青海チベット高原：私の「成長」の秘密をお伝えします

第三極

今日のような形になる前は、

実際、

標高の低い温暖な谷

中国科学院院士で中国科学院青海チベット高原研究所（以下、青海チベット高原研究所）研究員の丁林氏が率いる衝突隆起・衝撃チームは、第2次青蔵科学探検隊の支援を受け、20年以上にわたり、地質構造進化、岩石圏深部構造、古高度、古気温、古植生分析、古気候シミュレーションなど、複数の分野と方法による総合的な研究を通じて、青海チベット高原隆起以前の低高度「中央谷」の様子と歴史的プロセスを描き出してきた。関連研究は2月10日にサイエンス・アドバンス誌に掲載された。

上昇前の「最低点」

青海チベット高原の隆起過程は複雑である

そして長い歴史を経て

隆起の地質力学的プロセス

依然として議論の余地あり

ある人はこう信じている

始新世（5,300万年前から3,600万年前）の間に、高原の南部が最初に最高高度に達し、その後北方へと上昇しました。

もう一つの見方は

始新世には、高原の中央部が標高の点で最も高い地域となり、青海・チベット高原の原型を形成した。その後、中新世から始まり、南はヒマラヤ山脈、北は青海チベット高原北部の崑崙山脈と祁連山脈まで拡大しました。

論文の筆頭著者である青海・チベット高原研究所の熊中宇博士は、インドプレートとユーラシアプレートの衝突後、高いガンディセ造山帯と中央分水嶺造山帯の間に、現在の地形とは全く異なる「低高度中央谷」が形成されたと紹介した。現在のルトグ-ゲツェ-ニマ-バンゲ-ナクチュ-ディンチンの線に沿って西から東に伸びています。

「しかし、それがいつ現在の高さまで隆起したのか、そしてセントラルバレーの隆起を引き起こした内生的な原動力は何であったのかはまだわかっていません。」ディン・リン氏は、隆起のプロセスと特徴を正確に定量化することが、大気と地表プロセスへの影響を評価する上で非常に重要であると述べた。

ディン・リン氏は1997年以来、この謎を解くためにチームを率いてセントラルバレー中央部のルンポラ盆地で現地調査を行ってきた。

ルンポラ盆地はチベット自治区バンゲ県に属しています。面積は約3,600平方キロメートル、標高は約4,700メートル、年間平均気温は約0℃、年間降水量は400～500mmです。典型的な高寒モンスーン気候であり、青海チベット高原の隆起の歴史、メカニズム、環境生物学的影響を研究するホットスポットとなっている。

ディン・リンはチームを率いて、セントラルバレー中央部のルンポラ盆地で現地調査を実施した。

画像提供：中国科学院チベット高原研究所

火山灰の「コード」を見つける

火山灰層は

寄託された

古代の火山噴火による灰

正確に定義するために使用できる

地層の形成年代と絶対年代

地層の絶対年齢

「定規」に似ている

この基準に基づいてのみ

研究者は正確に

地球のさまざまな球体の進化を再構築する

研究チームは盆地内で合計9セットの火山灰を発見した。研究者らはジルコン・ウラン・鉛年代測定法を用いて火山灰の絶対年代を決定し、5000万年から2000万年前のルンポラ盆地の堆積層の絶対年代枠組みを確立した。

研究により、下部牛堡層は5000万年から2900万年前に堆積し、上部定青層は2900万年から2000万年前に堆積したことが判明しています。

ルンポラ盆地の火山凝灰岩のジルコン U-Pb 年代。水色の円は各サンプルのコンコルディア年代を示しています。（A）白亜紀マッデン層の火山岩。（B）牛堡層下部上部の凝灰岩。 ( C - E ) 牛堡層中部層の凝灰岩。（F）定青層下部の凝灰岩。 MSWD、平均二乗加重偏差。 (G) 定青層の中部部分の凝灰岩。 (HとI) 定青層の上部層の凝灰岩。画像出典：サイエンス・アドバンス

研究チームはこの時系列の枠組みに基づき、英国ブリストル大学の古気候シミュレーションチームと協力し、青海・チベット高原で初めて古気候シミュレーション手法を用いた。彼らは、青海チベット高原の中央渓谷の降雨パターンは冬と夏で二峰性パターンであると判定した。

同時に、降雨量、地表蒸発散量、土壌水分量と組み合わせることで、古土壌石灰質団塊の形成時期が明らかになった。牛堡層下部の古土壌石灰質団塊の形成時期は3月から6月であるのに対し、牛堡層上部の古土壌石灰質団塊の形成時期は5月から6月と9月の2段階に限られていた。

深い円は「内発的原動力」

研究チームは、古代の土壌石灰質団塊の同位体データによって決定された古代の表面温度に基づいて、表面空気湿球温度と湿球空気温度減率を創造的に使用して、ルンポラ盆地の表面高度の変化の歴史を定量的に復元しました。

(図 A) 始新世後期から漸新世前期にかけて、谷底は年間 0.24 ～ 0.27 mm の割合で約 2.4 ～ 2.7 km 急速に上昇しました。中央チベットは漸新世後期に現在の高さに達した可能性がある（図7B）画像出典：Science Advances

研究結果によると、約5000万～3800万年前、青海チベット高原は「二つの山に挟まれた盆地」という地理的特徴を持っていたという。ガンディセ山脈は海抜約4,500メートル、中央分水嶺山脈は海抜約4,000メートルで、その間に標高約1,700メートルのセントラルバレーがありました。セントラルバレーは温暖で湿度の高い気候で、降水量は西風とモンスーンが中心です。亜熱帯の動植物が繁茂し、高原の中の「桃源郷」となっています。

約3800万年から2900万年前、ルンポラ盆地に代表される中央渓谷は急速に隆起し、標高4000メートルを超える高原を形成し、青海・チベット高原の主要部分も形成されました。

セントラルバレーの隆起と地球全体の気候の寒冷化により、高原中央部の気温が大幅に低下し、降水量が減少し、南部のモンスーンの影響が相対的に強まりました。気候変動により、高原の中央部は温暖で湿潤な亜熱帯生態系から、寒冷で乾燥した高山生態系へと変化し、主な地表植生は高山草原となっている。

研究チームのこれまでの研究と合わせると、ヤルンザンボ縫合線の北側の造山帯が台地本体に発達したのは始新世後期から漸新世前期（3800万～2900万年前）であり、一方、ヤルンザンボ縫合線の南側のヒマラヤ山脈が現在の高さに達したのは中新世前期（2500万～1500万年前）になってからであることがさらに明らかになった。

ディン・リン氏は、セントラルバレーの隆起をもたらした深部地質力学メカニズムは、沈み込むラサマントルの層間剥離、アセノスフェア物質の湧昇、および上部地殻の短縮であると紹介した。中央渓谷の隆起は、青海・チベット高原が地表環境に多大な影響を及ぼし始めたことを示しています。

この研究は

圏の隔離と科学の境界

青海チベット高原

時空間進化に関する研究

確かな前進

青海チベット高原

地球システム科学研究

重要なデモンストレーションの役割を担う

-終わり-

出典：中国科学日報プロデューサー：馬連編集者：呉南

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