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最新研究显示塔克拉玛干沙漠出现于2500万年前

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  南京师范大学郑洪波教授等最近在国际刊物《美国科学院院刊》(PNAS)杂志上,以“塔克拉玛干沙漠于晚渐新世到早中新世出现(Late
Oligocene–early Miocene birth of the Taklimakan
Desert)”为标题,报导了关于我国塔克拉玛干沙漠形成年代的最新研究成果,认为塔克拉玛干沙漠在晚渐新世至早中新世(大约2500万)就已经出现,这远早于此前认为的数百万年的形成时间。

报告题目:塔克拉玛干沙漠的形成

塔里木盆地的沙漠是什么时候形成的?形成沙漠之前那片广袤地区是什么样的?一直是公众和科学家关注的问题。美国科学院院刊(PNAS)近日在其线上版刊登了中国科学院地球环境研究所等学者的最新研究成果。在题为《晚中新世时间歇性的广大湖泊群出现于现今极度干旱的塔里木盆地》(Late
Miocene episodic lakes in the arid Tarim Basin, Western
China)的论文中,研究团队第一次重现了在塔克拉玛干大沙漠出现之前塔里木盆地罗布泊地区的环境状况,并探讨了发生如此重大水文事件的决定性因素。此项工作是在中国科学院地球环境所安芷生院士领导下的中国大陆环境钻探项目,继云南鹤庆(发表于《Science》)、青海湖(发表于Nature
旗下《Scientific
Report》)工作之后的又一重要科研成果,由中国科学院地球环境研究所、中国科学院地质和地球物理研究所以及香港大学合作完成。

新萄京娱乐网址,  塔克拉玛干沙漠是我国第一大沙漠,也是世界第二大流动沙漠,仅次于非洲撒哈拉大沙漠。该沙漠所覆盖的塔里木地区曾是一片被称作“副特提斯”的浅海;后来地壳运动,海陆变迁,塔里木盆地变成了浩瀚的沙漠,成为全球粉尘系统的重要源区。塔克拉玛干沙漠的形成,是亚洲新生代地质演化历史中的重要标志性事件,但关于其形成年代一直存有较大争议。

主讲人:郑洪波(杰青、长江学者特聘教授)

研究者一般认为始新世以来的青藏高原及其周围山体的抬升和长趋势下的全球变冷是导致亚洲内陆干旱化加剧的两大决定性因素,但通常很难分开这两个因素的相对贡献。其中的一个重要原因是缺乏重建亚洲内陆干旱化历史的准确记录。此次研究团队对由中国大陆环境钻探项目在塔里木盆地罗布泊附近获得的1000多米沉积岩心进行了精细的多种地球化学替代指标的分析工作,进而完整地恢复了七百万年以来塔里木盆地的环境变化状况。通过对2000多个样品进行相关的地球化学(包括沉积物中碳酸盐的硼、氧和碳同位素,以及碳酸盐和有机碳含量),以及粒度和介形虫分析显示,气候干旱区湖泊自生碳酸盐的硼和氧同位素值和其它环境形成的碳酸盐差别显著,因此它们可以很好地应用于指示湖泊的消亡过程。

  郑洪波课题组在国家自然科学基金(40025207, 90211019,
41021002)等项目的支持下,与国内外同行合作,针对塔克拉玛干沙漠的形成演化开展了长期研究。在塔克拉玛干沙漠南部的山前盆地中发育有达数千米甚至上万米的新生代沉积序列,这套沉积的下部为含有海洋贝壳的灰岩,表明在那个时期(始新世),塔里木盆地的西南部还被浅海覆盖。地层的上部是一套厚达2-3千米的砾岩,地质学家称之为“西域砾岩”。西域砾岩的沉积标志着西昆仑-帕米尔的隆升进入了一个新的阶段,而其中的风成黄土条带指示了沙漠的形成。另外,在塔克拉玛干沙漠腹地的麻扎塔格新生代地层中还发育了数百米厚的风成沙丘沉积,这是沙漠存在的直接地质证据。

时间:2015年6月19日上午10:00

此次的研究结果显示,塔里木盆地在晚中新世时期曾出现了大规模的湖泊群,这些湖泊群有可能相互联通而形成大湖,说明当时的气候环境和现在的沙漠环境截然不同。大约从四百九十万年前开始,大规模的沙漠化/干旱化才开始,最终演变成了现代的沙漠环境。此演变过程是永久的和不可逆的。研究结果进一步证实在四百九十万年以前,大规模的湖泊群是间歇性的。湖相环境和风成/河流相环境交替存在,而这种环境交替和地球的轨道变化紧密相关。塔里木盆地的湖相环境对应由地球轨道变化所引起的气候暖期,而风成/河流相环境对应气候冷期。基于此,研究团队认为在晚中新世时期,塔里木盆地的水文状况在始新世以来的构造抬升和长趋势的全球变冷共同作用下达到了临界状态,在轨道时间尺度下,气候适宜期时湖泊出现,而气候冷期时湖泊短暂消失。因此,晚中新世是塔里木盆地(有可能更广泛的亚洲内陆干旱区)水文变化的关键时期,应该引起今后研究的更多关注。最后,研究团队基于六百万年以来塔里木周围山体的构造抬升活动加剧而全球温度在四百万年—七百万年间相对稳定,提出周围山体的抬升,特别是帕米尔高原的北移及抬升,有效地阻止了水汽进入盆地,是导致四百九十万年前湖泊的永久性消亡进而沙漠化的原始动因。

  在这项研究中,他们在阿尔塔什和柯克亚剖面的西域砾岩中发现了一层火山灰/火山泥流沉积。利用放射性同位素测年方法(氩/氩和铀铅同位素),获得了火山灰的绝对年代,对标定沉积序列中风成沉积起到了关键作用。在此基础上,研究人员结合沙漠南缘西域砾岩沉积和腹地风成沙丘沉积详细的沉积学和古地磁年代学研究,提出塔克拉玛干沙漠在晚渐新世至早中新世就已经出现,这大大早于过去认为塔克拉玛干沙漠形成于中新世晚期或者上新世早期的观点。

地点:地科院420

此项研究得到国家973计划,国家自然科学基金委和中国科学院的项目资助。

  研究认为青藏高原-帕米尔高原以及天山的隆升,阻挡了来自海洋的水汽,导致亚洲内陆极度干旱化,同时隆升作用所引起的侵蚀增加也为沙漠的形成提供了充足的物质来源。干旱的气候与充足的物质来源两者大约在2500万年前达到临界,共同促成了塔克拉玛干沙漠的最终形成。

塔克拉玛干沙漠是中国第一大沙漠,也是世界第二大流动沙漠。塔克拉玛干沙漠的诞生是亚洲地质演化历史中的重大标志性事件,指示了亚洲内陆干旱化及青藏高原-帕米尔高原隆升,是全球气候环境变迁研究的热点问题。我校地科院郑洪波教授领衔的科研团队在塔克拉玛干沙漠的形成年代研究方面取得重大突破,认为塔克拉玛干沙漠在晚渐新世至早中新世,即大约2500万年前就已经出现,远早于过去认为的几十万年到数百万年的形成时间。相关成果发表于美国《国家科学院学报,PNAS》(Late
Oligocene-early Miocene Birth of the Taklimakan
Desert)。本次报告会郑洪波教授将围绕性塔克拉玛干沙漠的发展与演化及其环境指示意义,重点阐述针对其形成年代的创新思路、研究方法与主要结论。

原文链接:

  原文见:Zheng H., Wei X., Tada R., Clift P. D., Wang B., Jourdan F.,
Wang P., He M. Late Oligocene–early Miocene birth of the Taklimakan
Desert. PNAS, doi:10.1073/pnas.1424487112
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欢迎全校师生参加!

附:郑洪波教授简介

郑洪波,南京师范大学地理科学学院教授,国家杰出青年基金获得者,入选教育部“长江学者”特聘教授和中科学院“百人计划”,973项目首席科学家。1986年、1989年和1994年分别获得南京大学、中国科学院和西澳大利亚大学学士、硕士和博士学位。曾获得第十届侯德封青年地球化学家奖、中国第四纪青年科学家奖和国家自然科学二等奖。任中国第四纪研究委员会副理事长,江苏省地理学会副理事长,联合国教科文组织IGCP-581项目首席科学家,《科学通报》特邀编辑,《第四纪研究》编委,《沉积学报》编委,《海洋地质与第四纪地质》编委,Island
Arc编委。在国际一流SCI期刊发表学术论文数十篇,其中有2篇发表于美国国家科学院学报。

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