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穩(wěn)定同位素方法常被地質(zhì)學(xué)家們用于重建高原、山脈的古高度，但我國(guó)科學(xué)家認(rèn)為，這一方法具有不確定性，需從全球尺度考慮水汽影響。1日，中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所發(fā)布消息，其環(huán)境變化與多圈層過(guò)程團(tuán)隊(duì)余武生研究員聯(lián)合多國(guó)專(zhuān)家發(fā)現(xiàn)，青藏高原一些地區(qū)的水汽穩(wěn)定同位素存在反常現(xiàn)象，這給利用穩(wěn)定同位素方法重建青藏高原古高度變化帶來(lái)很大不確定性，這種反常現(xiàn)象在全球其他地區(qū)也有發(fā)現(xiàn)。研究人員提出，未來(lái)使用該方法時(shí)，需在全球尺度考慮大氣水汽的影響。該研究獲得了第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究等項(xiàng)目資助，成果于7月28日在線(xiàn)發(fā)表于《自然·通訊》。

新生代青藏高原古高度變化是地球系統(tǒng)科學(xué)的重點(diǎn)、熱點(diǎn)和難點(diǎn)。在多種方法中，穩(wěn)定同位素方法最成熟，已被廣泛用于青藏高原、阿爾卑斯山、安第斯山以及落基山等古高度重建中。

這種方法基于穩(wěn)定同位素的“高程效應(yīng)”原理——隨著海拔逐漸升高，地表介質(zhì)中穩(wěn)定同位素值逐漸降低。但這種方法假設(shè)數(shù)百萬(wàn)年來(lái)氣候條件基本不變，這顯然不符合實(shí)際。這也造成利用該方法重建的古高度變化，與其他方法的結(jié)果很不一致。

近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)，在全球的冰芯、積雪、雨水、河水等地表介質(zhì)中，穩(wěn)定同位素存在“反高程效應(yīng)”的異常現(xiàn)象——即地表介質(zhì)中穩(wěn)定同位素值隨海拔升高而增加。“反高程效應(yīng)”與穩(wěn)定同位素方法的理論基礎(chǔ)相沖突，從而限制了該方法的廣泛應(yīng)用。

余武生團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在美國(guó)西部和亞洲干旱區(qū)（從紅海到青藏高原北部）等地區(qū)，對(duì)流層中層的水汽穩(wěn)定同位素也類(lèi)似存在“反高程效應(yīng)”，而且其空間分布格局與地表介質(zhì)中穩(wěn)定同位素“反高程效應(yīng)”的空間分布格局基本一致。

他們還發(fā)現(xiàn)，水汽穩(wěn)定同位素“反高程效應(yīng)”的出現(xiàn)須具備兩個(gè)不可或缺的因素，即遠(yuǎn)源區(qū)水汽富含高同位素值和該高同位素的水汽能夠從遠(yuǎn)源區(qū)橫向輸送到靶區(qū)。

據(jù)介紹，青藏高原等逐步隆升導(dǎo)致更大范圍內(nèi)大氣環(huán)流格局的變化，進(jìn)而改變了水汽源區(qū)和水汽輸送路徑及水汽穩(wěn)定同位素值的固有特征。這些變化使得穩(wěn)定同位素方法在這些地區(qū)的應(yīng)用變得更為復(fù)雜。因此，在利用穩(wěn)定同位素方法之前，需要仔細(xì)考慮山體不同隆升階段水汽來(lái)源和水汽輸送路徑的變化及其對(duì)穩(wěn)定同位素值的影響。（記者齊芳、詹媛）