研究古植物化石,探尋地質變化的秘密

蘇濤,測齡青藏高原(自然之子)

記者葉傳增

2019年12月17日08:19  來源:人民網-人民日報
 
原標題:蘇濤,測齡青藏高原(自然之子)

 

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世界屋脊青藏高原,是如何一步步隆升的呢?古植物研究員蘇濤,8年來18次赴青藏高原,和同事通過對古植物化石的大量研究,利用古植物學的証據,推斷出青藏高原更為准確的隆升時間,重構了青藏高原的古高程和古地貌。

今年10月,第二屆吳征鎰植物學獎揭曉,這是中國首個植物學專業獎項。中國科學院西雙版納熱帶植物園研究員蘇濤(如圖,資料圖片)摘得青年創新獎。他構建了青藏高原古高程和古地貌,提出青藏高原在新近紀才在整體上形成高原的觀點。

一個植物學家研究青藏高原的形成和演變,聽著有點不“搭界”。但看過蘇濤的簡歷,你就不會這麼認為了:年僅37歲的蘇濤,自2011年開始,已先后18次進入青藏高原考察,和同事採集化石標本3萬余份,發現化石植物新種32個,利用古植物學的証據,構建了青藏高原古高程和古地貌。

發現古植物化石裡的時間秘密

“高原隆升是一個地質學問題,但研究角度並不局限於地質學。”蘇濤介紹,上世紀60年代,中國科學院和原國家體委等單位共同組織珠穆朗瑪峰和希夏邦馬峰登山科學考察隊,並在希夏邦馬峰北坡海拔5700—5900米、距今約300萬年的砂岩中發現了一塊闊葉植物化石。

經專家判斷,這是一塊高山櫟的葉片化石。高山櫟大多生長在海拔2500—4000米的山區。以此推斷,喜馬拉雅地區在最近的300萬年內,還經歷了劇烈的抬升。

“此舉開創了用古植物化石討論青藏高原隆升問題的開端。直到今天,我們所從事的古植物學、古環境重建研究仍沿用這一方法。”蘇濤說。

2011年,蘇濤的導師周浙昆研究員在中科院西雙版納熱帶植物園建立了古生態研究組。研究組發現,西南地區的季風氣候在新近紀逐漸增強,是塑造該地區生物多樣性分布格局的重要因素。而要進一步認識生物多樣性與環境變化的相互關系,就需拓展到青藏高原開展研究。

當年10月,中科院西雙版納熱帶植物園組織了一支4人青藏科考隊。時年29歲的蘇濤剛剛博士畢業,成為科考隊的一員,與這片大地結下了不解之緣。

找到青藏高原隆起時間的直接証據

“上世紀70年代啟動的我國第一次青藏高原綜合科考就在西藏芒康發現了植物化石,但之后的30年裡,沒人做過進一步研究。”蘇濤一行的主要任務是找到以往文獻中記載的芒康植物群化石點,為后續的化石採集“打頭陣”。

進藏之路並不容易。科考隊白天趕路經常遇到塌方,一等就是幾個小時。到了夜晚,嚴重的高原反應讓隊員們整宿難眠。等他們好不容易抵達芒康縣卡均村,從早忙活到晚,卻常常一無所獲。有一天,夕陽的余暉映照在岩石的剖面上,強烈的光線令人目眩。正當大家要失望而歸時,有人在岩石剖面上發現了一小片葉子。

“看上去像是樺木科的一種,雖然保存得不完整,但至少証明我們找對了地方!”次年,蘇濤帶隊再次來到芒康做專項採集。一天,一位藏族老鄉拿著一塊化石找到科考隊,問道:“你們是不是在找這個?”蘇濤接過一看,喜出望外——這是一塊青岡亞屬的葉片化石!

青岡亞屬植物是常綠喬木,大多數是亞熱帶常綠闊葉林中的常見種,分布海拔都不超過3000米,而卡均村的海拔為3900米。

“青岡化石的發現意味著要麼這裡發生過海拔抬升,要麼全球溫度經歷過劇烈降低,或者說兩種情況同時存在。總之是一個重要發現!”在老鄉的帶領下,蘇濤在發現青岡化石的地層剖面又發現了樺木的落葉類群。

前后5年裡,蘇濤帶團隊六上芒康,共採集了5000多件植物化石。回到實驗室,他們又進行了進一步的化石鑒定、古海拔重建、模型模擬等方面的深入研究,最終形成了一篇重要的學術論文並發表在國際期刊上。論文首次從古植物學的角度提出了一個新觀點:3300萬—3500萬年前,青藏高原東南緣經歷了一定的抬升后達到現在的高度。而之前的研究認為,青藏高原的東南緣在1000萬年前才達到現在的高度。

“也就是說,植物化石提供了最直接的証據,証明青藏高原東南緣的隆起發生得更早。”蘇濤說。

8年,18次登上青藏高原科考

從2011年第一次踏足青藏高原起,8年間蘇濤已經18次來到這裡,在海拔4000米以上的地區野外工作時間累計超過300天。他回憶,高原反應嚴重時,下蹲起立都非常困難。有時候蹲不住了,干脆趴在地上採集化石。

蘇濤還參加了第二次青藏高原綜合科學考察研究。在藏北羌塘草原的倫坡拉盆地,蘇濤及團隊在距今2500萬年的地層中採集到了一枚完整的棕櫚葉化石標本。

“生長在熱帶和亞熱帶地區的棕櫚科植物在高寒地區是不可能存活的。我們通過一系列研究認為,2500萬年前青藏高原中部的海拔不會超過2300米。”蘇濤解釋,過去的觀點認為,早在3500萬—4000萬年前,這一地區已經達到4000米的高度。棕櫚化石的發現將青藏高原中部的抬升歷史推后了至少約1000萬年。

嚴酷的自然環境也讓蘇濤的科考之旅時常與危險相伴。2018年中秋節剛過,蘇濤一行從倫坡拉盆地某化石點返回時突遇陷車。時值黃昏,手機又沒有信號。翻開地圖,最近的居住點離陷車點還有10公裡左右。眼看夕陽西下,蘇濤一拍大腿:“不能坐以待斃,走!”幸運的是,一行人徒步一個半小時,終於發現了一戶藏民家,得以留宿。

“青藏高原蘊藏著無窮的奧秘,等待人們去發掘。”在吳征鎰植物學獎的頒獎儀式上,蘇濤這樣感嘆。他說,科研的路上,還有很多奧秘等待著發掘,他隨時准備著出發。

《 人民日報 》( 2019年12月17日 14 版)

(責編:木勝玉、朱紅霞)

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