破解青藏高原身世之谜(上)
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这里囊括了世界上所有的海拔超过7000米的山峰,世界最高峰珠穆朗玛峰便屹立在此。
青藏高原到底有着怎样的身世,它形成的内在机理是什么?
它的形成又给世界和人类带来了什么样的重大影响?
近日,由孙鸿烈院士和郑度院士担任科技顾问,央视科教频道播出的《青藏崛起》讲述了中国科学家一步步解开青藏高原形成演化之谜的艰辛历程。
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《西藏王统记》是一部历时近千年的古代文献,它记录了公元7世纪吐蕃王朝的历史,其中,古人对青藏高原山川大地的遐想,十分耐人寻味。
令人感到新奇的是,这部古代文献中充满神话色彩的描述竟然和事实惊人地相似。
17世纪后,欧洲探险者陆续进入中国西藏,他们首先开启了对中国西藏的探索之旅。青藏高原壮美的风光,独特的文化令西方世界痴迷不已。
与此同时,这片世上绝无仅有的巨型内陆高原所蕴含的自然之谜更是让探索者充满好奇。
青藏高原到底是怎么形成的呢?
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珠穆朗玛峰是当今世界最高山峰,位于青藏高原南缘的喜马拉雅山脉中段。作为地球之巅,珠穆朗玛峰受到了人们特别是登山者的顶礼膜拜。
摄影/王永杰
人类攀登珠穆朗玛峰的历史始自上世纪二十年代,1953年5月29日,新西兰探险家埃德蒙·希拉里成为登上珠峰的第一人。
然而,在登山的过程中,有不少攀登者发现沿途的岩石中存在着不可思议的景象。
珠峰区域的这些奇怪岩石被带了回来,鉴定结果发现这些图案竟然都是远古时期海洋生物的化石。
人们大惑不解,世界之巅珠穆朗玛峰上怎么会有海洋生物的化石呢?难道说珠峰是在海洋中孕育的吗?
到底是怎样的巨变让当初沉睡在海底的海床一跃飙升到八千多米的高度呢?
大量的海洋生物化石有力地证明喜马拉雅山脉及整个青藏高原是由低海拔逐渐隆起而形成。
那么,到底是什么样的惊天力量造成了青藏高原的隆起呢?
3
19世纪末,借助当时最新的“地槽成山理论”,欧美科学家开始解读青藏高原的身世。
“地槽说”产生于19世纪80年代,代表人物是美国地质学家霍尔。
他通过对美国东部阿巴拉契亚山脉等地的研究,提出当时非常富有创建的主张,地槽理论是这么解释山脉形成的。
20世纪中叶前,地槽说一直是国际上居主流地位的造山理论。然而随着时间推进,这个理论开始受到多方质疑。仅仅靠地槽的堆积和成山真的能造就雄伟的喜马拉雅山脉吗?
总面积达250万平方千米的青藏高原难道也是地槽凿山的结果?
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20世纪50年代,新中国成立之初的中国科学家们深知揭开青藏高原科学谜题的重大意义。
青藏高原作为我国国土的重要组成部分。它的形成之谜,演化规律以及对世界环境、气候带来的影响,中国科学家要做出最准确最权威的研究和结论。
带着对科学探知的强烈渴望,中国科学家刘东生、施雅风、常承法、孙鸿烈等踏入了青藏高原这块自然秘境。
当时才20岁的常承法探索的地质课题正是青藏高原的形成之谜。然而,没曾想到一来到青藏高原就经受了剧烈的考验。
在艰苦的条件下,常承法等人来到藏南地区。世界最高峰珠穆朗玛峰是考察的重点,在珠峰的北侧,常承法看到了非常特殊的景象。
这里山体的岩层多为沉积岩,岩层不是水平的,而是南面高北面低呈现大面积倾斜的态势。
凭着以往的考察经验,常承法一眼就认出这种倾斜的地层正是地质学中十分典型的褶皱冲断层。
之后在珠峰地区,常承法和考察队又发现了大量的向北倾斜的褶皱冲断层。
这让考察队成员们非常困惑,因为传统理论认为,造山的运动是自下而上的垂直力,但眼前的景象确实南北向的水平力造成的,用传统的地槽成山理论根本解释不了。
这让常承法寝食难安。作为新中国的一名年轻科学家,常承法感到了肩负的强烈使命。他下决心寻找到青藏高原形成的真正原因。
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在查阅了许多文献,筛查了上万条信息后,常承法敏锐的捕捉到国际上的一种新学说:板块构造学说。
板块构造学说,源于1910年德国气象学家魏格纳的一个科学猜想。
大陆漂移说被提出后,各国科学家陆续发现了一些相关证据。20世纪50、60年代,这个假说有了突破性进展,发展成为板块构造理论。
中国科学家常承法通过反复论证,最终认为板块运动才是青藏高原形成的真正原因,他成为将板块理论引入到青藏高原起源研究的第一人。
这一突破性理论成果犹如一道穿越云层的霞光照亮了幽暗的路途。然而找到了理论依据的常承法又迈出了新的一步。
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青藏高原的形成既然来源于板块碰撞,那么,在青藏高原上一定会有板块与板块碰撞的痕迹,而这一痕迹又会在哪里呢?
其中一路由常承法带领的考察队来到了雅鲁藏布江。
在过去这里是极少有人涉足的自然秘境,由于与世隔绝,凶险异常,只有极少数生活在周边的百姓到达过这块区域。
上世纪70年代之后,为了揭开青藏高原形成演化的秘密,常承法,滕吉文、杨逸畴等科学家陆续来到了雅鲁藏布大峡谷,当科学家们冒着生命危险进入这片险境后,惊奇地发现这里竟然是世界上最深的峡谷。
当常承法带领的科考队在雅鲁藏布大峡谷中继续考察时,他没有想到另一个意外惊喜正在等着他。考察队在大峡谷找到了一种叫蛇绿岩的物质,这种物质正是判断板块碰撞的有力证据。
那么这种蛇绿岩到底在哪里呢?
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摄制组沿着40多年前科学家们所走的路径,深入到大峡谷的深处,路途的艰辛和危险难以想象,江岸峭壁嶙峋,下方就是几千米深的峡谷,而脚下的岩石松软湿滑,稍有不慎就有可能发生意外。
当年常承法等科学家就是通过这样的路途前往峡谷底部考察的,当摄制组历经艰辛终于到达了谷底,一行人立即被眼前的景象深深震撼。
几十年前,常承法和队员们就是在这里看到了一种极其特殊的岩石—蛇绿岩。
蛇绿岩是一种形成于海洋洋底的古老岩石,因表面布满绿色蛇状纹理而得名。
这种岩石没有惊天的力量,不经历沧海桑田的巨大变迁是不会出现在青藏高原腹地的。
然而一处蛇绿岩似乎并不足以说明问题,接下来,常承法带领科考队沿江继续奔波,随后欣喜地发现,在几百千米的雅鲁藏布江两岸,分布着众多蛇绿岩。这说明雅鲁藏布江正是板块碰撞的缝合带。
这个发现让科考队异常兴奋,而藏北的考察又有何进展呢?
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大部分地表固结着厚达数十米的冻土。
当常承法带领的科考队在雅鲁藏布江取得重大发现的同时,这里的科考也取得了重要成果。
1981年古动物学家孙东立在藏北腹地发现了新的化石标本。
经鉴定,化石上奇特的古生物是古代海洋中生活的隼嘴贝。
这里很有可能就是古代两个板块碰撞结合的地方。化石的发现令人瞩目,可是考察队在藏北仅仅发现了古海洋的遗迹并没有找到缝合带。
那样的话青藏高原形成的历史将更为复杂。
事实果真如此吗?
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为验证常承法的推断,上世纪80年代地质学家潘裕生从老师常承法手中接过接力棒。
潘裕生带领考察队跋涉在藏北高原的崇山之中,数十天的考察艰险程度难以想象。
事后大家用死亡之旅来描述这次科考之行。
然而辛劳没有白白付出,在昆仑山考察队再次发现了蛇绿岩,而且呈现上百千米东西向条带状分布,这说明这里也是板块碰撞的缝合线。
经过进一步考察,潘裕生确认这是5亿年前板块碰撞的缝合带,这条缝合带已接近青藏高原的最北缘。
这说明青藏高原的形成时间非常久远,它是漫长的持续的构造板块拼合的过程。
来自地质学、古生物学、气象学等多学科考察最终证实了青藏高原的隆起是由于数次板块碰撞,而喜马拉雅山脉的崛起则源于距今七千万年前。
伟岸的地球力量推举出巍峨的喜马拉雅山脉横贯于欧亚大陆中部傲然世间。
随着研究的深入,科学家们最终发现了造山运动的内在机理,找到了板块运动力量的来源,这个秘密就藏在大洋深处。
2017年夏季摄制组跟随地质专家来到喜马拉雅山北侧的山岗。
这里数百座海拔7000米以上的山峰连同广袤的青藏高原都是板块运动的产物。
然而这片山川大地到底是渐进演化的还是突然飙升的结果呢?
青藏科考原创文章
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来源:中国科学院青藏高原研究所
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