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青藏高原隆起是造成亚洲中部广大温带荒漠的原因之一,对亚洲内陆干旱化的形成和加强无疑起着重要的作用,并使亚洲中部大荒漠的出现形成了亚洲高地的“干极”。然而亚洲内陆干旱化演化的主要驱动机制是否就是青藏高原的隆起,目前因缺乏一个指标完整连续地记录了已报导的多个干旱事件而尚无定论。
我国西北地区主要由大型内陆盆地组成,盆地中堆积了巨厚的新生代沉积,它包含有丰富的古全球环境变化信息,详细地记录了干旱化过程。青藏高原周边和内部盆地地层中生物标志化合物分布特征的研究可获取亚洲内陆干旱化的重要信息。
生物标志化合物的研究是恢复古气候、古植被,重建古气候的重要方法和手段,也是分子地层学研究的重要内容。在中国科学院知识创新工程重要方向项目和国家基金支持下,我们采集了临夏盆地毛沟剖面13.0~4.3Ma的东乡组、柳树组、何王家组的20个样品,开展了临夏盆地新生代约13Ma以来连续完整的沉积地层序列中生物标志物分布特征的有机地球化学系统研究,探讨了各类生物标志化合物的组成和分布特征及其与母源性质、化学和生物地球化学作用、沉积环境等之间的关系,从而获取了我国西北干旱区高分辨率的3个较大的干旱化事件,揭示出我国西北干旱环境的形成演化过程。在研究过程中通过与常用生物标志物对比,发现了新的判识气候急剧变化事件的气候环境代用指标。
~10.77Ma不饱和酰胺较高的相对丰度以及长链支链烷烃A、B系列分布特征反映了该时期温度和湿度均较低,正构烷烃Σn C21-/ΣnC22+和nC27/nC31变化特征显示~10.77Ma至~9.42Ma研究区域气候条件由干冷转为暖湿,正烷基-2-酮、正烷基-3-酮在此期间均由高碳数优势变为低碳数优势。
~8 Ma正构烷烃OEP16-20值瞬间减小、正烷基-2-酮及正烷基-3-酮高碳数优势、不饱和酰胺优势、C系列长链支链烷烃iC27/iC31与正构烷烃nC27/nC31对急剧气候变化相似的响应特征均反映出该时期的干旱化事件。
~6.45Ma正构烷烃ΣnC21-/ΣnC22+、长链支链烷烃A系列化合物参数(iC23+iC25+iC27)/(nC22+nC24+nC26),B系列参数(iC20+iC22+iC24+iC26)/(nC19+nC21+nC23+nC25)比值偏低、不饱和酰胺相对丰度较高均显示干冷的气候特征。
临夏盆地沉积剖面中各生物标志物环境参数记录了全球变化和青藏高原隆升对本区气候环境的影响,反映出生物标志物在湖相沉积环境变化研究中的巨大潜力,为揭示亚洲干旱环境变化过程提供了佐证。长链支链烷烃A-C系列的同源性有待于在气候环境变迁尤其是急剧气候变化事件过程中得到进一步研究和应用。