世界屋脊,隆起“中国高度”

2018-12-18 00:00:00来源: 科技日报 作者: 本报记者 杨 雪

本报记者 杨 雪

冰川退缩、湖泊扩张……响应全球气候变化,青藏高原及周边地区将面临什么?这一区域关乎30多亿人的生存发展,人们该如何应对?

带着这些问题,我国第二次青藏科考在2017年正式启动,由中科院院士、中科院青藏高原研究所研究员姚檀栋担任科考队总队长。习近平总书记提出,这次综合科考要以揭示环境变化机理、优化生态安全屏障体系为科学目标。

监测“亚洲水塔”运行状态

“过去60年来,我们经历了人类历史上前所未有的气候变暖,青藏高原作为世界第三极,是全球气候变化最敏感的地区之一,其升温率超过全球同期平均升温率的两倍。”中科院院士、中科院青藏高原研究所研究员姚檀栋在很多场合都向大家科普过他的工作。简单通俗地讲,这片世界最高的区域正在变暖变湿。

青藏高原上连绵起伏躺着几万条冰川。这些冰川可以储水,山体可以拦截水汽,同时由冰川、冻土、积雪、湖泊、陆地组成的生态系统又可以调节河川径流,因而,青藏高原又被称为“亚洲水塔”。

前不久,第二次青藏科考首期成果发布。科考队通过遥感和实测资料发现,1976年以来,藏东南冰川退缩幅度平均达到每年40米,有的甚至超过60米。与冰川退缩相伴而来的是湖泊扩张,河流径流量增加——青藏高原中部的色林错、纳木错等6个湖泊在1999年以后明显加速扩张。色林错更是在2010年以2349平方公里的面积超过纳木错,成为西藏最大的湖泊。

姚檀栋告诉科技日报记者,“亚洲水塔”正朝着失衡失稳的方向发展:青藏高原东部、南部季风区水储量减少,北部、西部西风带水储量增加。“水塔”固液结构失衡,液态水体储量的增加导致“水塔”结构失稳。

据预测,本世纪中叶冰川对河流径流的补给将达到最大值然后减少,未来水资源短缺的潜在风险正在加剧,相应的灾害风险随之而来,例如冰湖溃决、洪水、泥石流、冰崩等。2016年7月,阿里地区日土县东汝乡阿汝错湖区冰川群的两条冰川先后发生大规模冰崩。这是青藏高原响应气候变化出现的一种新生灾害。

造成冰崩的“罪魁祸首”就是水。姚檀栋解释,在气候变暖的大环境下,气象站观测记录显示,阿里地区2010年以来降水量逐渐升高,冰川积累区变大变厚,不堪重负。按说,阿里地区砂岩山脊比较浑圆,风化山体坡度较小,冰川发生冰崩的可能性较小。但气温升高就可能导致冰川和原本冻在一起的底部岩分离,冰川融水进入冰川底部起到了润滑作用,冰川就可能滑动甚至崩塌。

“科学家能做的,是评价冰崩的关键参数体系,从空间尺度上分析这些参数的演变过程,重点监测具有高风险的潜在冰崩区。”姚檀栋说,冰川厚度和裂隙变化能够作为冰崩潜在危险的有效辨识指标,未来将对阿里地区的冰川进行普查,更大范围地开展冰崩潜在危险识别。

揭开青藏高原隆升真相

青藏高原不仅是我国重要生态安全屏障,还是生物演化的“天然实验室”。化石证据表明,千万年来,这一地区经历了从热带平原到高寒草甸的沧桑巨变,无数新物种应运而生,其生物演化历程撑起了今天世界生物多样性的主体。

中科院院士、中科院青藏高原研究所研究员丁林告诉科技日报记者,青藏高原隆升不是一次完成的,冈底斯山隆升在前,然后喜马拉雅山才缓慢隆升。拉萨北部的林周盆地记录着从海底到山的过程。“在湖泊河流交界处发现的古土壤说明这里在白垩纪晚期时已变成陆地,接着,印度大陆和欧亚大陆碰撞了,从火山岩古土壤夹层研究发现,约5600万年前,冈底斯山已经隆升到4500米左右。”丁林说。

碰撞后喜马拉雅地区还是海。随着印度大陆持续往北推进,直到5500万年前,最后一滴海水彻底蒸发掉以后,这里成了温润的热带雨林。隆升前的青藏地区分布着热带动植物群落,其中包括今天南亚、东南亚鱼类区系主要类群的最古老代表。2010年,中科院古脊椎动物与古人类研究所所长邓涛和他的团队在藏北高原的尼玛盆地南缘发现了丰富的鱼类化石,例如张氏春霖鱼、西藏始攀鲈,都是生活在低海拔温暖环境的鱼类。

直到喜马拉雅山的隆升超过青藏高原的高度,南亚季风气团向北传输受到阻挡,青藏高原才逐渐干旱。约500万年前,披毛犀、北极狐、盘羊等哺乳动物的祖先开始出现在高寒的高原上。在之后第四纪大冰期来临时,这些动物一部分走出青藏地区向北迁徙,成为冰期动物群最主要的组成部分,北极狐甚至在北极圈附近留存至今。

在阿里地区札达盆地440万年前、上新世早期地层中,邓涛他们发现了原始豹类头骨化石,将其命名为布氏豹。它们是最早的雪豹,后来扩散至世界各地,后裔有美洲豹、金钱豹、云豹、非洲狮等。这意味着,当今世界上所有大猫(狮、虎、豹等)起源于亚洲,是从青藏高原走下来的。

挺进第三极研究国际第一方阵

青藏高原占到我国国土面积四分之一。但在新中国成立初期,我们对这片土地的科学认识几乎一片空白,当时能查到的零零碎碎的文献都是英国的。几十年来,我国青藏高原研究从无到有、从有到强,是几代科学家不畏环境恶劣、不辞身心劳苦,行走在青藏高原上用脚步丈量出来的。

姚檀栋的青藏科考生涯正好历经改革开放40年。上世纪70年代,他学生时期第一次上青藏高原,从兰州坐汽车到拉萨走了15天。而今,飞机、越野车、遥感设备、无人机、无人船……装备升级大大提高了科研人员工作效率,辅助我国青藏高原研究走得更快、更远。

2017年,一个“飞来横奖”给了姚檀栋乃至整个中国科学界一个惊喜——有“地理学诺贝尔奖”之称的维加奖,一百多年来首次颁给了中国人。但在姚檀栋看来,这次得奖,意味着国际同行认同中国科研人员在世界第三极青藏高原上的整体研究水平。他说,中国科学家对青藏高原的研究论文数量和引用率近年来稳居世界第一,这个奖是群体效应的结果,团队实力的体现。

目前,我国第三极研究在国际上开展了广泛的合作,对接联合国环境署、联合国经济和社会事务部、联合国教科文组织、世界气象组织、北极圈计划、竺—南中心、中国—北欧国家科学战略圆桌会议等国际组织和国际计划等。我国科学家在达沃斯“2018极地开放科学大会”上组织了“从第三极到三极”论坛,倡议将第三极与南极、北极联系起来,一起研究“三极”的共性问题,在国际极地科学共同体引起强烈反响。

达则兼济天下。聚焦第三极及周边地区的生态保护和可持续发展,以及全球气候变化,我国第三极科学研究正迈入新的发展阶段。

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责任编辑:符雪苑