【2023年09月01日訊】（記者林達編譯報導）斯坦福杜爾可持續發展學院（Stanford Doerr School of Sustainability）的一組研究人員利用了礦物質的同位素構成，發現世界上最著名山脈之一喜馬拉雅山之形成並非如專家所認為的那樣。這一發現將導致古地形重建以及新的古氣候假設。
該研究發表在8月10日的《自然·地球科學》（Nature GeoScience）科學期刊上。
喜馬拉雅山脈有14座山峰海拔在8000米以上，為世界最高群峰，聳立於青藏高原之上，而後者是世界上海拔最高、面積最大的高原，平均海拔超過4500米。
「爭議主要在於對喜馬拉雅山產生之前的看法上，」地球與行星科學教授、該研究的資深作者佩奇·張伯倫（Page Chamberlain）解釋道。「研究首次表明，在碰撞形成喜馬拉雅山之前，兩個構造板塊的邊緣已經相當高——平均約3,500米。」
張伯倫實驗室的博士後研究員、該論文的第一作者、現任布朗大學的助理教授丹尼爾·伊瓦拉 （Daniel Ibarra）博士補充道：「這超過了其目前高度的60%。」
在經典模型中，喜馬拉雅山脈是在大約5000萬年前印度次大陸與歐亞大陸向北碰撞時形成的，封閉了兩塊大陸之間的海洋並將地殼碎片向上推舉。
伊瓦拉解釋說：「專家們長期以來認為，需要發生大陸對大陸那樣大規模的構造碰撞，才能產生喜馬拉雅山規模的隆起。」「這項新研究反駁了此觀點，並將這一領域推向了有趣的新方向。」
研究人員通過觀察礦物中保存的氧同位素來確定其形成時所處的海拔高度，從而重建了大陸碰撞之前喜馬拉雅山的地形。
幾乎所有礦物質的晶體結構中都含有微量的氧，H₂O或水也是如此。氧以三種穩定同位素形式存在：氧-16、氧-17和氧-18。氧同位素的化學行為相同，但由於輕微的質量差異，含有重氧同位素的水分子傾向於以不同的速率蒸發和沉澱。在海洋附近較低海拔形成的礦物會顯示出較高水平的重同位素，而在高海拔形成的礦物則更富含較輕的同位素。
研究小組對西藏南部的石英（SiO₂）礦脈進行了採樣和氧分析，結果表明，岡底斯弧（Gangdese Arc，喜馬拉雅山脈底部的一個主要地質單元）的地基已經比預期高得多。大幅抬升發生在6,300至6,100萬年前。這種隆起可能是由於印度大陸和歐亞大陸碰撞之前，海洋地殼在兩個大陸板塊下方以低角度滑動造成的。
「這種新認知可能會重塑關於氣候和生物多樣性的理論，」伊瓦拉總結道。喜馬拉雅山脈的形成作為降雨和大氣流動的有效屏障，長期以來一直被視為塑造亞洲和印度洋氣候模式的重要因素。但新的古地形重建，由於高海拔地形早於其形成，可能會導致新的古氣候假設。它還可能引起對其它主要山脈更仔細的審查，例如安第斯山脈（Andes）和內華達山脈（Sierra Nevada），這些山脈也是通過地球板塊的碰撞以類似方式形成的。◇#
