中国科学院广州地球化学研究所研究员李鹏飞团队以青藏高原特提斯喜马拉雅序列为研究对象，借助沉积物源分析识别出的水系重组证据，结合构造重建，成功揭示了地球历史上一次规模宏大的“河流重组”事件及其对全球气候系统的深远影响。相关成果近日发表于《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters）。


晚三叠世海洋锶同位素、碳同位素与古气候指标演化特征。研究团队供图


地球长期气候演变受碳循环平衡制约。火山活动等地幔脱气过程向大气输入二氧化碳，硅酸盐岩风化作用则持续消耗二氧化碳。短时间尺度上，地幔柱相关大火成岩省喷发释放巨量二氧化碳，引发全球急剧升温；长时间尺度上，海底扩张通过改变洋中脊系统规模影响全球碳排放通量，大陆弧岩浆活动兼具排放与消耗二氧化碳的双重作用。造山运动驱动的硅酸盐岩风化是地球重要“恒温器”，可长期稳定调控气候，但学界在深时记录中识别与厘清其全球性影响仍面临挑战。

特提斯喜马拉雅保存了冈瓦纳大陆北缘古生代以来连续海相沉积，是研究大陆尺度物源与水系演变的理想载体。李鹏飞团队系统分析该地区12505颗碎屑锆石U-Pb年龄，结合Hf同位素组成特征、多维标度分析及定量物源模拟发现，晚三叠世之前，冈瓦纳北缘碎屑锆石主要源自其内部前寒武纪古老基底和泛非造山带；上三叠统地层中突然出现约占总量30%、年龄为2-3亿年的年轻锆石组分，该组分源于数千公里外的冈瓦纳大陆南缘——绵延约1.8万公里的“Terra Australis Orogen”造山带。

冈瓦纳大陆北缘晚三叠世物源突变及跨越大陆尺度的物源联系，共同表明当时冈瓦纳大陆发生了重要水系重组事件，形成了横贯大陆的巨型河流系统，将冈瓦纳南缘造山带物质长距离输送至北部被动大陆边缘。该河流系统形成受控于二叠纪-三叠纪冈瓦纳造山运动引发的大规模山脉隆升，不仅改变了大陆水系格局与河流流向，还通过增强硅酸盐风化作用持续消耗大气二氧化碳，成为驱动晚三叠世全球气候变冷的关键机制。全球海水锶同位素（87Sr/86Sr）值在晚三叠世显著升高，为大陆风化通量激增提供直接证据；同时期碳酸盐岩碳同位素（δ13C）负偏趋势，进一步支持风化增强导致碳酸盐埋藏增加。

该研究通过解读特提斯喜马拉雅沉积岩中的碎屑锆石记录，描绘了晚三叠世冈瓦纳大陆河流万里奔袭的壮阔场景，揭示了背后的驱动机制及其对全球气候的深远影响。该研究还将深时地质时期的构造事件、地表过程与全球气候变化有机联系，系统阐释了地球多圈层间复杂而深刻的相互作用，为揭示“构造-地貌-气候”耦合机制提供了典型范例。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2025.119687