青海频道网

您现在的位置是:首页 » 生态环境 » 来自青藏高原美丽湖滨线的启示

生态环境

来自青藏高原美丽湖滨线的启示

2022-04-22 生态环境
     色林错古湖滨线所指示的古大湖变迁。上图为各时期的湖面范围。左下图:色林错古湖滨线高程及其地质年代学样品(蓝色圆圈)指示该湖自4000年以来呈快速、阶梯式退缩。右下图显示色林错古湖自4000年以来的……

  来自青藏高原美丽湖滨线的启示

  色林错古湖滨线所指示的古大湖变迁。上图为各时期的湖面范围。左下图:色林错古湖滨线高程及其地质年代学样品(蓝色圆圈)指示该湖自4000年以来呈快速、阶梯式退缩。右下图显示色林错古湖自4000年以来的湖面总体变化。

  □ 石许华

  作为世界屋脊,青藏高原是地球上面积最大、海拔最高的高原,也是地球第三极。以青藏高原为核心的第三极是全球气候变暖最强烈的地区,也是未来全球气候变化影响不确定性最大的地区。是什么样的地球动力学过程塑造了雄伟的青藏高原?青藏高原的隆升过程如何影响了亚洲乃至全球的古气候格局?

  在中国的西南部,矗立着世界上最大与最高的高原——青藏高原。它是印度板块与欧亚板块约5~6千万年以来的持续汇聚与碰撞的结果。青藏高原东西横跨近3000公里,南北纵贯近1500公里,其平坦高原面的平均海拔在4500米以上。在平坦的高原面里面,分布着众多大小不一的天蓝色湖泊,就像镶嵌在高原里的蓝宝石或珍珠;

  在平坦的高原面外围,山脉连绵,高峰林立,南有包括世界最高峰——珠穆朗玛峰(8844.43米)在内的喜马拉雅山脉,北有阿尔金和祁连山脉,西有帕米尔和西昆仑山脉,东有横断山和龙门山脉。因此青藏高原及其周边高耸的地形也深刻影响着亚洲古气候(如季风和大气环流)的演变。

  是什么样的地球动力学过程塑造了雄伟的青藏高原?青藏高原的隆升过程如何影响了亚洲乃至全球的古气候格局?这是国内外地球科学界长久以来孜孜不倦追求解决的科学问题。科学家们也从不同角度提出了用来解释上述动力学过程的多种模型,如块体挤压逃逸模型、岩石圈粘席(薄板)模型、下地壳流动模型等。

  关于青藏高原的地壳强度问题,以往研究大量集中于通过区域性重力异常和大波长地形之间的相干性关系,探讨长时间尺度(如百万年级别)的地壳强度,或者通过大地震发生后的地表变形,来揭示现今时间(10年尺度)的地壳强度。而位于现今十年尺度和百万年尺度之间的千年尺度上,地壳强度的研究则极为缺乏。其原因之一,就是地球科学家难以找到能够记录千年尺度上的地表变形、并用来约束地壳强度的地貌标志物。

  代表已干涸退化的古湖湖面位置的湖滨线,则恰好满足了这一研究要求。一方面,被保存下来的古湖滨线是很好的千年尺度上的地貌标志物,它们的形成时间基本上都是几十万年以来,属于千年尺度。因为湖滨线代表湖面的位置,那么这些古湖滨线的年龄及高程,记录了湖泊从形成之初到后期升降进退的演化历史,同时也反映了湖泊水量的时空变化。对于封闭湖泊来说,其水量平衡变化恰恰反映了(古)降水、蒸发及其他地表水、地下水之间的关系,因此也是古气候变化的一种标志。

  另一方面,湖泊的升降进退过程,同时也是湖泊水体质量对地壳加载和卸载的过程。在地壳均衡挠曲作用下,水体加载或卸载会引起地壳沉降或反弹,以及地表古湖滨线的垂直变形。在特定的水体载荷下,古湖滨线的变形量与地壳强度成函数关系。通过将数值模拟计算与实际观测的古湖滨线三维空间变形量进行对比拟合,则可以定量化约束深部地壳的流变学强度参数。

  青藏高原面内部广泛发育的大湖泊及其周边保存下来的、壮观(多达上百级)的古湖滨线系列,为我们开展千年尺度上的地壳强度和古气候(如亚洲季风)的演变研究,提供了一个理想的天然实验场。这就是位于西藏中部的色林错。它是现今西藏自治区内最大的内流型湖泊。

  通过高分辨率遥感影像解译分析、野外实地调查和测量后发现,色林错湖区内古湖滨线多达40级。它们以群组式集中出现,各群组之间呈现为阶梯式分布,并且该分布特征在色林错周边都有一致的体现,说明这种现象是广泛存在的,而不仅仅是局部现象。因此,我们可以利用色林错区域内的的特征湖滨线剖面来揭示整个湖泊的升降历史。

  在对高出1976年湖面约60米的那一级古湖滨线(高程约4594米,被命名为“伶侗湖滨线”)进行填图发现,色林错曾经与其周边几个湖泊连为一体,成为当时一个统一的古大湖,面积约7300多平方公里,是1976年色林错面积的4倍。而伶侗湖滨线在色林错周边的分布,相较于更高位湖滨线,保存更完整,分布更广泛;并且该级湖滨线在湖中心半岛处也得到了很好的保存。因此,伶侗湖滨线更可能记录到靠近色林错湖中心的最大反弹量,以便于将其与湖泊边缘的变形进行对比,以此厘定该区域的地壳强度。