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日志

中国从哪里来?

已有 681 次阅读2018-9-5 22:33 |系统分类:转帖-知识

 ↑一群国家地理控,专注于探索极致风光

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碰出一个大中国

文 | 星球研究所


本文由 中国科学院青藏高原研究所

与 星球研究所 联合制作


身为人类

我最好奇的问题是

我从哪里来?将往何处去?

而身为中国人

最好奇的问题会变成

中国从哪里来?将往何处去?

解答这个问题的角度多种多样

地学家的答案或许最为特别

因为它是一个行星尺度的宏大视角

答案不在掌控中国经济命脉的繁华都市

北京、上海、广州、深圳

而在这颗星球上最突出的一块寒冷高地

青藏高原

(制图@Anton Balazh/123RF)

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我们对青藏高原的全面了解

始于40多年前

当时中国正处于文化大革命的混乱之中

一批科学家凭借简陋的装备毅然进入高原

开展了第一次综合科学考察研究

几乎踏遍了高原的角角落落

40多年后的2017年

第二次青藏高原综合科学考察研究

作为国家战略任务再次启动

数千名科研工作者被组织起来

持续时间将长达十余年

是迄今为止全球地学界最具影响力的项目之一

(科考队员行进在冰川上,图片源自@青藏科考)

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凭借这些科学考察研究

科学家们不但知道了“中国从哪里来”

还依稀看到了“中国将往何处去”的远期图景

答案会是什么样的呢?


1

大碰撞


类似于宇宙起源于一次大爆炸

现今中国的地理格局

则与一次大碰撞息息相关

6500万年前

印度板块与欧亚板块相撞

撞击速度如此之快、能量如此之大

以至于我们可以用迅猛”形容

(印度板块与亚欧板块碰撞示意图,原视频制作@Christopher Scotese,星球研究所有修订

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在地球最近的5亿年间

这样的板块碰撞曾发生过多次

但只有此次碰撞引发了超大幅度的地表隆起

地球上最高最厚最年轻的高原

青藏高原

诞生了

它平均海拔超过4000米

厚度可以达到80千米

可与地球南、北极并列

人称“第三极”

(青藏高原地形及范围,制图@王朝阳/星球研究所

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地球上全部14座8000米级山峰

绝大多数的7000米级山峰

以及数不尽数的5000-6000米级山峰

统统雄居高原之上

堪称5亿年来最重要的造山事件

其中

珠穆朗玛峰高达8844.43米

为世界最高峰

(珠峰,位于中国尼泊尔边界,摄影师@杨汉平

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乔戈里峰海拔8611米

为世界第二高峰

(乔戈里峰,位于中国与巴基斯坦边界,下图拍摄于中国一侧,摄影师@狼大湿

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第14名希夏邦马峰

则完全位于中国境内

海拔8027米

(希夏邦马峰,摄影师@魏炜

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其他如位于西藏林芝的

南迦巴瓦峰

(南迦巴瓦峰,摄影师@张扬的小强

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位于阿里的

冈仁波齐峰

(冈仁波齐,摄影师@钟跃

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位于云南的

卡瓦格博峰

(梅里雪山卡瓦格博峰,摄影师@戚伟民

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位于新疆

慕士塔格峰

(慕士塔格峰摄影师@许先强

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位于四川甘孜的

贡嘎山

(贡嘎,摄影师@小队长

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位于稻城亚丁的

央迈勇峰

(央迈勇,摄影师@姜曦

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这一众声名赫赫的极高山

形成了中国西部的擎天之柱

在它们的周围

群峰更是组合成

一列列绵延无尽的超级山脉

长约800千米的

念青唐古拉山脉

为表现山脉全景,下列三幅图需要连续横屏观看;下图为念青唐古拉山脉,摄影师@李珩

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长约1200千米的

祁连山脉

(祁连山脉团结峰周围群峰,摄影师@邱建军

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长约2450千米

相当于从北京直贯海南岛的

喜马拉雅山脉

(喜马拉雅山脉珠峰周围群峰,摄影师@索以

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然而

大碰撞的洪荒之力还没有释放完毕

青藏高原诞生的同时

力量开始向外围传导

此前已经有了一定海拔高度的另一些地方

也受到挤压进一步抬升

包括黄土高原

(请将手机横屏观看,黄土梯田,注意上方的人,图片源自@VCG

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云贵高原

(云贵高原东川红土地,摄影师@崔永江

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内蒙古高原

中国四大高原

无不受到大碰撞的巨大影响

(内蒙古高原,摄影师@马俊

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至此

中国大地上出现了显著三级阶梯

青藏高原海拔最高

第一级阶梯

海拔1000-2000米的

内蒙古高原、黄土高原、云贵高原等

构成了第二级阶梯

大兴安岭、太行山、雪峰山以东

大部分海拔在500米以下

第三级阶梯

中国的基本地理格局就此定形

(三级阶梯,制图@王朝阳/张靖/星球研究所

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三级阶梯的差异

使得中国的地貌景观极富变化

万千山岭、大美山河

就在这三级阶梯上依次展布

(请将手机横屏观看,年保玉则,摄影师@卡卡

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可以说没有大碰撞

就没有今天的中国

更没有因为三级阶梯的差异

而造成的地貌景观的千变万化

(请将手机横屏观看,太行山,摄影师@付有良

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但是

大碰撞对中国的影响不止于地貌

科学家们发现

作为大碰撞的最大产物

青藏高原上空生成了一台超级“风机”

它将要颠覆原本控制中国的“行星风系”



2

高原风机


如果不考虑地形等诸多因素

地球上接近地面的大气层

将以一种非常规律的方式流动

这便是“行星风系

(行星风系示意图,制图@张靖/星球研究所)

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在北纬30°附近的亚热带地区

行星风系控制下的气流

不断从高空下沉至地面

温度越来越高

水汽也越来越不易凝结

难以形成降雨

(下沉气流示意图,制图@张靖/星球研究所)

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受此影响

北纬30°附近出现了大面积的干旱地带

从北非到西亚几乎连成一片

如果没有意外

同样位于北纬30°附近的中国南方地区

也会比现在干燥得多

(北纬30°,制图@王朝阳/星球研究所)

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但是“意外”还是降临了

平均海拔4000米的青藏高原

会比平原地区接收到更多太阳辐射

在夏季

高原地表吸收的太阳能

不断加热地表上方的空气

相当于一块巨大的太阳能电热毯

被放到4000米高的大气层中

(地表加热空气示意图,制图@张靖/星球研究所

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大气受热上升

地面气压降低

高原开始“抽吸”外围的气流进行补给

一个大型“抽风机”制造完毕

南亚季风、东亚季风

两大季风都被“抽吸”进入大陆

(“抽风机”示意,制图@/星球研究所

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南亚季风

从印度洋呼啸北上

季风裹挟的大量水汽弥漫群山

(藏东南的云海,摄影师@李珩

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气流或是从山间峡谷鱼贯而入

形成汹涌的水汽通道

(水汽奔流的雅鲁藏布江峡谷,摄影师@姜曦)

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或是在喜马拉雅山脉南缘聚集

形成大量降水

藏南的墨脱、察隅等地

都是中国降水最丰富的地区之一

(雨雾弥漫的林海,摄影师@桂圆)

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源于太平洋的东亚季风

势力大大增强

可以从海洋深入中华腹地

(四川盆地与青藏高原分界线上的云海,右侧为四川盆地,摄影师@曹铁)

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它击退了“行星风系”对中国南方的控制

充沛的水汽驱散了北纬30°的干旱

一个“烟雨江南”诞生了

山水宜人、诗文昌盛、经济发达

如果没有青藏高原这个巨型“风机”

一切或将不复存在

(浙江省缙云县鼎湖峰,摄影师@马玉晗)

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但大自然是追求平衡的

烟雨江南诞生的同时

青藏高原也阻挡了印度洋水汽的北上

地处内陆而干旱少雨的中国西北地区

变得更加干旱

戈壁、沙漠大范围出现

(新疆塔克拉玛干沙漠,摄影师@赵来清)

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冬季

强劲的西风也受到青藏高原的阻挡

不得不改变路径

它们吹起西北沙漠戈壁中的沙尘

沿着青藏高原北部边缘向东推进

沙尘颗粒在太行山以西、秦岭以北降落

形成了黄土堆积厚度高达400米的

黄土高原

(黄土高原形成示意图,制图@王朝阳/星球研究所)

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烟雨江南、大漠西北

再加上随着海拔的隆升

气候高寒的青藏高原

中国的三大自然区

东部季风区、西北干旱区、青藏高寒区

就此成形

(三大自然区,制图@王朝阳/星球研究所

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高原风机重塑了中国的气候

一座超级水塔又在高原上竖立起来

中国的水系也将为之一变

3

超级水塔


随着海拔上升

青藏高原大气层中的水汽凝结

形成大量降雪

(雪后长坪沟与婆缪峰,摄影师@大川健三)

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降雪日积月累

压实形成冰川

厚度可达数百米

犹如绝境长城

(请将手机横屏观看,夕阳下的祁连山八一冰川全景,摄影师@吴玮)

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长度从数千米到数十千米

又如一条条巨龙

沿着山谷倾泻而下

(来古冰川群,摄影师@李珩

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又或像树枝一样延伸

漫流无际

(藏东南冰川,为典型的树枝状山谷冰川,摄影师@曹铁)

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青藏高原究竟有多少冰川呢?

答案是4万多条

面积4.4万平方千米

比一个台湾岛还大许多

占全国冰川面积的80%以上

同时也是全球同纬度最大的冰川活动中心

(青藏高原中国境内冰川分布图,制图@王朝阳/星球研究所)

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此外

青藏高原还拥有

地球上海拔最高、数量最多的高原湖群

面积大于1km²的湖泊1000多个

约占全国湖泊总面积的50%

(青藏高原湖泊及水系分布图,制图@王朝阳/星球研究所)

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而且青藏高原的湖泊类型极其丰富

从珍珠般的高山海子

(稻城亚丁牛奶海,摄影师@伊伦迪尔

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到巨大的淡水湖

(请将手机横屏观看,鄂陵湖,摄影师@YCC

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水湖

(嘎仁错的湖岸线,摄影师@孙岩

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盐湖

(扎布耶茶卡,摄影师@陆雨春

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如此众多的冰川、湖泊

再加上地下水、地表河流

(巴日雄曲,典型的辫状河,摄影师@魏炜

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青藏高原化身为

一座平均海拔4000米的超级水塔

当水塔“闸门”打开

便可以高屋建瓴之势向四周奔流

中国乃至亚洲的水系布局从此奠定

(发源于青藏高原的主要河流分布图,制图@王朝阳/星球研究所)

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在中国西北部

黑河、塔里木河

流向河西走廊、塔里木盆地

滋润出一片片沙漠绿洲

(塔里木河,发源于喀喇昆仑山,是我国最长的内流河,摄影师@赵来清)

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在中国东部

5464千米的黄河、6397千米的长江

顺着三级阶梯奔流而下

孕育出华夏文明

(黄河在晋陕交界形成的5个S形大转弯,摄影师@许兆超)

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在中国西南部

2139千米的澜沧江、2013千米的怒江

2207千米的雅鲁藏布江

以及象泉河、狮泉河、孔雀河、独龙江

它们流出国门

成为亚洲诸多文明的源泉

(以上河流长度均为中国境内长度;下图为澜沧江,摄影师@李珩

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超级水塔孕育超级大河

这些河流蕴藏的水能

占到全国的44%

是世界上河流水能蕴藏量最集中的地区之一

强大的水流切割山地

还形成了“三江并流”“大拐弯”等奇丽景观

(金沙江虎跳峡,摄影师@杜鹏飞

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至此

中国的地貌、气候、水系都已形成

最后该轮到生命登场了

可是像青藏高原这样高寒之地

又能如何影响生命呢?

4

生命之舟


西藏阿里札达盆地

土林沟壑纵横

看起来干旱荒芜、了无生机

(请将手机横屏观看,札达土林,摄影师@唐侨

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2010年8月7日

科学家在这里发现了几件化石

它们属于世界上已知最古老的豹类

布氏豹

(布氏豹头骨复原,制图@Mauricio Anton/曾志杰)

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随后更深入的研究

揭开了一个惊人的秘密

豹亚科动物居然都起源于青藏高原

它们曾走下高原进入东、南亚

演化出了古中华虎、云豹

又进入美洲演化出了美洲狮

还进入非洲

演化出了非洲狮、金钱豹

(豹亚科的起源迁徙,图片源自@第二次青藏高原综合科学考察古生物科考队)

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此后

更多化石在札达盆地被找到

包括数以千计的脊椎动物化石标本

科学家发现不仅是豹亚科

许多北极动物同样起源于青藏高原

而非人们通常认为的北极

原来

随着青藏高原的隆升

高原上的动物们为适应寒冷不断演化

包括长出厚厚的皮毛

(距今530万年-260万年的札达盆地生物复原图,制图@Julie Selan)

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距今260万年前

大冰期降临

原本温暖北极地区也变得更加寒冷

但青藏高原上的动物们却早已适应

包括北极狐、披毛犀在内的动物

顺利从青藏高原扩散到北极

开辟出了全新的家园

(北极狐的起源与扩散,制图@王晓鸣等;第二张为披毛犀的起源与扩散,制图@邓涛等)

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可以说

起源于青藏高原动物的扩散和演化

奠定了第三极及更广阔地区的生物多样性

现今青藏高原广袤的土地上

众多的垂直山地间

依然生活着中国40%的维管植物

43%的陆栖脊椎动物

堪称中国生物多样性的基石

包括布氏豹的姊妹物种雪豹

(考眼力:图中有几只雪豹?摄影师@次丁/野性中国)

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藏狐

(藏狐,图片源自@可可西里管理局)

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藏羚羊

(藏羚羊,摄影师@张扬的小强)

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就连在青藏高原上生活的人类

也在独特的环境中

创造了独特的文化和精神崇拜

成为中华文明的独特一员

(请将手机横屏观看,布达拉宫,摄影师@李珩)

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5

未来


大碰撞碰出了一个大中国

并影响到中国的地貌、气候、水系

以及生命等诸多方面

这一影响目前还在继续

印度板块仍在以每年44-50毫米的速度北进

力量不断向外围传导

近年发生的汶川地震、墨脱地震都与此有关

(2008年5月30日俯拍地震后的北川,摄影师@朱建国

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高原风机也在持续抽吸着季风

在甘肃南部、四川、云南形成大量降水

造成洪水、泥石流多发

再者

冰川退却、冻土融化、湖泊扩张

青藏高原正在变得愈发暖湿

超级水塔影响下的大江大河

也会因此出现重大消涨

甚至影响着周边30亿人的生存和发展

(白线为冰川曾经推进的位置,摄影师@朱海峰

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未来

青藏高原将带给我们怎样的改变?

我们又将如何应对?

为寻找答案

第二次青藏科考的科研工作者们

才再次启程

他们登上雪山

(第二次青藏高原综合科学考察研究工作场景,图片源自@青藏科考)

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深入大湖

(第二次青藏高原综合科学考察研究工作场景,图片源自@青藏科考)

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挑灯夜战

(第二次青藏高原综合科学考察研究工作场景,图片源自@青藏科考)

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有了这种对科学真知的孜孜探索

中国的未来才能走得更远、更坚实

关注青藏高原

关注青藏科考


P.S:主要参考文献:《中国科学院院刊·青藏高原综合科学研究进展》、吴国雄等《青藏高原感热气泵影响亚洲夏季风的机制》、朱大岗等《青藏高原河流湖泊生态地质环境遥感调查与研究》、刘时银等《基于第二次冰川编目的中国冰川现状》、邓涛等《中国新近纪哺乳动物群的演化与青藏高原隆升的关系》

P.P.S.  星球研究所长期招聘地理、地质、城市规划、天文、历史、考古、生物、建筑等各领域撰稿人,以及视频编辑、原画师、手绘师、设计师、产品经理、商务策划等,详情请点击此处


...  The End  ...


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感谢耐心读完,喜欢就点赞

(Source:=https://mp.weixin.qq.com/s/iC6UGiXyVAwsasQcJoqabQ)


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