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科学问题


    本项目拟以青藏高原隆升-气候变化-大陆剥蚀风化及其与全球变化的关系为核心科学目标,以青藏高原隆升过程中和现代剥蚀风化作用及其速率为研究主线,系统研究中国西部新生代以来不同时间尺度地表剥蚀风化过程与碳消耗及其与气候变化相互作用的机理,揭示自然界对大气CO2的自我调节机制,探讨青藏高原隆升和全球变化的关系,建立高原隆升-大陆风化-全球变化新的理论模型,拟解决以下关键科学问题:

1、大陆剥蚀风化的碳库效应及其对全球变化的影响

    大陆剥蚀风化对大气CO2的消耗过程及其通量变化是理解大陆化学风化与全球变化相互关系的关键。相关科学问题包括:(1)青藏高原流域物理剥蚀过程及其影响因素辨识和速率定量分析;(2)青藏高原化学风化与CO2消耗速率及其制约因素;(3)青藏高原物理剥蚀与化学风化之间的关系;(4)青藏高原有机质碳库估算与变化规律;(5)青藏高原风化与全球变化之间的关系及其对全球碳循环的影响。

2、 青藏高原隆升过程中我国西部大陆剥蚀风化强度的变化

    新生代我国西部高原周边地区大陆剥蚀风化的速率和强度变化及其对CO2的消耗通量是揭示新生代大陆风化与青藏高原隆升和全球变化关系的核心证据。新生代青藏高原的隆升和扩展是地球上最为显著的构造运动,并由此产生了一系列的地貌与气候效应。在印度板块与欧亚板块的碰撞过程中,隆起的造山带不仅会因垂直高度的变化影响大气环流,而且,随着海拔高度的增加,无疑大大加强了寒冻风化作用以及后期的冰川研磨作用。也就是说,在高原海拔高度上升的同时,物理的剥蚀风化作用不仅没有终止,而是在发生同构造 (Syntectonic)的剥蚀风化。因此,定量估算我国西部新生代剥蚀量以及剥蚀速率的变化对于正确评价高原的隆升幅度与历史是十分重要的。其次,加强的物理风化不仅影响到高原的剥蚀深度,而且新鲜岩石的暴露和破碎大大增加了碎屑岩的比表面积,也因此加速了化学风化作用的进行。我们将选择我国西部的季风区与西风区开展新生代大陆剥蚀化学风化强度时空变化的研究,获得中国西部高分辨率的化学风化曲线和剥蚀记录,为研究构造隆升-剥蚀-风化-全球变化奠定基础。 相关科学问题包括:青藏高原隆升过程中我国西部大陆剥蚀强度的时空变化;青藏高原隆升过程中我国西部大陆风化强度的时空变化。

3、高原隆升-剥蚀风化-全球变化的相互作用

    青藏高原隆升通过剥蚀风化对全球碳循环和气候变化如何产生影响及影响的程度,以及反过来全球变化对剥蚀风化如何影响,并最终作用于碳循环,是揭示青藏高原隆升对全球变化影响机制,揭示自然界对大气CO2自我调节机制,检验和提出新理论,并最终服务于国家目标的关键。相关科学问题包括:高原隆升对剥蚀风化的影响;全球变化与剥蚀风化之间的相互作用;高原隆升对全球碳循环和气候变化的影响;全球增温地质历史相似型中大陆风化的作用及地表生物的响应过程与反馈作用机制。

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