新聞動態(tài)李震、李鵬飛等-EPSL：從水系重組看岡瓦納造山運(yùn)動驅(qū)動晚三疊世全球變冷
?地球長期氣候演變受碳循環(huán)平衡所影響，火山活動等地幔脫氣過程向大氣中輸入二氧化碳，而硅酸鹽巖風(fēng)化作用則持續(xù)消耗二氧化碳。在短時間尺度上，地幔柱相關(guān)的大火成巖省噴發(fā)可釋放巨量二氧化碳，引發(fā)全球性的急劇升溫。在長時間尺度上，海底擴(kuò)張通過改變洋中脊系統(tǒng)的規(guī)模影響全球碳排放通量，而大陸弧巖漿活動具有雙重作用，既通過火山噴發(fā)排放二氧化碳，又通過構(gòu)筑高地形促進(jìn)硅酸鹽巖風(fēng)化以消耗二氧化碳。造山運(yùn)動所驅(qū)動的硅酸鹽巖風(fēng)化作為地球重要的“恒溫器”，可實現(xiàn)對氣候的長期穩(wěn)定調(diào)控，但在深時記錄中識別與厘清其全球性影響仍是學(xué)界面臨的挑戰(zhàn)。為此，中國科學(xué)院廣州地化所李鵬飛項目團(tuán)隊以青藏高原特提斯喜馬拉雅序列為研究對象，通過沉積物源分析所識別的水系重組證據(jù)，并結(jié)合構(gòu)造重建，揭示了地球歷史上一次規(guī)模宏大的“河流重組”事件及其對全球氣候系統(tǒng)的深遠(yuǎn)影響。
?特提斯喜馬拉雅保存了岡瓦納大陸北緣古生代以來的連續(xù)海相沉積，為研究大陸尺度物源與水系演變提供了理想載體。項目團(tuán)隊系統(tǒng)分析了該地區(qū)12,505顆碎屑鋯石U-Pb年齡，并結(jié)合Hf同位素組成特征、多維標(biāo)度分析及定量物源模擬，發(fā)現(xiàn)在晚三疊世之前，岡瓦納北緣碎屑鋯石主要源自其內(nèi)部的前寒武紀(jì)古老基底和泛非造山帶，而在上三疊統(tǒng)地層中則突然出現(xiàn)了約占總量30%、年齡為2-3億年的年輕鋯石組分，而這一年輕組分來源于遠(yuǎn)在數(shù)千公里外的岡瓦納大陸南緣——一條綿延約1.8萬公里、名為“Terra Australis Orogen”的宏偉造山帶。岡瓦納大陸北緣在晚三疊世出現(xiàn)的這一物源突變，以及跨越大陸尺度的物源聯(lián)系，共同指示了當(dāng)時岡瓦納大陸上發(fā)生了重要的水系重組事件，形成了橫貫大陸的巨型河流系統(tǒng)，將岡瓦納南緣造山帶物質(zhì)長距離輸送至北部被動大陸邊緣（圖1）。這一河流系統(tǒng)的形成受控于二疊紀(jì)–三疊紀(jì)岡瓦納造山運(yùn)動(Gondwanide orogeny)所引發(fā)的大規(guī)模山脈隆升，其不僅改變了大陸的水系格局與河流流向，還通過增強(qiáng)的硅酸鹽風(fēng)化作用持續(xù)消耗大氣CO?，最終成為驅(qū)動晚三疊世全球氣候變冷的關(guān)鍵機(jī)制。全球海水鍶同位素（??Sr/??Sr）值在晚三疊世的顯著升高，為大陸風(fēng)化通量激增提供了直接證據(jù)，而同時期碳酸鹽巖碳同位素（δ13C）的負(fù)偏趨勢，進(jìn)一步支持了風(fēng)化增強(qiáng)導(dǎo)致的碳酸鹽埋藏增加（圖2）。
?該項研究通過解讀特提斯喜馬拉雅沉積巖中的碎屑鋯石記錄，刻畫了晚三疊世岡瓦納大陸上河流萬里奔襲的壯闊圖景，揭示了其背后的驅(qū)動機(jī)制及其對全球氣候的深遠(yuǎn)影響。該研究將深時地質(zhì)時期的構(gòu)造事件、地表過程與全球氣候變化有機(jī)聯(lián)系，系統(tǒng)闡釋了地球多圈層之間復(fù)雜而深刻的相互作用，為揭示 “構(gòu)造-地貌-氣候”耦合機(jī)制提供了典型范例。
?論文信息：Li,Z.?(李震),Li,P.* (李鵬飛*),Rosenbaum,G.,Cawood,P. A.,Wang,Q.?(王強(qiáng)),Yuan,C.?(袁超)?& Shen,J.?(沈俊)?(2025). Rivers of change: the Tethyan Himalaya records how the Gondwanide orogeny altered Late Triassic global climate: Earth and Planetary Science Letters,671,119687.
?論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2025.119687
圖1、晚三疊世岡瓦納大陸水系格局重建圖。
圖2、晚三疊世海洋鍶同位素、碳同位素與古氣候指標(biāo)演化特征。(a)該時期海水??Sr/??Sr值的顯著升高，指示大陸硅酸鹽風(fēng)化作用持續(xù)增強(qiáng)；(b)碳酸鹽巖δ13C值的降低，反映碳酸鹽埋藏相對增加而有機(jī)碳埋藏相對減少;(c-d)晚三疊世大氣CO?濃度與基于氧同位素估算的全球溫度呈現(xiàn)總體下降趨勢。
