碰出一个大中国 文 | 星球研究所 本文由 中国科学院青藏高原研究所 与 星球研究所 联合制作 身为人类 我最好奇的问题是 我从哪里来？将往何处去？ 而身为中国人 最好奇的问题会变成 中国从哪里来？将往何处去？ 解答这个问题的角度多种多样 地学家的答案或许最为特别 因为它是一个行星尺度的宏大视角 答案不在掌控中国经济命脉的繁华都市 北京、上海、广州、深圳 而在这颗星球上最突出的一块寒冷高地 青藏高原 （制图@Anton Balazh/123RF） ▼ 我们对青藏高原的全面了解 始于40多年前 一批科学家凭借简陋的装备毅然进入高原 开展了第一次综合科学考察研究 几乎踏遍了高原的角角落落 40多年后的2017年 第二次青藏高原综合科学考察研究再次启动 数千名科研工作者被组织起来 持续时间将长达十余年 是迄今为止全球地学界最具影响力的项目之一 （科考队员行进在冰川上，图片源自@青藏科考） ▼ 凭借这些科学考察研究 科学家们不但知道了＂中国从哪里来＂ 还依稀看到了＂中国将往何处去＂的远期图景 答案会是什么样的呢？ 1
大碰撞 类似于宇宙起源于一次大爆炸 现今中国的地理格局 则与一次大碰撞息息相关 6500万年前 印度板块与欧亚板块相撞 撞击速度如此之快、能量如此之大 以至于我们可以用＂迅猛＂形容 （印度板块与亚欧板块碰撞示意图，原视频制作@Christopher Scotese，星球研究所有修订） ▼ 在地球最近的5亿年间 这样的板块碰撞曾发生过多次 但只有此次碰撞引发了超大幅度的地表隆起 地球上最高、最厚、最年轻的高原 青藏高原 诞生了 它平均海拔超过4000米 厚度可以达到80千米 可与地球南、北极并列 人称＂第三极＂ （青藏高原地形及范围，制图@王朝阳/星球研究所） ▼ 地球上全部14座8000米级山峰 绝大多数的7000米级山峰 以及数不尽数的5000-6000米级山峰 统统雄居高原之上 堪称5亿年来最重要的造山事件 其中 珠穆朗玛峰高达8844.43米 为世界最高峰 （珠峰，摄影师@杨汉平） ▼ 乔戈里峰海拔8611米 为世界第二高峰 （乔戈里峰，摄影师@狼大湿） ▼ 第14名希夏邦马峰 则完全位于中国境内 海拔8027米 （希夏邦马峰，摄影师@王源宗） ▼ 其他如位于西藏林芝的 南迦巴瓦峰 （南迦巴瓦峰，摄影师@张扬的小强） ▼ 位于阿里的 冈仁波齐峰 （冈仁波齐，摄影师@钟跃） ▼ 位于云南的 卡瓦格博峰 （梅里雪山卡瓦格博峰，摄影师@戚伟民） ▼ 位于新疆的 慕士塔格峰 （慕士塔格峰，摄影师@许先强） ▼ 位于四川甘孜的 贡嘎山 （贡嘎，摄影师@小队长） ▼ 位于稻城亚丁的 央迈勇峰 （央迈勇，摄影师@姜曦） ▼ 这一众声名赫赫的极高山 形成了中国西部的擎天之柱 在它们的周围 群峰更是组合成 一列列绵延无尽的超级山脉 如长约800千米的 念青唐古拉山脉 ▼ 长约1200千米的 祁连山脉 （祁连山脉团结峰周围群峰，摄影师@邱建军） ▼ 长约2450千米 相当于从北京直贯海南岛的 喜马拉雅山脉 （喜马拉雅山脉珠峰周围群峰，摄影师@索以） ▼ 然而 大碰撞的洪荒之力还没有释放完毕 青藏高原诞生的同时 力量开始向外围传导 此前已经有了一定海拔高度的另一些地方 也受到挤压进一步抬升 包括黄土高原 （请将手机横屏观看，黄土梯田，注意上方的人，图片源自@VCG） ▼ 云贵高原 （云贵高原东川红土地，摄影师@崔永江） ▼ 内蒙古高原 中国四大高原 无不受到大碰撞的巨大影响 （内蒙古高原，摄影师@马俊） ▼ 至此 中国大地上出现了显著的三级阶梯 青藏高原海拔最高 为第一级阶梯 海拔1000-2000米的 内蒙古高原、黄土高原、云贵高原等 构成了第二级阶梯 大兴安岭、太行山、雪峰山以东 大部分海拔在500米以下 为第三级阶梯 中国的基本地理格局就此定形 三级阶梯的差异 使得中国的地貌景观极富变化 万千山岭、大美山河 就在这三级阶梯上依次展布 可以说没有大碰撞 就没有今天的中国 更没有因为三级阶梯的差异 而造成的地貌景观的千变万化 （请将手机横屏观看，太行山，摄影师@付有良） ▼ 但是 大碰撞对中国的影响不止于地貌 科学家们发现 作为大碰撞的最大产物 青藏高原上空生成了一台超级＂风机＂ 它将要颠覆原本控制中国的＂行星风系＂ 2
高原风机 如果不考虑地形等诸多因素 地球上接近地面的大气层 将以一种非常规律的方式流动 这便是＂行星风系＂ （行星风系示意图，制图@张靖/星球研究所） ▼ 在北纬30°附近的亚热带地区 行星风系控制下的气流 不断从高空下沉至地面 温度越来越高 水汽也越来越不易凝结 难以形成降雨 （下沉气流示意图，制图@张靖/星球研究所） ▼ 受此影响 北纬30°附近出现了大面积的干旱地带 从北非到西亚几乎连成一片 如果没有意外 同样位于北纬30°附近的中国南方地区 也会比现在干燥得多 （北纬30°，制图@王朝阳/星球研究所） ▼ 但是＂意外＂还是降临了 平均海拔4000米的青藏高原 会比平原地区接收到更多太阳辐射 在夏季 高原地表吸收的太阳能 不断加热地表上方的空气 相当于一块巨大的太阳能电热毯 被放到4000米高的大气层中 （地表加热空气示意图，制图@张靖/星球研究所） 大气受热上升 地面气压降低 高原开始＂抽吸＂外围的气流进行补给 一个大型＂抽风机＂制造完毕 南亚季风、东亚季风 两大季风都被＂抽吸＂进入大陆 （＂抽风机＂示意，制图@/星球研究所） ▼ 南亚季风 从印度洋呼啸北上 季风裹挟的大量水汽弥漫群山 （藏东南的云海，摄影师@李珩） ▼ 气流或是从山间峡谷鱼贯而入 形成汹涌的水汽通道 （水汽奔流的雅鲁藏布江峡谷，摄影师@姜曦） ▼ 或是在喜马拉雅山脉南缘聚集 形成大量降水 藏南的墨脱、察隅等地 都是中国降水最丰富的地区之一 （雨雾弥漫的林海，摄影师@桂圆） ▼ 源于太平洋的东亚季风 势力大大增强 可以从海洋深入中华腹地 （四川盆地与青藏高原分界线上的云海，右侧为四川盆地，摄影师@曹铁） ▼ 它击退了＂行星风系＂对中国南方的控制 充沛的水汽驱散了北纬30°的干旱 一个＂烟雨江南＂诞生了 山水宜人、诗文昌盛、经济发达 如果没有青藏高原这个巨型＂风机＂ 一切或将不复存在 （浙江省缙云县鼎湖峰，摄影师@马玉晗） ▼ 但大自然是追求平衡的 烟雨江南诞生的同时 青藏高原也阻挡了印度洋水汽的北上 地处内陆而干旱少雨的中国西北地区 变得更加干旱 戈壁、沙漠大范围出现 （新疆塔克拉玛干沙漠，摄影师@赵来清） ▼ 冬季 强劲的西风也受到青藏高原的阻挡 不得不改变路径 它们吹起西北沙漠戈壁中的沙尘 沿着青藏高原北部边缘向东推进 沙尘颗粒在太行山以西、秦岭以北降落 形成了黄土堆积厚度高达400米的 黄土高原 烟雨江南、大漠西北 再加上随着海拔的隆升 气候高寒的青藏高原 中国的三大自然区 东部季风区、西北干旱区、青藏高寒区 就此成形 高原风机重塑了中国的气候 一座超级水塔又在高原上竖立起来 中国的水系也将为之一变 3
超级水塔 随着海拔上升 青藏高原大气层中的水汽凝结 形成大量降雪 （雪后长坪沟与婆缪峰，摄影师@大川健三） ▼ 降雪日积月累 压实形成冰川 厚度可达数百米 犹如绝境长城 （请将手机横屏观看，夕阳下的祁连山八一冰川全景，摄影师@吴玮） ▼ 长度从数千米到数十千米 又如一条条巨龙 沿着山谷倾泻而下 （来古冰川群，摄影师@李珩） ▼ 又或像树枝一样延伸 漫流无际 （藏东南冰川，为典型的树枝状山谷冰川，摄影师@曹铁） ▼ 青藏高原究竟有多少冰川呢？ 答案是4万多条 面积4.4万平方千米 比一个台湾岛还大许多 占全国冰川面积的80%以上 同时也是全球同纬度最大的冰川活动中心 （青藏高原中国境内冰川分布图，制图@王朝阳/星球研究所） ▼ 此外 青藏高原还拥有 地球上海拔最高、数量最多的高原湖群 面积大于1km²的湖泊1000多个 约占全国湖泊总面积的50% （青藏高原湖泊及水系分布图，制图@王朝阳/星球研究所） ▼ 而且青藏高原的湖泊类型极其丰富 从珍珠般的高山海子 （稻城亚丁牛奶海，摄影师@伊伦迪尔） ▼ 到巨大的淡水湖 （请将手机横屏观看，鄂陵湖，摄影师@YCC） ▼ 咸水湖 （嘎仁错的湖岸线，摄影师@孙岩） ▼ 盐湖 （扎布耶茶卡，摄影师@陆雨春） ▼ 如此众多的冰川、湖泊 再加上地下水、地表河流 （巴日雄曲，典型的辫状河，摄影师@魏炜） ▼ 青藏高原化身为 一座平均海拔4000米的超级水塔 当水塔＂闸门＂打开 便可以高屋建瓴之势向四周奔流 中国乃至亚洲的水系布局从此奠定 在中国西北部 黑河、塔里木河 流向河西走廊、塔里木盆地 滋润出一片片沙漠绿洲 （塔里木河，发源于喀喇昆仑山，是我国最长的内流河，摄影师@赵来清） ▼ 在中国东部 5464千米的黄河、6397千米的长江 顺着三级阶梯奔流而下 孕育出华夏文明 （黄河在晋陕交界形成的5个S形大转弯，摄影师@许兆超） ▼ 在中国西南部 2139千米的澜沧江、2013千米的怒江 2207千米的雅鲁藏布江 以及象泉河、狮泉河、孔雀河、独龙江 它们流出国门 成为亚洲诸多文明的源泉 （以上河流长度均为中国境内长度；下图为澜沧江，摄影师@李珩） ▼ 超级水塔孕育超级大河 这些河流蕴藏的水能 占到全国的44% 是世界上河流水能蕴藏量最集中的地区之一 强大的水流切割山地 还形成了＂三江并流＂＂大拐弯＂等奇丽景观 （金沙江虎跳峡，摄影师@杜鹏飞） ▼ 至此 中国的地貌、气候、水系都已形成 最后该轮到生命登场了 可是像青藏高原这样高寒之地 又能如何影响生命呢？ 4
生命之舟 西藏阿里札达盆地 土林沟壑纵横 看起来干旱荒芜、了无生机 （请将手机横屏观看，札达土林，摄影师@唐侨） ▼ 2010年8月7日 科学家在这里发现了几件化石 它们属于世界上已知最古老的豹类 布氏豹 随后更深入的研究 揭开了一个惊人的秘密 豹亚科动物居然都起源于青藏高原 它们曾走下高原进入东、南亚 演化出了古中华虎、云豹 又进入美洲演化出了美洲狮 还进入非洲 演化出了非洲狮、金钱豹 （豹亚科的起源迁徙，图片源自@第二次青藏高原综合科学考察古生物科考队） ▼ 此后 更多化石在札达盆地被找到 包括数以千计的脊椎动物化石标本 科学家发现不仅是豹亚科 许多北极动物同样起源于青藏高原 而非人们通常认为的北极 原来 随着青藏高原的隆升 高原上的动物们为适应寒冷不断演化 包括长出厚厚的皮毛 （距今530万年-260万年的札达盆地生物复原图，制图@Julie Selan） ▼ 距今260万年前 大冰期降临 原本温暖北极地区也变得更加寒冷 但青藏高原上的动物们却早已适应 包括北极狐、披毛犀在内的动物 顺利从青藏高原扩散到北极 开辟出了全新的家园 （北极狐的起源与扩散，制图@王晓鸣等；第二张为披毛犀的起源与扩散，制图@邓涛等） ▼ 可以说 起源于青藏高原动物的扩散和演化 奠定了第三极及更广阔地区的生物多样性 现今青藏高原广袤的土地上 众多的垂直山地间 依然生活着中国40%的维管植物 43%的陆栖脊椎动物 堪称中国生物多样性的基石 包括布氏豹的姊妹物种雪豹 （考眼力：图中有几只雪豹？摄影师@次丁/野性中国） ▼ 藏狐 （藏狐，图片源自@可可西里管理局） ▼ 藏羚羊 （藏羚羊，摄影师@张扬的小强） ▼ 就连在青藏高原上生活的人类 也在独特的环境中 创造了独特的文化和精神崇拜 成为中华文明的独特一员 （请将手机横屏观看，布达拉宫，摄影师@李珩） ▼ 5
未来 大碰撞碰出了一个大中国 并影响到中国的地貌、气候、水系 以及生命等诸多方面 这一影响目前还在继续 印度板块仍在以每年44-50毫米的速度北进 力量不断向外围传导 近年发生的汶川地震、墨脱地震都与此有关 （2008年5月30日俯拍地震后的北川，摄影师@朱建国） ▼ 高原风机也在持续抽吸着季风 在甘肃南部、四川、云南形成大量降水 造成洪水、泥石流多发 再者 冰川退却、冻土融化、湖泊扩张 青藏高原正在变得愈发暖湿 超级水塔影响下的大江大河 也会因此出现重大消涨 （白线为冰川曾经推进的位置，摄影师@朱海峰） ▼ 未来 青藏高原将带给我们怎样的改变？ 我们又将如何应对？ 为寻找答案 第二次青藏科考的科研工作者们 才再次启程 他们登上雪山 （第二次青藏高原综合科学考察研究工作场景，图片源自@青藏科考） ▼ 深入大湖 （第二次青藏高原综合科学考察研究工作场景，图片源自@青藏科考） ▼ 挑灯夜战 （第二次青藏高原综合科学考察研究工作场景，图片源自@青藏科考） ▼ 有了这种对科学真知的孜孜探索 中国的未来才能走得更远、更坚实 星球研究所 一群国家地理控，专注于探索极致风光
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