▲青藏高原“長(zhǎng)高”之謎被破解（視頻由AI生成）

青藏高原被稱為“世界屋脊”，但它究竟是如何形成現(xiàn)今高度和地形的？

日前，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所等研究團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)最新研究給出了答案，高原并非一直向上生長(zhǎng)，而是經(jīng)歷了兩次“抬升-沉降”的起伏旋回，地表的地形演化與地球深部的地質(zhì)過(guò)程有著緊密的聯(lián)系。

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跨越千萬(wàn)年的“日記本”

還原高原的成長(zhǎng)史，科學(xué)家需要找到記錄地形的“歷史檔案”。

研究團(tuán)隊(duì)選取了青藏高原南部岡底斯山的兩處山間盆地——林周盆地和烏郁盆地，它們內(nèi)部的沉積地層就像兩個(gè)不同時(shí)代的“日記本”，保存了數(shù)千萬(wàn)年間的地形變化信息。

團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析盆地沉積物中的碎屑鋯石和磷灰石U-Pb（鈾-鉛）同位素年代學(xué)和物源特征發(fā)現(xiàn)，盡管兩個(gè)盆地的形成時(shí)代相隔數(shù)千萬(wàn)年，但它們的水系都經(jīng)歷了從“開(kāi)放”到“封閉”再到“開(kāi)放”的轉(zhuǎn)變，演化軌跡驚人相似。

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“身高”兩次起落

這種水系變化背后隱藏著地形的秘密。

在地形快速隆升前，盆地較為開(kāi)放，可以接受外部較為復(fù)雜的水系的輸入。而當(dāng)?shù)匦慰焖偬纬筛呱狡琳蠒r(shí)，外部水源被阻斷，盆地變成封閉系統(tǒng)。當(dāng)?shù)匦纬两禃r(shí)，水系重新打開(kāi)。

研究據(jù)此推斷，岡底斯山在約5400萬(wàn)-5100萬(wàn)年前和1500萬(wàn)-800萬(wàn)年前分別經(jīng)歷了快速抬升，每次抬升幅度約1公里。而在每次抬升之后，又發(fā)生了地形的沉降。

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“推手”浮出水面

是什么力量驅(qū)動(dòng)著高原“上下起伏”？研究發(fā)現(xiàn)，這兩次抬升事件都伴隨著地殼減薄，暗示它們可能由相似的深部過(guò)程促成。

研究發(fā)現(xiàn)，第一次抬升是由俯沖的新特提斯洋板塊斷離引發(fā)的，第二次則是印度大陸巖石圈底沖（即水平俯沖）后的拆沉作用：當(dāng)沉重的俯沖/底沖板塊斷離或拆離時(shí)，地表如同卸下重?fù)?dān)般“回彈”抬升。

每次斷離或拆離后的大陸巖石圈持續(xù)底沖作用，像一只向下拖拽的手，導(dǎo)致地表沉降。

▲青藏高原兩階段巖石圈俯沖/底沖-斷離-底沖及淺表響應(yīng)示意圖

該研究有別于對(duì)青藏高原隆升的傳統(tǒng)認(rèn)知，為理解造山帶高原的生長(zhǎng)模式提供了新視角，也將深部巖石圈活動(dòng)與地表地形演化直接聯(lián)系起來(lái)，對(duì)認(rèn)識(shí)造山帶高原的地貌演化機(jī)制具有重要科學(xué)意義。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G54475.1

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所

責(zé)任編輯：曹旸