今天分享的这篇是南京大学鹿化煜教授去年在Earth-Science Reviews上发的综述《Formation and evolution of Gobi Desert in central and eastern Asia》

距离发文已经快两年了，这篇文章也读了三四遍遍，从开始一团乱麻理不清，到现在逐渐能看懂论证逻辑，其实这一年真的进步蛮多。

回头想想去年的一些疑问和想法，现在有一些已经能给出答案了，但还有一些依旧摸不到头脑。多读多想多写，这才是解决问题的唯一途径。

科学问题与研究思路：

作为综述文章，标题很清楚地指明了关键问题：戈壁沙漠的起源与演化。而标题背后隐藏着的则是更大的一个问题：新生代以来中亚的干旱化进程。

中亚干旱化，这个问题同青藏高原的隆起时限一样，这么多年依旧争论不休，至今还没有得到一个统一的观点与认识。经过多年的研究，争论主要集中在以下几个点：干旱的起源及加强时间、各时段的干旱程度、各阶段干旱加剧的机制。对于这样牵扯众多内容的大问题，很难以一篇文章的形式呈现，因此这篇文章把重点集中在沙漠的起源与演化上。

而关于中亚戈壁沙漠的起源，也是个至今仍有争议的问题，其关键在于：戈壁沙漠内直接证据少，且定年困难。为此，文章里以沙漠为源区，通过其下风向粉尘物质的沉积变化，来反演戈壁沙漠在新生代以来的扩张历史。

文章中将沙漠的形成拆解成三个要素的综合作用：干旱的气候、合适的保存条件、充足的物源。除了中亚干旱化提供干旱的气候外，青藏高原北缘、东北缘的构造活动及物理风化过程，对戈壁沙漠的形成也同样直观重要。

通过综合新生代以来，全球变冷、青藏高原隆起、中亚干旱化、季风-西风演化等关键因素的变化历程，本文认为：戈壁沙漠是阶段性演化形成的，其起源可能追溯到50Ma，始新世与晚中新世是关键的演化节点，最终在晚上新世形成现代戈壁沙漠。

中国北方新生代盆地及主要戈壁沙漠分布

中亚干旱化时限的几种常见说法：

中亚干旱化的演化，整体上与新生代以来的诸多气候事件时间相符，每次全球变冷、特提斯海退、高原隆升均会导致干旱气候的加剧。参考这篇综述，将几个常见的干旱化加强时段总结如下。

51Ma，索尔库里盆地（Li et al., 2018）

39Ma，塔吉克盆地（Bosboom et al., 2014; Carrapa et al., 2015; Wang et al., 2016a）

22-25Ma(Guo et al., 2201; Qiang et al., 2011; Zheng et al., 2015)

7-12Ma（Sun et al., 2009; Heermance et al., 2018）

晚上新世，黄土高原（Lu et al., 2010; Sun et al., 2011）

1.1ma,巴丹吉林（Wang et al., 2015）;0.9Ma（Li et al., 2014）

这些争议其实很大程度上是说的不同的问题，即对沙漠形成的定义，和干旱定义的不同导致的，另一方面也涉及到指标的可靠性上。

比方说，新生代早期确实干旱，麻黄属的植物很多，但也要比今天要湿润得多。再如前几天关于东北缘EOT的文章，将蒸发岩系解释为湿润，蒸发岩的消失才对应了干旱加剧。蒸发量极大的盐湖肯定是相对干旱的气候类型，但是这个程度的干旱是否能看作真正意义上的中亚干旱化起点？这种程度干旱又是否是中亚地区本身对中生代干旱环境的继承？这样的一系列问题，其实就是缺乏那么一个明确的、方便使用的干旱重建指标。

什么指标指代沙漠的形成与演化？

前面说到指标的问题，那么什么样的指标可以指示沙漠的形成与演化呢？

由于沙漠内部强烈的风蚀作用，其本身的风沙记录不连续，因此最好的素材就是位于同一风场下，可以对来自戈壁沙漠源区的物质连续的沉积，比如冬季风吹拂下形成的黄土-古土壤旋回，再如接受西风搬运粉尘的北大西洋深海沉积。对于这些素材而言依旧采用是常规的粒度和沉积速率，来指代沙漠扩张或风沙强度的增强。

基于这些风尘沉积序列，很容易找到几个关键的演化时间点。风成红黏土的底界在~22Ma，东北缘黄土信息记录了14Ma的扩张，传统的黄土研究记录了7-8Ma、3Ma、2.6Ma几次扩张事件。对于深海沉积的粉尘比例，也可以将上述演化时间点对于得上，而晚上新世的粉尘比例扩张可能意味着现代戈壁沙漠的形成。

几个深海钻孔记录中的粉尘活动变化趋势

可能的影响因素及其作用

首先就是青藏高原隆升对应的古地理变化。尽管现在还没有一个公认的隆升格局认识，但总体而言，古近纪拉萨、羌塘部分隆升，北缘、东北缘在新近纪快速隆起，在中中新世前后就形成了与现代地理接近的面貌。

青藏高原隆起对戈壁沙漠的形成有重要作用。首先是青藏高原北缘隆升，尤其是天山、帕米尔的隆起，对西风产生的阻挡作用，减少了西风的水汽输送，同时在山后形成了强烈的雨影地区。其次，高原的大范围隆升导致了特提斯洋的海退，伴随着副特提斯海撤出塔里木，中亚地区能接收到水汽越来越小，伴随着海退的加剧，干旱程度也逐渐加深。前面说到形成沙漠需要沉积空间与物源，高原隆升形成了如柴达木盆地等一系列宽阔盆地，为沙漠提供合适的沉积空间，同时山脉隆起加快地表剥蚀，为沙漠形成提供了充足的物源。

水汽的充足与否对沙漠的形成至关重要。对于戈壁沙漠而言，两个可能的水汽来源是西风和季风。

尽管在新生代早期，季风的形成与演化目前仍有争议，但对于新近纪以来的演化历史仍是可以较好恢复的。鹿老师团队长期以来对渭河盆地的工作在这里充当了季风演化的关键证据，渭河盆地几次干旱事件指示了季风减弱，均与戈壁沙漠扩张对应。而西风受控于中低纬度温差，伴随着新生代以来变冷，尤其是北半球的在新近纪的大幅变冷，西风强度不断加大，搬运水汽能力也相应减小，再考虑到特提斯洋的不断海退，西风对隔壁沙漠的水汽供给逐步收缩。

因此，我们认为伴随着新生代以来全球变冷的加剧，西风、季风水汽对中亚地区的供给逐渐减少，季风与西风对现代戈壁沙漠的形成有重要作用。

但无论是季风还是西风，均无法对古近纪以来的干旱进行解释，因此需要戈壁沙漠地区本身的证据进行解释。中亚地区的孢粉证据显示，中亚至少从早古近纪就进入半干旱化，但受到特提斯洋作用，仍比今天湿润得多。随后受到特提斯海退、喜马拉雅-TP隆升、全球变冷，晚中新世干旱化加剧，尤其是晚上新世孢粉现实的干旱化更加剧烈。哺乳动物也反映出相似的信息，河西走廊盆地早渐新世-早中新世期间为开放草原，随后气候变得干冷，哺乳动物组合变为干旱草地类型。

除了上述说的高原隆升、水汽和生物上的变化外，物理风化的加剧也是一个重要因素。除了受控于构造作用外，全球变冷加剧也影响着物理风化强度。随着周缘山地物理风化加强，产生的大量粉尘物质为沙漠的形成提供物源。

新生代以来全球温度变化与几个关键干旱化节点的对比

戈壁沙漠到底是如何演化？

经过上述讨论，不难发现，其实诸多影响因素都相互作用，且彼此时间相互重合。因此，中亚干旱化也好，戈壁沙漠的形成也好，实际上是多指标共同作用下逐步形成的。

比如，高原隆升改变了大气环流，阻挡了水汽，形成了雨影区；大型走滑拉分断裂的形成与发育，提供了合适的物质沉积空间。叠加在构造之上的是新生代以来的全球变冷，影响了大气环流格局，改变了季风、西风强度，并加强了物理风化强度，尤其是在晚中新世和晚上新世的两次大幅变冷事件。

关于戈壁沙漠起源的时间，或者真正中亚干旱化开始的时间，需要在未来进一步丰富研究素材，并提出可靠的关于起源的定义。这篇文章实际上并没有给出答案，只是取巧地说，可能要追溯到新生代早期的50Ma左右。而更好敲定的是，现代戈壁沙漠在2.6Ma前后形成。未来需要做的还有很多。

作者对现代戈壁沙漠形成提出的机制模式图