青藏高原中部班戈縣中始新世種類豐富的化石植物類群,。受訪者供圖
日前，中國與尼泊爾兩國向全世界正式宣布,，珠穆朗瑪峰的最新高程為8848.86米,。
珠穆朗瑪峰以及與之相鄰的青藏高原的崛起并非一蹴而就。長(zhǎng)期以來,，青藏高原地表抬升歷史,，是新生代以來眾多地質(zhì)事件和氣候環(huán)境事件的邊界條件，也是青藏高原研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn),。在漫長(zhǎng)的抬升過程中,，有大量的謎題：在青藏高原隆起到現(xiàn)有高度之前，那里到底是什么樣的,？在“高冷”的青藏高原,，數(shù)千萬年前真的曾藏著一個(gè)溫?zé)岬摹跋愀窭锢保?/p>
12月7日，美國《國家科學(xué)院院刊》首次發(fā)布了我國科學(xué)家關(guān)于4700萬年前青藏高原中部的一項(xiàng)重要“探秘”成果,，彌補(bǔ)了此前認(rèn)知和研究的大量空白,。
發(fā)現(xiàn)古近紀(jì)最豐富植物化石群
青藏高原中部，平均海拔4600米以上,，是一片廣袤的高寒荒蕪之地,，卻是認(rèn)識(shí)青藏高原形成過程的關(guān)鍵地區(qū)，長(zhǎng)期以來備受地球科學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域的關(guān)注,。盡管經(jīng)歷了幾十年的調(diào)查,，青藏高原的地貌演化細(xì)節(jié)仍不清楚。
“為什么要研究青藏高原,？因?yàn)榍嗖馗咴男纬?，是新生代全球最重要的地質(zhì)事件，改變了我們亞洲的地形地貌,，也塑造了亞洲的季風(fēng)氣候，以及現(xiàn)在的生物多樣性分布格局?！敝袊茖W(xué)院西雙版納熱帶植物園蘇濤研究員開門見山地說,，青藏高原是非常重要的一個(gè)研究區(qū)域，不僅對(duì)地質(zhì)學(xué),、生物學(xué)等各個(gè)學(xué)科都非常重要,，人們關(guān)注的高原隆升時(shí)間跟隆升方式，也是青藏高原研究的焦點(diǎn),。
“作為地球上最年輕,、最高的山脈，喜馬拉雅山脈是由印度次大陸與歐亞板塊碰撞形成的,。然而對(duì)于喜馬拉雅山的隆升歷史及機(jī)制,，仍存在爭(zhēng)議?！敝袊茖W(xué)院昆明動(dòng)物研究所車靜研究員說,。
目前，關(guān)于喜馬拉雅山脈隆升歷史的主要假說有兩個(gè)：一是近期隆升假說,，該假說得到了水文學(xué)和熱學(xué)證據(jù)的支持,，認(rèn)為喜馬拉雅山直到上新世中期才達(dá)到現(xiàn)有高度；二是漸進(jìn)式隆升假說,，該假說認(rèn)為喜馬拉雅山在古新世晚期就已經(jīng)開始隆升,，但前期抬升較為緩慢，直到中新世才開始快速隆升繼而達(dá)到現(xiàn)在的高度,。
而化石是生物與環(huán)境在漫長(zhǎng)地質(zhì)時(shí)期協(xié)同演化的產(chǎn)物,，是探討高原生物多樣性演變歷史以及高原形成過程的關(guān)鍵證據(jù)。通過研究化石,，科學(xué)家可以認(rèn)識(shí)地質(zhì)時(shí)期的生物多樣性歷史,，及其環(huán)境變化過程。
近10年來,，中國科學(xué)家通過大量的青藏高原野外工作,，發(fā)現(xiàn)了棕櫚、攀鱸,、水黽等化石類群,，種類非常豐富，這些類群在現(xiàn)在的青藏高原中部不復(fù)存在,。
近期,，由中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園古生態(tài)組和中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所共同組織的“第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究”古生物科考隊(duì)，聯(lián)合國內(nèi)外多家科研院所,，在曠野的風(fēng)霜中,，在強(qiáng)烈的高原紫外線條件下,，開展了大量野外工作及相關(guān)研究。
功夫不負(fù)有心人,。不久前,，在青藏高原中部的那曲市班戈盆地一個(gè)叫蔣浪的地點(diǎn)進(jìn)行科考時(shí)，科考隊(duì)在一套灰色泥巖中有了重大發(fā)現(xiàn),?！敖?jīng)過我們對(duì)整套出露地層的踏勘，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)化石的層位共有5層,，種類非常豐富,。這是迄今為止高原上發(fā)現(xiàn)的物種最豐富的新生代化石植物群?！碧K濤說,，這一發(fā)現(xiàn)，意味著青藏高原古近紀(jì)具有豐富的,、與今天截然不同的植物多樣性,。
與北半球植物區(qū)系有過密切交流
蘇濤他們此次發(fā)現(xiàn)的蔣浪植物群，屬于古新統(tǒng)至始新統(tǒng)牛堡組,，位于現(xiàn)海拔4850米,，地處青藏高原中部“班公湖—怒江縫合帶”。
“在這套地層的多個(gè)層位中,，我們發(fā)現(xiàn)了大量植物化石,，包括葉片、果實(shí),、種子,、花、地下塊莖等,，共劃分為70余個(gè)形態(tài)類型,，這是迄今青藏高原發(fā)現(xiàn)的物種最為豐富的新生代植物群?！碧K濤向科技日?qǐng)?bào)記者介紹,，通過鈾-鉛法放射性同位素測(cè)定，蔣浪植物群的絕對(duì)地質(zhì)年代約為4700萬年,。
“蔣浪植物群的很多植物種類是青藏高原乃至亞洲最早的化石記錄,，和北半球同時(shí)期的植物群有著很高的相似性?！敝袊茖W(xué)院西雙版納熱帶植物園周浙昆研究員告訴記者,，這個(gè)植物群的不少種類，如兔耳果屬,、椿榆屬,、金魚藻屬,、臭椿屬等，都是這些類群在青藏高原乃至亞洲最早的化石記錄,；一些種類,，如翼核果族，甚至是該類群目前已知的全球最早化石記錄,。
“這些化石類群的發(fā)現(xiàn)，表明青藏高原是周邊地區(qū)植物多樣性的重要源頭之一,?！碧K濤說，其生物多樣性對(duì)青藏高原及周邊地區(qū),，例如東南亞,、甚至對(duì)整個(gè)亞洲的生物多樣性的貢獻(xiàn)是非常大的。
非常有意思的是,，蔣浪植物群中,，有很多類群在如今的西雙版納熱帶植物園中居然能找到，一些種子及果實(shí)都能與古老的化石對(duì)應(yīng)起來,?！氨热缬幸环N蘿藦亞科的種子，當(dāng)時(shí)我們還不知道它的分類學(xué)位置,，有一次非常偶然的機(jī)會(huì),，在我們?nèi)ノ麟p版納植物園上班的路上，居然發(fā)現(xiàn)了與其現(xiàn)生對(duì)應(yīng)的種子,，形態(tài)非常匹配,。這表明，在4700多萬年前,，青藏高原中部應(yīng)該是偏熱帶,、亞熱帶的氣候類型?！碧K濤說,。
與同時(shí)期的植物群比較發(fā)現(xiàn)，青藏高原在中始新世與北半球其他地區(qū)具有相似的植物區(qū)系組成,，也就是說植物種類具有較高的相似性,。其中，和美國綠河生物群的物種相似度最高,，其次是德國麥瑟爾生物群,，例如兔耳果屬、臭椿屬,、椿榆屬在三個(gè)植物群中同時(shí)出現(xiàn),，說明當(dāng)時(shí)青藏高原與北半球的其他地區(qū)存在密切的區(qū)系交流,。
古氣候重建表明這里曾溫暖濕潤(rùn)
長(zhǎng)期以來，人們對(duì)青藏高原地形地貌以及亞洲季風(fēng)和生物多樣性之間的復(fù)雜關(guān)系知之甚少,。
除了關(guān)注古植物本身,，蘇濤他們還把目光鎖定在青藏高原地質(zhì)時(shí)期的環(huán)境變化上，而“會(huì)說話的化石”,，不僅記錄了地質(zhì)時(shí)期青藏高原生物區(qū)系的多種成分,，還可量化當(dāng)時(shí)的溫度、降雨量等氣候指標(biāo),，為4000多萬年前隱藏在青藏高原中部的“香格里拉”生態(tài)系統(tǒng)的古氣候面貌提供了最直接的證據(jù),。
“通過葉片的形態(tài)特征與氣候的相關(guān)性，并結(jié)合熱力學(xué)原理,，我們定量計(jì)算出4700萬年前青藏高原中部的古環(huán)境：在季風(fēng)氣候下,，東西向中央谷地森林的生長(zhǎng)海拔約為1500米?！敝苷憷フf,，他們利用氣候—葉片多變量分析程序，對(duì)化石植物群的古氣候定量進(jìn)行重建,，結(jié)果表明,，中始新世青藏高原中部存在溫暖濕潤(rùn)的季風(fēng)氣候，該地區(qū)既低又濕,，年均溫度約為19攝氏度,。
周浙昆、蘇濤團(tuán)隊(duì)還利用熱力學(xué)原理,，重建了植物群的古海拔,，表明當(dāng)時(shí)青藏高原中部存在海拔不超過1500米的東西向中央谷地，南北兩側(cè)分別是岡底斯山和羌塘山脈,，這也得到了模型模擬結(jié)果的支持,。結(jié)合古生態(tài)組前期發(fā)表的棕櫚化石證據(jù)，中央谷地在經(jīng)歷了2000余萬年之后,，由于北向擠壓和剝蝕填充,，到了中新世才逐漸形成現(xiàn)在的高原。
蘇濤介紹,，青藏高原本身結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,，它是由不同的板塊拼接而成的；而不同板塊形成的歷史不盡相同,。這個(gè)山谷及其所占據(jù)的生態(tài)系統(tǒng),，一直持續(xù)到中新世才逐漸結(jié)束。
“這項(xiàng)研究也為探討高原的形成過程提供了重要的古生物學(xué)依據(jù),?！敝苷憷ヌ崾菊f,，今后研究青藏高原生物多樣性演變歷史與古環(huán)境變化過程，需要考慮青藏高原形成過程的差異性和復(fù)雜性,。
