简单说,就是把青藏高原、南极、北极看作地球系统的三个“极点”,通过青藏高原北部的隆升可能驱动北极和高原冰冻圈形成,从而形成三极,并通过太阳辐射、影响大气—海洋环流和碳循环,形成联动。
这是一个全新的科学视角。那么,青藏高原的隆升是如何影响地球两极,甚至影响全球气候变化的?
方小敏用一个时间轴来解释:在始新世时期(距今5600-3400万年前),虽然青藏高原中南部已经隆起,但影响有限,南北极都没有冰盖,三极联动还未建立。关键的转折点出现在大约1200万年到800万年前,青藏高原北部发生了快速隆升。
令人惊奇的是,科学家发现这一时期恰好对应着南极冰盖扩展、北极冰盖发育和温盐环流形成,也对应着亚洲内陆干旱化、高原冰冻圈演化。
这绝不是巧合,而可能是青藏高原通过强化西风环流的绕流和强度、增强干旱沙尘、调整碳循环、影响全球热量分配,影响了全球变化进程。
方小敏认为,高原北部隆升触发了一系列全球性的连锁反应,在三极联动形成中可能起到了主导作用。
具体机制包括两条主要路径:
一是“粉尘—碳效应”:高原北部隆升→西风环流和干旱化强化→亚洲内陆各大沙漠形成→侵蚀风化和粉尘作用增强→海洋和陆地固碳增强、大气CO2降低→全球变冷→南极冰盖扩展、北极冰盖发育。
二是“风化—碳效应”:高原南部隆升→亚洲季风增强、侵蚀作用加剧→化学风化和有机碳埋藏增强→陆地固碳增强、大气CO2降低→全球变冷和冰盖扩张。
更有意思的是,这个过程还影响了生物演化—现代非洲萨瓦纳动物群源自高原东北缘(约800万年前),北极动物群成员也起源于青藏高原(约600万年前)。
方小敏透露,下一步的工作就是要精确重建这一过程,并通过数值模拟验证“三极联动”假说,这对于理解当前全球变暖背景下地球系统的响应也有重要启示意义。