兰州大学科学头条开栏啦！首期为你解密黄河从哪里来( 二 )
根据这一思路 ， 项目组通过对黄河中上游沿程多达9个盆地以及17个关键河段的河流阶地、夷平面等地貌记录的系统研究 ， 利用古地磁、宇生核素、释光、14C等测年方法 ， 构建了较精准的河谷发育年代学框架 。
研究发现 ， 黄河流域370万年前以侵蚀夷平为主 ， 发育了一级夷平面 。 “其上的水系可能仅是一个个独立存在的河湖系统 ， 如占据河套盆地的河套古湖、占据汾渭盆地的三门古湖等 。 ”团队成员胡振波副教授介绍 ， “而现代黄河最上游的水系 ， 反倒是距今约1万年前才出现” 。
就像动物用群居来维持自己的繁衍生存 ， 小型的湖泊、河流也会进行组合连接 ， “这一系列的合并连通就是黄河形成过程中的‘袭夺重组’ 。 ”
黄河的形成经历了四个阶段：在大约370-180万年 ， 伴随青藏高原东北缘平坦地形（主夷平面）抬升和解体 ， 地势出现强烈反差 ， 为河湖水系袭夺重组注入强大能量 ， 兰州至河套段黄河最先出现 。 黄土高原南部和崤山东麓的局地河流也开始分别向北和向西溯源袭夺吕梁山西麓系列山前河湖系统和占据汾渭盆地的三门古湖 ， 并最终在120万年前将这些河湖系统串联 ， 形成了连接河套盆地、汾渭盆地和华北平原的现代黄河东流水系格局 。 120万年以来 ， 黄河水系进一步向青藏高原内部延伸 ， 袭夺了高原内部系列局地河湖系统 ， 黄河中上游水系格局逐渐形成 。 至1万多年前 ， 若尔盖以上河段被纳入黄河水系 ， 才基本形成了我们现今看到的黄河样子 。
“我们的研究工作为认识巨型水系发育和流域地貌演化提供了年代学数据和研究范式 ， 阐明了河流系统响应构造活动的典型模式 。 ”潘保田介绍 。
02
黄河中上游水系形成演化的驱动力从何而来？
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黄河中上游地区朝那红粘土剖面
上新世的气候变化趋势与相关机制
水系的演化总是和区域的构造运动、气候变化相关联 。 在初期研究中 ， 潘保田课题组主要从构造运动的角度分析了水系重新组合驱动力 。
2000年前后 ， 随着研究的深入 ， 潘保田教授对黄河的形成演化驱动力研究也从最初的构造运动扩展至构造-气候耦合方面 ， 聂军胜、胡振波、胡小飞、高红山、管清玉先后加入研究团队 ， 从构造运动、气候变化、水系演化、构造地貌、阶地发育、现代环境等方面深入合作 ， 全方位探寻黄河中上游水系演化的原因 。
他们发现 ， 370万年左右 ， 不但构造抬升强烈 ， 驱动着黄河中上游水系开始重新组织 ， 而且从气候上来看 ， 此时变湿的气候环境也对此有重要贡献 。
通过对比分析表土磁化率和现代气候记录 ， 团队构建了新的古气候代用指标（即环境磁学参数） ， 从红粘土中成功区分出温度和降水变化信息 ， 恢复了晚新生代黄河中上游地区降水的变化记录 。
他们发现 ， 在460万年前 ， 黄河中上游地区气候相对较干 ， 致使河流径流量较小 ， 因此局部地区只是存在一些相互独立的河湖系统 。 而在460-270万年间 ， 流域气候整体上趋于冷湿 ， 径流量增加 ， 再加上此时构造抬升加剧 ， 导致地形起伏加大 ， 在构造-气候耦合作用下 ， 河流的侵蚀能力得到提升 ， 开始袭夺、重组 ， 最终驱动了黄河水系发育 。
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北方气候在460万年前和现代不都是干燥寒冷吗？为什么偏偏在中间变得冷湿呢？面对数据分析后得出的结果 ， 团队成员聂军胜教授的脑海中浮现出这样一个疑问 。
对此 ， 团队又潜心研究多年 ， 在综合分析了东亚气候记录、太平洋温度与盐度变化、大气二氧化碳浓度演化和气候模拟等相关工作基础上 ， 提出了一个北半球冰盖大幅度增长的新假说 。
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