塔裡木盆地地處於天山和崑崙山、阿爾金山之間，東西長1500千米，南北寬約600千米，面積達53萬平方千米，是中國面積最大的內陸盆地。盆地地勢西高東低，中部是著名的塔克拉瑪幹沙漠，東部有亞洲「幹極」羅布泊，盆地邊緣為山麓、戈壁和綠洲（衝積平原)。氣候乾旱少雨，生態環境脆弱。塔裡木盆地也是我國的聚寶盆，含有豐富的石油、天然氣、玉石、鉀鹽等礦產資源。
在恐龍繁盛的時代(侏羅紀至白堊紀）塔裡木盆地所在的地區是汪洋大海，地質學家稱之為副特提斯海(特提斯海的一個演化階段)，那麼這海是如何變成盆地和沙漠的呢？極端乾旱環境是如何形成的呢？
塔裡木盆地滄桑巨變
地質學家通過研究現今盆地周邊山體的隆升年代以及塔裡木盆地的內部沉積地層，認為新生代(最近6500萬年)以來地殼運動造成天山和青藏高原的逐步隆升，形成一個海盆：塔裡木海，4000多萬年以來隨著印度板塊向北俯衝，青藏高原向北擴展隆升和天山山脈崛起，海水逐漸退出，在帕米爾和西天山阿賴谷地形成狹長的水道，儘管具體海水完全退出的時間還有爭論，但海水從東向西的撤退過程已達成共識，此時盆地西高東低，中新世（2300萬年）以來塔裡木盆地周邊山脈的強烈隆升造成盆地內部差異性沉降，上新世早期（500萬年前後）在盆裡東部存在眾多湖泊群，直到第四紀早期（約260-180萬年）羅布泊窪地形成，塔裡木盆地現今東低西高的地貌格局形成。
塔裡木盆地為什麼這麼幹？
隨著副特提斯海的向西退出，西風環流攜帶的水汽減少，帕米爾高原-天山之間的水汽通道逐漸關閉，晚新生代青藏高原的強烈隆升的雨影效應（雨影效應是山脈高峻能阻隔季風，形成雨影效應。在迎風坡一面降水增多，背風坡降水幾乎沒有）進一步加劇了乾旱化，因此塔裡木盆地一直向乾旱化方向發展。現在盆地地處歐亞大陸腹地，遠離海洋，盆地周邊高山聳立，層巒疊障，海拔4000～6000米，來自太平洋的東亞季風及印度洋的南亞季風所攜帶的潮溼氣流很難抵達塔裡木盆地上空，而西風環流攜帶的水汽在到達帕米爾高原和天山西坡一帶時，大多凝結下降，只有當有較強西風氣流時，少量水汽才可以進入塔裡木盆地，形成降水，愈往東氣流越變乾燥，造成盆地降水西部多於東部。盆地東南部在冬季還受到寒冷乾燥的西伯利亞反氣旋的影響，降溫水量稀少，蒸發量巨大，形成極端乾旱環境。大部分地區年降雨量都在50毫米以下，東部地區只有10毫米左右，晝夜溫差和季節變化很大，春夏和秋冬之交時，早上寒冷要穿棉衣，中午氣溫高穿單衣都還嫌熱，此就是「早穿皮襖午穿紗，懷抱火爐吃西瓜」諺語的由來。
塔克拉瑪幹沙漠是如何形成的？
沙漠的形成至少需要兩個條件：乾旱少雨氣候條件和充足的沙源。塔裡木盆地內部丘陵和周邊山地巖體經過漫長的風化剝蝕和夷平作用，經流水尤其是洪水、暴雨搬運到山麓和盆地邊緣形成三角洲和洪衝積平原，這些沉積物經過風力吹揚分選，成為塔克拉瑪幹沙漠的主要來源, 在長期乾旱少雨的氣候條件下，形成了巨大的塔克拉瑪幹沙漠。那麼如何確定沙漠的形成年代呢？直接的證據就是找到沉積最厚的地方，利用鑽探獲取巖心，通過測定沉積物中出現最早大規模風成沙的年代。另一方面可以通過間接證據如周邊山地的風成沉積黃土反推沙漠的形成年代。但目前關於沙漠形成的年代仍有幾種觀點，從2000多萬年到幾十萬年，沙漠的形成之謎還有待於科學家們更深入的研究。我們這次考察就是為了選擇合適的地點進行環境鑽探，以揭示沙漠的演化過程和氣候環境變化歷史的聯繫。
羅布泊又是怎麼回事？
第四紀(260萬年以來)的新構造運動導致羅布泊地區成為塔裡木盆地的低洼地區，造成一江春水向東流，成為塔裡木河、孔雀河、車爾車臣河、若羌河、疏勒河等眾多河流的匯水區，遠古時期人類為生存生活方便，加之生產水平有限，只有遂水而居，這些河流和附近的綠洲成為人類活動的主要場地，僅在西漢朝曾經有二十多個小國在盆裡邊緣繁衍生息，羅布泊是一片水草豐美的大湖，滋養了樓蘭古國，也成為著名的「絲綢之路」咽喉。但後來一方面區域氣侯變幹，河流徑流減少，叧一方面由於人類活動尤其在這些河流的中上遊地區過渡灌溉、修建水壩，使得下遊斷流，羅布泊就此乾涸。
在漫長的地質過程中河流中上遊含鉀巖石破碎分解，鉀鹽溶於水中隨徑流匯集到羅布泊；鉀鹽隨地表水下滲，使地下水中鉀鹽不斷積累，含量升高，形成鉀鹽礦床。
這次科學考察重點考察了塔裡木盆地東部羅布泊、南緣帕米爾-西崑侖山北坡、北緣庫車天山段的新生代沉積，初步確定了在塔裡木盆地東部和西部開展深鑽和西崑侖山剖面樣品的採樣方案，獲得了數根短河湖沉積巖心，為進一步研究塔裡木盆地沙漠、湖泊演化和氣候變化奠定了基礎，這對認識不同時度尺度西風-季風協同作用下氣候變化的過程與規律及其發生機制具有重要意義。
宋友桂/圖文
本文來源：中科院地球環境研究所，公眾號。科考宣傳隊
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