青藏高原的古高度是評價其環境效應及其剝蝕風化的關鍵，同時，古高度也是對板塊碰撞過程的表徵和計量, 更是聯繫深部岩石圈地球動力學與淺表層演化的紐帶, 只有準確重建古高度才能正確評價高原隆升與擴展過程對區域與全球氣候的影響。然而，截止目前, 科學界對於青藏高原何時達到其隆升的最大高度，或者不同時期、不同構造單元的古高度重建仍然存在很大爭議。
對於高原中部的倫坡拉盆地 (圖1a) 而言，儘管早期的碳酸鹽穩定同位素古高度重建認為在始新世末期已經達到現今的高度 (Rowley and Currie, 2006)，然而這只是基於現代水汽同位素高度效應（瑞利模型）的簡單外推。越來越多的證據表明瑞利模型並不適合高原中部的古高度重建，原因有二：其一，穩定同位素古高度方法僅適合單一水汽來源的造山帶迎風 (如喜馬拉雅山脈南坡), 但倫坡拉盆地位於喜馬拉雅山脈、岡底斯山脈的背後，深居高原內部，山脈背後的 「雨影效應」 已經導致水汽的同位素分餾，偏負的同位素必然誇大古高度重建；(2) 始新世的大氣環流、海陸分布、水汽來源與現今截然不同，倫坡拉中部並非只受印度洋水汽控制，亞洲內陸的特提斯海通過西風環流也是高原中部的水汽來源，在如此複雜的水汽來源背景下，依據單一水汽的瑞利模型已經不能用於古高度重建。
圖1 (a) 倫坡拉盆地地理位置；(b) 扎加藏布河流切割的丁青組上部地層 (受逆沖地層影響全部倒轉)
位於高原中部的倫坡拉盆地近年來一直是古高度重建的熱點，特別是倫坡拉盆地的新生代地層（牛堡組與丁青組）出露厚度大、動植物化石豐富並夾有多層凝灰岩，是開展古高度重建的理想地區。新生代地質與環境研究室的孫繼敏及其合作者在國家自然科學基金委基礎科學基金和中科院先導專項的資助下，對倫坡拉盆地的丁青組上部地層 (圖1b) 開展了丁青組年代、古環境與古高度重建。
他們在生物地層學、碎屑鋯石年齡、磁性地層學的基礎上，確定了倫坡拉盆地丁青組上部的年代為15-12 百萬年 (圖2)。需要說明的是這並是丁青組的最頂部，只是由於更新的丁青組地層在研究剖面因無法採樣而終止。所以，丁青組頂部還應該更年輕一些。
圖2 丁青組上部地層的磁性地層學年齡框架
他們對丁青組上部開展了碳酸鹽穩定同位素 (圖3 a)與孢粉分析 (圖3b)，結果均表明了該剖面記錄了～14Ma以來的降溫與乾旱增強事件。事實上，這一事件是對14百萬年以來東南極冰蓋擴張、全球持續變冷事件的響應。
圖3 丁青組上部地層的穩定同位素(a)及孢粉學記錄(b)均表明了14 Ma以來氣候趨於乾冷，與全球古氣候記錄同步
基於孢粉學結果，他們利用最大共存法估算了高原中部的古高度，經過古氣候與古氣溫梯度的校正，重建了倫坡拉盆地在晚中新世15-12百萬年前的古高度為3100-3600米 (圖4a)。由於現今的倫坡拉盆地的海拔在4600-4800米，由此表明在12百萬年以後，青藏高原中部仍然有1200米左右的隆升。
此外，他們還在丁青組上部地層 (12百萬年左右) 發現了水生植物的菱屬孢粉 (Sporotrapoidites erdtmanii and Sporotrapoidites minor Guan), 這些花粉更能揭示倫坡拉盆地古湖面的高度。儘管Sporotrapoidites erdtmanii在中新世以後滅絕，但是Sporotrapoidites minor Guan一直延續至現今。儘管野菱分布通常在海拔百米、甚至幾十米以下，但是在青藏高原東南緣的雲南高山湖泊，野菱現今分布的最大海拔高度是滬沽湖的2700米 (圖4b)。即使經過晚中新世古氣候和古氣溫梯度的校正，倫坡拉盆地在12百萬年前的最大湖面高度不超過3400米(圖4c)。上述結果均表明了高原中部在12百萬年以後仍有1200米左右的隆升。
圖4 (a)植被最大共存法，經過古溫度與氣溫梯度校正後，倫坡拉盆地在晚中新世15-12百萬年前的古高度為3100-3600米；(b) 現今野菱的分布範圍；(c) 現今野菱分布的最大高度為2700米，經過古氣候校正，倫坡拉盆地在12百萬年前的湖面最大高度為3400米
研究成果發表於國際學術期刊GPC（孫繼敏*，李建國，劉衛國，Brian F. Windley, Alex Farnsworth,靳春勝,張志亮,肖文交. Middle Miocene paleoenvironmental change and paleoelevation of the Lunpola Basin, Central Tibet [J]. Global and Planetary Change, 2023, 220: 104009. DOI: 10.1016/j.gloplacha.2022.104009.）。研究受中國國家自然科學基金基礎科學中心項目（41888101）和中科院先導項目（XDA20070202）資助。
美編：陳菲菲
校對：萬鵬（地質地球所）