遼闊的青藏高原是世界上最高和面積最大的高原，靠近世界最高的山脈。長久以來它激勵著地質學家設法去理解該地區如何以及何時升高到了這樣壯觀的高度。來自中美兩國科學家的一項為期8年的研究表明，這個高原是分階段上升的，隆起首先發生在高原的中心，然後是北部和南部區域。
「這個高原的中部首先在距今至少4000萬年前隆起，而南部的喜馬拉雅山脈以及北部的山脈是在很久以後隆起的，」美國加州大學聖克魯茲分校的研究科學家Xixi Zhao說。
這個研究組發現海洋化石表明，在青藏高原中部已經處於或者接近其現代高度的時候，如今高聳的喜馬拉雅山脈還處於海平面以下。今天這個高原的平均高度超過4500米（14850英尺）。
這組科學家在美國《國家科學院院刊》（PNAS）網絡版上發表了他們的成果。該論文的第二作者Zhao是加州大學聖克魯茲分校地球物理和行星物理研究所的成員。論文的第一作者、中國地質大學（北京）的Chengshan Wang自從1996年開始就與Zhao以及加州大學聖克魯茲分校的其他科學家合作。
被稱為「世界屋脊」的青藏高原是由從印度緩慢向北朝著亞洲運動的構造板塊的不斷碰撞形成的。該論文的作者之一、加州大學聖克魯茲分校的地球和行星科學教授Robert Coe說，在他於1988年首次訪問西藏之前很久，關於這個高原如何發生隆起的理論就在不斷地演化。
「人們過去認為整個高原同時形成，但是現在已經弄清了這個高原的不同部分是在不同的時候升高的，」Coe說，「我們的研究表明高原的中部首先隆起，看上去這與其它研究符合得很好。」
青藏高原的上升導致了區域和全球氣候的劇烈變化。青藏高原隆起的時間對那些試圖理解地球歷史上重大的全球氣候變化事件的氣候研究者是一個至關重要的信息。
「關於西藏何時變成高原的一個傳統觀點認為這是一個相對晚近的現象，發生在過去的1500萬年，」論文的作者之一、加州大學聖克魯茲分校的研究生Peter Lippert說。他用了5個野外研究季節研究青藏高原的地質學。「至少在4000萬年前就存在的一個高原可能有重要的氣候意義。」
這個由中美地質學家組成的研究組在廣泛的野外研究的基礎上得出了他們的結論，這些研究主要是在青藏高原的一個遙遠的內部區域進行的。他們把重點放在了高原中北部的一個稱為可可西裡盆地的區域。這個區域的地質歷史被記錄在了5000米厚的沉積巖層中。Lippert說，如今它是這個高原的一部分，過去它曾經是高原中部的北部邊緣上的一個盆地。
他說：「這個盆地的結構以及沉積物沉積的方式表明，正是這種類型的盆地在大型山脈的腳下形成。因此我們證明了至少4000萬年前在可可西裡盆地的南部有高的地形。」
有幾組證據支持該研究組的結論。除了野外研究，這組科學家還使用了許多實驗室技術分析巖石並測定其年代。歷史上地球磁場的變化被巖石的磁化記錄了下來，這提供了一種測定年代的方法。這種稱為磁性地層學（magnetostratigraphy）的分析是在加州大學聖克魯茲分校Coe的實驗室裡完成的。該研究使用的另外一個測定年代的技術稱為磷灰石裂變徑跡法，它是根據放射性同位素衰變在磷灰石晶體中留下的損傷徑跡運作的。
這組科學家還在可可西裡盆地以南的高原中部的一個區域發現了火山巖。平坦的凝固巖漿層位於傾斜褶皺的沉積巖層之上，地質年代學技術測定出它的年齡是4000萬年。
「這些平坦的火山巖的存在告訴我們這些沉積巖是在火山活動之前變形的，而且它把西藏這部分地區的火山活動年齡從1500萬年前擴展到了4000萬年前，」 Lippert說。
在喜瑪拉雅山脈，這個研究組發現了稱為放射蟲的海洋浮遊生物的化石，它們比此前從該地區發現的任何海洋化石都年輕500萬年。這一發現縮小了喜馬拉雅山脈隆起的時間窗口。Zhao說，當青藏高原中部在超過4000萬年前隆起的時候，珠穆朗瑪峰和喜馬拉雅山的其他部分仍然是一個深海盆的一部分。
不過，Lippert說，喜馬拉雅地區是很複雜的，而其他研究組正在忙於更準確地確定它隆起的時間。他說：「我們的主要貢獻是我們從這個高原的中北部區域採集的數據，該地區還沒有被很好地研究。」
Zhao指出，沒有中國同事的支持，美國科學家就無法進入該地區。這一長期合作包括了在加州大學聖克魯茲分校和中國大學之間交換研究生，以及為加州大學聖克魯茲分校的本科生提供在西藏進行野外研究的機會。「這是一個非常優秀的研究合作，其中也包括了強有力的教育成分。」（來源：EurekAlert!中文版）
（《國家科學院院刊》（PNAS），doi：10.1073/pnas.0703595105，Chengshan Wang，Xixi Zhao）