塔里木盆地的沙漠是什么時候形成的？形成沙漠之前那片廣袤地區(qū)是什么樣的？一直是公眾和科學(xué)家關(guān)注的問題�！睹绹茖W(xué)院院刊》（PNAS）近日在其線上版刊登了中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所等學(xué)者的最新研究成果。在題為《晚中新世時間歇性的廣大湖泊群出現(xiàn)于現(xiàn)今極度干旱的塔里木盆地》(Late Miocene episodic lakes in the arid Tarim Basin, Western China)的論文中，研究團隊第一次重現(xiàn)了在塔克拉瑪干大沙漠出現(xiàn)之前塔里木盆地羅布泊地區(qū)的環(huán)境狀況，并探討了發(fā)生如此重大水文事件的決定性因素。此項工作是在地球環(huán)境所安芷生院士領(lǐng)導(dǎo)下的中國大陸環(huán)境鉆探項目，繼云南鶴慶（發(fā)表于Science)、青海湖（發(fā)表于Scientific Report）工作之后的又一重要科研成果，由中科院地球環(huán)境研究所、中科院地質(zhì)和地球物理研究所和香港大學(xué)合作完成。
研究者一般認為始新世（34-55百萬年）以來的青藏高原及其周圍山體的抬升和長趨勢下的全球變冷是導(dǎo)致亞洲內(nèi)陸干旱化加劇的兩大決定性因素，但通常很難分開這兩個因素的相對貢獻。其中的一個重要原因是缺乏重建亞洲內(nèi)陸干旱化歷史的準(zhǔn)確記錄。此次研究團隊對由中國大陸環(huán)境鉆探項目在塔里木盆地羅布泊附近獲得的1000多米沉積巖心進行了精細的多種地球化學(xué)替代指標(biāo)的分析工作，進而完整地恢復(fù)了七百萬年以來塔里木盆地的環(huán)境變化狀況。通過對2000多個樣品進行相關(guān)的地球化學(xué)（包括沉積物中碳酸鹽的硼、氧和碳同位素，以及碳酸鹽和有機碳含量），以及粒度和介形蟲分析顯示，氣候干旱區(qū)湖泊自生碳酸鹽的硼和氧同位素值和其它環(huán)境形成的碳酸鹽差別顯著，因此它們可以很好地應(yīng)用于指示湖泊的消亡過程。
此次的研究結(jié)果顯示，塔里木盆地在晚中新世時期（距今約四百九十萬年）曾出現(xiàn)了大規(guī)模的湖泊群，這些湖泊群有可能相互聯(lián)通而形成大湖，說明當(dāng)時的氣候環(huán)境和現(xiàn)在的沙漠環(huán)境截然不同。大約從四百九十萬年前開始，大規(guī)模的沙漠化/干旱化才開始，最終演變成了現(xiàn)代的沙漠環(huán)境。此演變過程是永久的和不可逆的。研究結(jié)果進一步證實在四百九十萬年以前，大規(guī)模的湖泊群是間歇性的。湖相環(huán)境和風(fēng)成/河流相環(huán)境交替存在，而這種環(huán)境交替和地球的軌道變化緊密相關(guān)。塔里木盆地的湖相環(huán)境對應(yīng)由地球軌道變化所引起的氣候暖期，而風(fēng)成/河流相環(huán)境對應(yīng)氣候冷期。基于此，研究團隊認為在晚中新世時期，塔里木盆地的水文狀況在始新世以來的構(gòu)造抬升和長趨勢的全球變冷共同作用下達到了臨界狀態(tài)，在軌道時間尺度下，氣候適宜期（暖期）時湖泊出現(xiàn)，而氣候冷期時湖泊短暫消失。因此，晚中新世是塔里木盆地（有可能更廣泛的亞洲內(nèi)陸干旱區(qū)）水文變化的關(guān)鍵時期，應(yīng)該引起今后研究的更多關(guān)注。最后，研究團隊基于六百萬年以來塔里木周圍山體的構(gòu)造抬升活動加劇而全球溫度在四百萬年—七百萬年間相對穩(wěn)定，提出周圍山體的抬升，特別是帕米爾高原的北移及抬升，有效地阻止了水汽進入盆地，是導(dǎo)致四百九十萬年前湖泊的永久性消亡進而沙漠化的原始動因。
此項研究得到國家“973”計劃、國家自然科學(xué)基金委和中國科學(xué)院的項目資助。
