提出雅魯藏布大峽谷為世界第一大峽谷）的中國科學院院士安芷生和黃土打了一輩子交道，世界上規模最大的黃土高原緣何屹立於此，何時屹立於此？和冰芯、海洋沉積一樣，黃土也是歷史的最好記載。近年來，安芷生與美國著名的氣候學家約翰 庫茨巴赫、海洋地質學家沃倫 普瑞爾以及第四紀地質學家斯蒂芬 波特通過對我國西北地區的風塵沉積以及印度洋、北太平洋大洋沉積等地質生物證據進行分析，並運用先進的計算機數值模擬方法，首次全面系統地研究了喜馬拉雅山、青藏高原的隆升與亞洲季風氣候的關係。根據模擬的結果，過去1000萬年以來，印度次大陸一直向亞洲擠壓，形成高大的喜馬拉雅山，並使得青藏高原上升大約2000米。科學家指出，這個擠壓作用不僅僅改變了地球的地貌格局，山體的隆升很可能在800萬年前開始了亞洲的季風，並對開始於約250萬年前的幾個冰期有貢獻。換句話説，距今1000萬至800萬年前青藏高原的隆升導致亞洲季風的出現，距今360萬至260萬年青藏高原的加速隆升則奠定了亞洲季風氣候的基本格局。
260萬年前的青藏高原
另一位中國科學家、長期從事季風研究的中科院蘭州高原大氣物理研究所的湯懋蒼研究員認為，強大季風出現之前的青藏高原是一片祥和的世界：不見崇山峻嶺，不見嚴寒雪冰，不存在因高原上升而起的強大季風，和煦的西風吹拂著大地，普天之下幾乎是一樣冷暖，氣候宜人，動物們都在向超大型體態發展：蝗蟲長1米，蜻蜓翅長2米。但是，隨著高原的隆升，世界無法再平靜：青藏高原上升到千米高度時，淺薄的季風與全球第一次大降溫一道發生在3700萬年前，此後，一次次造山運動、一次次冰期降臨，季風逐漸強盛，世界越來越冷。季風的出現，使地球發生了為數眾多的革命性改變：全球性變冷、北極冰蓋發育、非洲變幹、人屬始現、黃土高原堆積，等等。亞洲季風區的形成，使北半球亞熱帶高原荒漠帶北移，在高原北部地區形成塔克拉瑪乾等中亞沙漠，西北變成溫帶、暖溫帶乾旱荒漠區。我國黃土高原的形成，以及我國現代自然環境由東南向西北自森林－草原－荒漠的更替，出現了東南潮濕、西北乾旱的基本格局，都與青藏高原隆起密切相關。“在夏季，高原就像一個深入到大氣層中的火爐，使得高原表面上的空氣受熱上升，同時拉動印度洋的暖濕氣流前來補充，由此而帶來豐沛的季風降雨。冬季情況正好相反，高原仿佛一個巨大的冰塊，將其上的空氣冷卻下來，並由高原涌向印度洋，這就引來了北方的冷空氣頻頻南下。”庫茨巴赫形容説。
研究者進一步指出，喜馬拉雅山的存在導致青藏高原東部和南部降雨的增加，並進一步解釋了季風為什麼這麼強，青藏高原鄰近地區為什麼有的乾旱，有的卻保持濕潤。“如果把山體移走，季風也將隨之而去，”科學家説。山體和高原的隆升還加劇了亞洲內陸的乾旱化，形成了一望無垠的戈壁和沙漠。同時，乾旱化的趨勢有利於粉塵向東傳輸，從而在我國西部形成巨厚的黃土堆積，也就是屹立至今的黃土高原。“黃土高原就像一本書，可以從中讀取過去氣候變化的歷史。”長期從事黃土和全球變化研究的地質學家安芷生説，這些粉塵堆積的底部的最早年齡，現在已經確定為800萬年前，因而也就提供了一個獨立於構造模擬所獲取的、反映高原隆升、亞洲季風時間的證據。另外，黃土堆積表明，在360萬至260萬年之間，盛行的西風環流，以及可能加強的冬季風攜帶了更多的粉塵。“這可能在另外一個角度指示了一個地球大氣圈多塵的階段及其冰期的旋回的加強。”研究者們説，儘管其他的因素尚不確定，但是青藏高原的隆升可以導致大氣粉塵載荷的增加。庫茨巴赫補充説：“這是一個雞和蛋的問題，我們不知道誰是原因誰是結果，但是青藏高原在其東部和北部持續的隆升很可能有助於氣候向更強的冰期旋回轉變。”作為全球氣候系統的重要組成部分，亞洲季風的形成和演化一直備受眾多科學家的關注。以我國為主的科學家在這一領域取得的重大突破，在國際上引起強烈反響。美國地質學家彼得 莫納評價説：“這個季風演化歷史的重建是引人注目的，這也是第一次將所有的證據聯絡起來。”
以史為鑒關注全球環境
“追尋歷史，是為了更好地掌握未來。我國華北和西北地區乾旱化的趨勢將越來越明顯，生存環境將不容樂觀。”安院士説。青藏高原及其環境效應的研究一直是全球環境變化的研究熱點。但在安芷生等人的研究成果發表之前，青藏高原隆升對於全球氣候究竟會産生什麼樣影響還並不清楚。這標誌著我國有關青藏高原隆升及其環境效應的研究取得突破性進展，並獲得國際學術界的承認。“青藏高原在中國，我國學者研究具有十分有利的條件，領先世界的全新理論當由中國學者提出，這是責無旁貸也是當仁不讓的。”青藏高原研究的前任首席科學家孫鴻烈院士説。（李斌）
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責編:陳琦 來源:北京晚報 |
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