解开化石埋下的问号——中国科学家掀开青藏高原“年轻”面纱

  新华社北京3月8日电题:解开化石埋下的问号——中国科学家掀开青藏高原“年轻”面纱

  新华社采访人员岳冉冉

  一片棕榈化石的发现 , 让3500年的青藏高原一下“减龄”了1000万年 。

  这一中国科学家的研究成果7日发表在了国际期刊《科学进展》上 。 它不仅改写了青藏高原隆升的时间 , 也让人们得以窥见青藏高原的“青春” 。

  时间回到2016年8月4日上午10点 。

  海拔4600米、青藏高原中部的伦坡拉盆地 , 中科院青藏高原综合科考古生物队正在发掘化石 。 “大家快过来!”队员黄健招呼大家 , 他指着自己刚挖出的半块化石叶片问:“这是棕榈吗?”

  化石还有一大半埋在岩层中 , 仅从暴露部分看 , 扇形的叶片像极了棕榈 , 底部似还有叶柄相连 。 之后的4小时 , 团队所有人都投入到这一发掘中 。 化石终被完整取出 。

  “这肯定是个大发现!”有人笃定地说 。

  但环顾四周荒原 , 仅有寸草 , 不见大树 。 “高大的棕榈怎么可能出现在这?”研究员苏涛的提问让所有人沉默了 。

  这是由中科院古脊椎动物与古人类研究所、中科院西双版纳热带植物园组建的团队第五次来到伦坡拉 。 领队之一、研究员周浙昆并没有把这次发现看作是运气 。 他认为 , 古生物学虽以发现化石为基础 , 具偶然性 , 但却蕴含必然 。

  “化石是人们一榔头一榔头敲出来的 , 如果棕榈在那儿 , 总有一天会被发现 。 就像伦坡拉盆地 , 我们在这科考了五年 , 有人更是来回十几趟 , 每趟都待半个月以上 。 但凡有一次放弃 , 都不会有这一发现 。 ”周浙昆说 。

  棕榈 , 是典型的热带风情植物 , 全球共有2500多种 , 主要分布在热带、亚热带地区 。 那么 , 在平均海拔超过4000米、平均气温低于0℃的“世界屋脊” , 缘何会出现棕榈这样的热带元素?

  解读这一问号 , 团队又花了近三年 。

  青藏高原的隆升是亚洲乃至全球最重要的地质事件 。 它的隆升改变了亚洲的大气环流、地形地貌、生态环境和生物多样性格局 , 而何时隆升、如何隆升成为最核心的问题 。

  通过查阅已有的年代学资料 , 团队很快得出这块化石有2500万年历史 。 但关键问题是 , 2500万年前的青藏高原中部究竟有多高?

  目前 , 重建古高程的方法主要有非生物法和生物法 , 但需要足够多的叶片形态化石才能得到关键的古热焓值 , 仅凭一片化石 , 无法重建 。

  有人提出:如果用化石点温度、海平面温度、气温直减率 , 再用公式可得到该地区高程 。 但看似简单的三个数据 , 获取难度却非常大 。

  在不断试错中 , 团队终于找到了破解法——先找棕榈化石最近亲缘种的生态幅 , 再用生态幅与模型模拟相互验证 , 推测出古环境和古高程 。

  为此 , 团队收集了上万条现代棕榈分布数据 , 再利用棕榈生存的重要限制因素——最冷月均温不低于5.2℃ , 设计出13种不同高程峡谷和平原的情景 。 之后 , 模拟各情景下的年均温、最冷月均温、青藏高原当时的温度直减率 , 来推测当时棕榈生存的古高程 。

  最终 , 团队得到了一个最符合逻辑的结果 , 并推翻了“青藏高原中部在3500万年前已达到接近现在约4500米高程”的流行观点 。

  在中国科学家的抽丝剥茧中 , 青藏高原的“青春容颜”逐渐显露——

  2500万年前 , 青藏高原中部有一条东西向的峡谷 , 峡谷底部是深邃的湖泊 , 湖里游翔着攀鲈(一种现今分布于热带的鱼) , 湖水拍打着岸边的香蒲和芦苇 , 不远处是高大的棕榈树和犀牛 , 峡谷两侧是海拔约4000米的高山 , 两岸的山坡分布着亚热带常绿阔叶林 , 山顶是针叶林 。

  “这一峡谷地貌直到约2300万年前才逐步消失 。 随着印度板块的持续挤压 , 当最后一株棕榈树倒下时 , 峡谷被填平 , 高原缓缓升起 , 巍峨的青藏高原主体最终形成 。 ”周浙昆说 。

  这一发现不仅将青藏高原中部的抬升史推后了至少1000万年 , 也为学界认识青藏高原的形成演变提供了新的化石证据 。

  “正是出于对一个科学问号的好奇 , 才有了让我们去寻找历史叹号的动力 。 ”苏涛用一句话对这个成果做了总结 。


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