「構造地貌學的研究對象是地球表面形態，關注的是地殼運動的內動力和氣候變化的外動力對地貌演化的控制作用。」近日，在香山科學會議第Y4次學術討論會上，中國地震局地質研究所研究員張會平作「青藏高原構造地貌研究主題評述」時說。他打了一個很簡單的比方：地貌演化過程就像人的性格養成，內動力好比基因，而外動力則好比成長環境，二者相互作用，且都至關重要。
新生代以來，隨印度板塊與歐亞板塊持續碰撞，亞洲大陸內部「世界第三極」青藏高原不斷快速隆升並向外擴展，構造變形強烈，強震災害頻發，地貌類型豐富，氣候背景獨特。張會平介紹，構造地貌研究，就是要認識和理解地球地貌演化規律、大陸構造變形及其動力學機制、地球表層和固體地球相互作用機制，最終有效服務國家防災減災救災總體規劃。
青藏高原古高度幾何？ 弄清板塊碰撞前夷平面形成過程
現在大家都知道，青藏高原的隆升是由於印度板塊和歐亞板塊的碰撞，亞洲宏觀地形和自然環境格局從此改寫。有研究已經嘗試回答碰撞之後，喜馬拉雅山脈和岡底斯山脈作為青藏高原的重要組成部分，是何時達到現今高度的。但碰撞前板塊的古地貌如何？海拔到底是高還是低？目前學界還沒有共識。「例如青藏高原中部羌塘地塊、拉薩地塊的古高度，國內外研究就有爭議，有人認為碰撞前就不低，有人認為是碰撞後才抬升的。」張會平告訴科技日報記者，碰撞前的古地貌對理解和認識青藏高原不同部位的隆升過程和歷史非常重要。
張會平個人比較關注青藏高原內部的夷平面，即各種夷平作用形成的低起伏地貌面。從構造的角度理解，當地殼相對穩定，地表經長期剝蝕—堆積夷平作用，形成準平原；之後地殼抬升，準平原受切割破壞，殘留在山頂或山坡上的準平原，稱為夷平面。張會平說，夷平面在青藏高原中部大量存在，在高原東北緣和東南緣分布也很廣，他想搞清楚板塊碰撞前夷平面的形成過程。
「要回答地球表面形態是如何演化的，構造地貌研究還需要在技術手段方面創新。」張會平說，以高解析度數據為例，原來的地貌研究好比用肉眼看，很多細節看不到，隨著數據精度的提高，研究人員可以像拿放大鏡、顯微鏡一樣看地貌的精細結構。「過去網上公開獲取的數字高程模型，解析度大多為90米—30米，就是說地表面小於30米的很多地貌特徵無法刻畫；現在雷射雷達、無人機和航拍高程數據，解析度可提升到釐米甚至毫米級，就能進一步研究精細地貌了。」
河流形成和下切由誰驅動？ 構造運動和氣候變化等綜合影響
河流是聯繫陸地與海洋物質和能量循環的主要通道，包含著豐富的古氣候、古環境、古生態信息。青藏高原作為亞洲水塔，是多條大江大河的發源地；與青藏高原隆升相伴生的高原河流水系，記錄了高原隆升和氣候變化信息。
「一方面，河流動力和地貌演化受構造活動和氣候變化影響，另一方面，河流侵蝕—搬運和堆積過程又在氣候—構造相互作用中起著重要的媒介作用。」南京大學地理與海洋科學學院教授王先彥介紹，河流地貌特徵和演化可用於新構造運動和氣候變化的研究，特別是被成功應用到青藏高原隆升過程的研究。
以往研究中，人們過於關注單一因素對河流的控制作用。實際上，構造運動、氣候變化和人類活動引起的河流動力系統改變都會導致河流的沉積和侵蝕，都是河流沉積和地貌演化的重要影響因素。例如，氣候可以直接控制河流徑流和泥沙量，也可以間接通過影響植被和土壤下墊面而影響徑流和泥沙量；構造活動可以直接影響河流坡度從而影響河流的侵蝕能力，也可以間接通過破壞河床巖石結構而影響河流的侵蝕和搬運過程。
拿雅魯藏布江舉例：對於雅魯藏布大峽谷的形成，美國華盛頓大學Montgomery教授及其團隊的結論是受史上多發的冰川堵江影響，冰川壩形成後上遊水流變緩，雅魯藏布江大拐彎以上區域就經常被「保護」起來，峽谷由此形成。但根據我國科研人員在雅魯藏布江鑽取的第四紀沉積物和年代學研究，發現河道剖面的變形有2個百萬年的時間尺度，所以雅魯藏布大峽谷的形成是受構造控制的。
「源於青藏高原的大江大河，如長江、黃河的形成和演化，應該與印度板塊—歐亞板塊的碰撞形成的構造樣式，以及全球最大的季風系統——東亞季風氣候有緊密關係，但它們之間具體的相互聯繫和作用過程還不是很清楚，有待揭示。」王先彥說。
極端地質事件影響重大？ 地貌年代學數據與地質背景有關
構造地貌研究中，不同時間尺度、不同解析度的年代學並不是簡單的年齡問題，所有的年代學數據都應在相關地質背景下進行解釋。張會平告訴記者，不同礦物、同一礦物的不同位置，記錄的構造變形和年齡信息都不一樣。比如，具有環帶特徵的鋯石，解釋年代時要注意到礦物本身經歷了多期生長過程；宇宙成因核素暴露年齡的獲得，需要對樣品點位的屏蔽、遮擋以及後期侵蝕進行評價，不然很難恢復真實地貌演化過程和歷史。
目前，地貌研究中測年體系缺乏標準樣品的確立，如宇宙成因核素標準產率的校正和低溫熱年代學的標樣問題，如果青藏高原獨特的地質演化史，能夠為年代學領域提供標準樣品，其意義也深遠重大。
「地質歷史越長，記錄保存的越少，速率或年代的不確定度越大，就要格外注意極端（災變）地質事件的影響。」張會平拿青藏高原東緣的龍門山構造帶的侵蝕速率舉例，低溫熱年代學數據表明，百萬年尺度剝露速率為每年0.5—1毫米，河流階地表徵的萬年尺度下切速率也是這個量級，汶川地震之前，水文站站點測量的數十年輸沙率也大概是同樣的。「但汶川地震之後，大範圍的滑坡崩塌造成水文站站點記錄的輸沙率上漲十幾倍甚至幾十倍，所以個別地質事件會大大影響侵蝕速率。這些極端事件，雖然發生概率低，但在地貌演化過程中往往起到了至關重要的作用。」（楊雪）