中科院地环所研究揭示中新世以来塔尔沙漠和塔克拉玛干沙漠演化差异及其潜在机制
作者： 发布日期：2022-11-01 浏览：
青藏高原周围分布着许多沙漠和干旱区，包括高原南侧的塔尔沙漠、高原北侧的塔克拉玛干沙漠、戈壁沙漠和高原东侧的黄土高原等，这些沙漠和干旱区的形成发展可能与青藏高原隆升密切相关。地质证据表明，这些干旱区可能由来已久，但塔尔沙漠和塔克拉玛干沙漠等可能自中新世以来才出现。同时，中新世以来青藏高原北部的阿尔金山、昆仑山和祁连山等山脉以及西部的帕米尔高原也先后经历了显著的区域隆升。然而，高原南北侧沙漠的出现与高原不同区域山脉的差异隆升是否有关或存在怎样的联系至今尚不清楚。
最近，中科院地球环境研究所孙辉副研究员等人利用高分辨率区域气候模式，通过对比青藏高原北部和帕米尔高原隆升的数值试验，揭示了青藏高原不同区域的地形隆升对高原南北两侧沙区干旱气候和沙尘循环的影响。基于构造地质背景的模拟试验结果，可以用于解释高原周边不同区域干旱演化的差异。结果表明：（1）帕米尔高原隆升产生的机械阻挡作用主要加剧了上新世以来塔克拉玛干沙漠地区的干旱化和沙漠化（图1A，C），它的隆升封闭了塔里木盆地西部的水汽通道，造成塔克拉玛干沙漠年降水量（主要是冬季降水量）减少了50%，大气中的沙尘载荷增加了10-30%。（2）青藏高原北部的隆升主要加剧了塔尔沙区的干旱化，高原北部隆升通过调控塔尔地区700 hPa上的副热带高压中心的位置和强度，导致塔尔沙漠夏季及年降水量减少了50%（图1B，D），并增强了塔尔沙区的大气沙尘载荷。（3）中新世以来戈壁沙漠和黄土高原地区的干旱化也与高原北部的隆升有关。高原北部的抬升通过抑制东亚夏季风，造成戈壁沙漠和黄土高原地区夏季降水量减少了30-50%，干旱进一步导致上述区域沙尘载荷增加了10-20%。（4）参考青藏高原北部和帕米尔高原分别在中新世和上新世存在显著构造隆升的有限地质证据，基于当前的数值模拟结果，推测塔尔沙漠的形成应该早于塔克拉玛干沙漠。
该项研究成果发表在Palaeo-3 (Sun, H., Liu, X. Control of the aridification of the Taklimakan and Thar deserts by asynchronous tectonic uplift of the Pamirs and northern Tibetan Plateau since the Miocene, Palaeogegr Palaeocl, 2022. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2022.111251)
图1 帕米尔高原（A，C）和青藏高原北部（B，D）隆升引起的年平均降水百分率变化（A，B）以及帕米尔高原和青藏高原北部隆升引起的冬季（C）和夏季（D）700hpa大气环流变化
（来源：http://www.ieecas.cn/news/kydt/202210/t20221028_6541181.html）
