亞洲南部高聳的喜馬拉雅-喀喇昆侖山及其南邊深陷的阿拉伯海-孟加拉灣，組成了地球表層高程差最大的地形地貌。特殊的地形地貌影響著大氣環流型式和大江大河發育，孕育了獨有的亞洲季風氣候和河流水系格局。長期以來，關於喜馬拉雅-喀喇昆侖山脈生長與阿拉伯海-孟加拉灣的形成，吸引著國內外諸多科學家，並取得不少研究進展。然而，關於喜馬拉雅-喀喇昆侖山系隆升、印度河演變、阿拉伯海沉積以及季風氣候變化等重要科學問題，沒有獲得一致認識，亞洲南部地貌起源與演變還有諸多不解之謎。最近，地理與海洋科學學院鹿化煜教授課題組結合在阿拉伯海大洋鑽探（ODP）獲得的寶貴樣品，研究喜馬拉雅-喀喇昆侖山與阿拉伯海演變過程，揭示了亞洲南部山脈-流域的起源和演化，揭示了喜馬拉雅-喀喇昆侖山和阿拉伯海體系演變過程，受到同行專家的高度肯定。
亞洲季風降水侵蝕著喜馬拉雅-喀喇昆侖山地表物質，並經印度河傳輸，沉積到阿拉伯海（圖1）。水深超過3000米的阿拉伯海堆積著上千米的沉積物。這些沉積序列是揭示喜馬拉雅-喀喇昆侖山生長和侵蝕演化的重要記錄。基於這一認識，鹿化煜教授、馮晗同學等對采自3000米水下的沉積物進行了仔細研究，測試了沉積物中鋯石的鈾-鉛年齡分佈、沉積物全樣鍶-釹元素同位素值，以及沉積物中磷灰石的裂變徑跡年齡並進行了重礦物組合分析（圖2，圖3），其中，抗風化强的鋯石鈾-鉛年齡譜和鍶-釹元素同位素值可較好訓示沉積物的源區，比如，沉積物是來自於喀喇昆侖山、還是喜馬拉雅山，並可與重礦物組合對比和互檢；磷灰石的年齡可以估計山脈的侵蝕速率、可檢驗海底沉積物的年代。他們結合前期大洋鑽探沉積物序列可靠的年代結果，發現亞洲南部印度河水系格局在漸新世中晚期（老於2700萬年）已經形成；從那時開始，喀喇昆侖-喜馬拉雅地表被侵蝕的物質通過河流傳輸，堆積在阿拉伯海甚至於北印度洋，並持續至今，表明亞洲南部的地形和季風氣候，那時可能已經初步形成。同時，結合已有的沉積記錄和認識，他們發現喜馬拉雅-喀喇昆侖山漸新世晚期以來的侵蝕過程主要受到全球氣候變化的控制，與物源變化的關係不大。他們從海洋沉積記錄研究山脈生長的思路、以及利用深海沉積物堆積穩定、年代準確等優勢開展，使得這項研究具有很强的創新性，論文得到了多位審稿人肯定。
在2015年，博士生馮晗同學赴日本採集到保存的阿拉伯海沉積物鑽探樣品，隨後，研究團隊在南京大學、美國亞利桑那大學完成了實驗室測試。研究過程中，得到南京大學陳駿院士、王穎院士以及美國亞利桑那大學Barbara Carrapa教授、路易斯安那州立大學Peter D. Clift教授的指導和支持，南京大學地理與海洋科學學院張瀚之博士幫助完成了鋯石年代的測試。由於研究技術路線先進，數據精確可靠，在重要學術刊物《Geology》發表了以博士生馮晗同學為第一作者、鹿化煜教授為通訊作者的論文“Erosion of the Himalaya-Karakoram recorded by Indus Fan deposits since the Oligocene”。
這項研究得到了國家自然科學基金委委員會基礎研究中心項目、重大專案課題和創新研究群體項目的聯合資助。
圖1.研究區地形地貌圖和沉積物序列。1A亞洲南部喜馬拉雅-喀喇昆侖山-阿拉伯海地形地貌；1B印度河流域地貌和地表岩石性質；1C國際大洋鑽探計畫（ODP）、國際大洋發現計畫（IODP）在阿拉伯海、北印度洋的鑽探點比特；1D國際大洋鑽探計畫ODP 722和ODP 731鑽探點獲得的沉積物序列，是本研究的重點樣品。
圖2.深海沉積物樣品的釹（2A）和鍶（2B）同位素分佈、重礦物組合（2C）以及釹、鍶同位素（2D）和重礦物組合（2E）隨時間變化序列。
圖3.深海沉積物樣品的磷灰石裂變徑跡年齡分佈。裂變徑跡年齡顯示，磷灰石冷卻到沉積在阿拉伯海，其滯後時間大約為3-6百萬年。訓示相對穩定的剝蝕速率。
論文資訊：Han Feng，Huayu Lu，Barbara Carrapa，Hanzhi Zhang，Jun Chen，Ying Wang，Peter D. Clift.2021. Erosion of the Himalaya-Karakoram recorded by Indus Fan deposits since the Oligocene.Geology，Volume 49，June，2021，116826.
論文連結：
https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/geology/article-abstract/doi/10.1130/G48445.1/600703/Erosion-of-the-Himalaya-Karakoram-recorded-by？redirectedFrom=fulltext
論文號碼：DOI:10.1130/G48445.1
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