Paleogeografi av kollisionssystemet Indien–Asien
| Indien–Asien kollisionssystem | |
|---|---|
 Ungefärlig paleogeografisk utveckling av systemet från sen krita till kenozoikum .
| |
| Typ | Kontinental kollision |
| Funktioner | Himalaya , tibetansk platå , indiska plattan , eurasiska plattan , Tethys Ocean |
Paleogeografin av kollisionssystemet Indien–Asien är den rekonstruerade geologiska och geomorfologiska utvecklingen inom kollisionszonen i Himalayas orogena bälte . Den kontinentala kollisionen mellan den indiska och den eurasiska plattan är ett av världens mest kända och mest studerade konvergenta system . Men många mekanismer är fortfarande kontroversiella. Några av de mycket omdiskuterade frågorna inkluderar början av tidpunkten för kontinental kollision, tidpunkten då den tibetanska platån nådde sin nuvarande höjd och hur tektoniska processer interagerade med andra geologiska mekanismer. Dessa mekanismer är avgörande för förståelsen av mesozoisk och kenozoisk tektonisk evolution, paleoklimat och paleontologi , såsom interaktionen mellan Himalayas orogena tillväxt och det asiatiska monsunsystemet , såväl som spridningen och artbildningen av fauna . Olika hypoteser har lagts fram för att förklara hur kollisionssystemets paleogeografi kunde ha utvecklats. Viktiga idéer inkluderar hypotesen om synkron kollision , hypotesen Lhasa-plano och dräneringen söderut av stora flodsystem .
Tidpunkt för kollisionsstart
Definition
Början av kontinental kollision bestäms av vilken punkt som helst längs plattans gräns där den oceaniska litosfären är helt subducerad och två kontinentalplattor först kommer i kontakt. I fallet med kollisionen mellan Indien och Asien, skulle den definieras av den första punkten där Neo-Tethys oceaniska skorpa försvinner, där kontinenten Indien och Asien kommer i kontakt med varandra. En sådan process definieras av en punkt eftersom formen på kontinentala marginaler är oregelbunden. Den fullständiga konsumtionen av havsskorpan kan ske osynkront längs kollisionsfronten. Olika metoder kan användas för att begränsa åldern för kollisionsstart. Vanligt använda geologiska bevis inkluderar stratigrafi , sedimentologi och paleomagnetiska data. Stratigrafi och sedimentologi indikerar överföring av material från en kontinent till en annan när två kontinenter möts, såväl som förändringen i avsättningsmiljön efter att oceanbassängen stängs och havsvattnet drivs ut helt. Paleomagnetiska data indikerar kollision när paleolatituderna för båda kontinentala marginalerna överlappar varandra.
Början av kollisionen mellan Indien och Asien har varit dåligt begränsad från sen krita till Oligo - miocen på grund av olika tolkningar av geologiska bevis av olika forskare.
Diakron kollisionshypotes
Den diakrona kollisionshypotesen involverar mekanismer med två stadier av kollision, där det första steget börjar under paleocen till eocen .
Paleogen båge-kontinent kollisionshypotes
Paleogenens bågekontinentkollision tyder på att den indiska kontinenten upplevde en tvåstegskollision . Det första steget innebär kollisionen med en intraoceanisk öbåge i Tethyshavet för cirka 55 miljoner år ( Ma ) sedan. Det andra steget involverar kollisionen mellan den indiska kontinenten (tillsammans med den "sammanslagna" öbågen) och den asiatiska kontinenten vid cirka 33 Ma.
Denna hypotes är huvudsakligen baserad på observation av litostratigrafiska mönster inom och runt Yarlung-Zangbo suturzonen (YZSZ). YZSZ själv består av ofiolit och basaltiska till andesitiska vulkaniska bergarter, vilket är jämförbart med typiska stensviter i ett subduktionssystem på en ö. Norr om YZSZ är Lhasa-terrängen på den tibetanska platån, medan söder om YZSZ är den indiska superterranen. Det faktum att YZSZ separerar två kontinentala terraner antyder att det kunde ha varit en intraoceanisk öbåge tidigare, placerad mellan den asiatiska kontinentala marginalen (Lhasa terrane) och den indiska kontinentala marginalen (indisk superterrane) innan kollision inträffade.
Vokaniska stenar i Zedong-terranen, som tillhör YZSZ, har hög K 2 O-halt och klassificeras som shoshoniter. Shoshoniter är kaliumrik basaltisk andesit som vanligtvis finns i moderna intraoceaniska bågmiljöer. Det gynnar därför förutsägelsen av YZSZ som en paleo-intraoceanisk ö. Nya studier tyder dock på att vulkaniska bergarter i Zedong-terranen har förändrats så att de mobila jonförhållandena (t.ex. K och Na) är opålitliga. Orörliga element som Zr/TiO 2 -förhållanden bör användas istället för klassificering. Nya data tyder på att vulkaniska bergarter i Zedong-terranen har en kalk-alkalisk sammansättning, vilket är vanligt för vulkanisk öbåge men inte nödvändigtvis intraoceanisk ö. Dessutom delar vulkaniska bergarter i Zedong-terranen ett liknande geokemiskt mönster med åldrade vulkaniska bergarter från lägre jura från södra Lhasa-terranen på den tibetanska platån. Detta tyder på att Yarlung-Zangbo suturzonen är en del av den asiatiska kontinentala marginalen istället för en separat intraoceanisk ö.
Hypotes om Greater India Basin
Hypotesen Greater India Basin antyder att det var en tvåstegskollision mellan Indien och den asiatiska kontinenten. Det första steget inträffade vid cirka 50 Ma, där en mikrokontinent från den indiska plattan kolliderade med den asiatiska kontinenten. Det följdes av subduktionen av den oceaniska Great India Basin, som låg mellan mikrokontinenten och den stora indiska kratonen , under den asiatiska kontinenten. Det andra steget av kollisionen inträffade efter att oceanskorpan i Great India Basin hade förbrukats, där den stora indiska kratonen slutligen kom i kontakt och kolliderade med den asiatiska kontinentala marginalen (inklusive den tidigare "sammanslagna" mikrokontinenten, som tolkades som modern tibetansk platå) vid 25–20 Ma.
Denna hypotes är huvudsakligen baserad på observationen av jordskorpans förkortande underskott i Himalaya. Konvergensen av den indiska och eurasiska plattan sedan krita borde ha lett till en jordskorpa förkortning på cirka 3 600 ± 35 km. Den observerade förkortningen i Himalaya och den asiatiska kontinenten står dock endast för 30–50 % av den totala konvergensen. Greater India Basin-modellen läggs därför fram för att förklara en sådan observation, där den totala mängden konvergent faktiskt har spridits i två separata stadier av jordskorpans förtjockning, dvs upphöjningen av mikrokontinenten (tibetanska platån) och Himalayas orogeni. Subduktionen och försvinnandet av Oceanic-skorpan i Great Indian Basin under mikrokontinenten minskar den mätbara mängden total konvergens som uttrycks av jordskorpans förkortning vid ytan.
Paleomagnetiska data tyder på att den indiska kontinenten hade upplevt en NS-utvidgning med minsta förlängningshastigheter på 40–67 mm/år under 118 och 68 Ma. Sådan förlängningshastighet är jämförbar med typiska uppgifter om intrakontinental riftning. Därför kunde den förmodade oceaniska Greater India Basin ha existerat och separerat en mikrokontinent från den stora Indien-kratonen. Men stenrekord i Greater Himalayas kristallina komplex , som ligger söder om den tibetanska platån och borde ha innehållit rester av den oceaniska Greater Indian Basin om den hade funnits, visar dock inga stödjande bevis. Inga ofiolitobduktioner från oceanbassängen eller typiska bergsviter från båggravssubduktionssystem finns.
Synkron kollisionshypotes
Den synkrona kollisionshypotesen begränsar åldern för kollisionsstart vid 59 Ma genom att datera de äldsta grumligheterna som bildas på den passiva marginalen av den indiska kontinenten, vilket indikerar inkommande material från den aktiva asiatiska kontinentala marginalen. Geologiska bevis på bergarter yngre än 59 Ma och avsatta ovanpå turbiditsekvensen kan betraktas som indikatorer för att rekonstruera tektonisk utveckling efter att kollisionen hade börjat. Olika bevis dokumenterade längs NE-SW och NW-SE sektioner av kollisionszonen Indien–Asien synkroniseras med varandra, vilket är till förmån för en "engångskollision".
- Facies-förändringar (NE-SW) : stratigrafiska korrelationer mellan Paleocen och tidig eocen över Himalayas NE-SW-orientering visar att förändringen i avsättningsmiljön är likartad i tid, utan inkonformitet och endast några tiotals meter av vertikala skillnader. Detta tyder på att hela den indiska kontinentalmarginalen kolliderade med den asiatiska kontinentalmarginalen ungefär samtidigt.
- Detritala zirkonåldersmönster (NW-SE) : en transek av paleo-synkollisonala bassänger (59-56 Ma) på den aktiva asiatiska kontinentala marginalen, kollisionspunkten och den passiva indiska kontinentala marginalen beaktas. Detritala zirkoner från dessa bassänger har samma ålderstoppar på 50 och 100 Ma. Detta tyder på att ursprunget för sediment och tidpunkten för utfyllnad av bassänger längs denna NV-SE transekt är desamma, vilket utesluter möjligheten av närvaron av en öbåge mellan två kontinentala marginaler och flera stadier av kollision.
Paleo-höjd av den tibetanska platån
Evolution av Tibets geomorfologi
När och hur den tibetanska platån nådde sin nuvarande höjd har länge diskuterats flitigt. Tibet har en genomsnittlig höjd på 5 km, vilket gör det till den högsta platån och en av de högsta topografiska egenskaperna på jorden. Det är mycket sällsynt att se jordskorpan uppnå en så stor utsträckning av förtjockning. Det är därför Tibet tilldrar sig vetenskapligt intresse. Man trodde tidigare att Tibets upplyftning enbart är ett resultat av den indiska-asiatiska kontinentalkollisionen. Men fler och fler studier avslöjade att Tibet kan ha nått sin nuvarande höjd redan under kritaperioden (145—66 Ma). Diversifierade vetenskapliga bevis har lagts fram för att stödja sådana hypoteser, såsom paleomagnetisk rekonstruktion, sedimentologi och magmatisk petrologi, strukturell geologi och geokemi. Till exempel, Ingalls et al. (2018) använder δ 18 O ( syreisotop ) i meteoriskt vatten och Δ47 ( klumpad isotop ) i icke-marina karbonater för att rekonstruera paleotemperatur och paleopercipitation av den tibetanska platån. Det föreslås att den södra delen av Tibet är cirka 3–4 km hög och har en medeltemperatur på 10 °C så tidigt som i sen krita (92 Ma). Detta visar att södra Tibet redan måste befinna sig på sin nuvarande sub-ekvatoriella latitud, så att 10 °C, en extremt varm temperatur för högt upphöjda områden, kan upprätthållas.
Det är nu allmänt accepterat att Tibet växte differentiellt, där dess södra del nådde dagens höjd först, följt av dess norra del. Till exempel har Fei et al. (2017) använder 40 Ar/ 39 Ar och ( U-Th)/He termokronologi för att spåra platåns tillväxt genom tiden och resultaten är positiva. Figuren nedan visar en generaliserad evolutionsmodell av när olika områden på den tibetanska platån nådde sin nuvarande höjd. Även om åldern inte är välbegränsad kan en tydlig nordungande trend observeras.
Tektoniska modeller för jordskorpans förtjockning
Miocen upplyft modell
Miocenmodellen antydde att den indisk-asiatiska kollisionen är den största orsaken till Tibets upplyftning , vilket sannolikt är fel på grund av skäl som diskuterats ovan. I denna modell upplevde det tektoniska blocket i Lhasa , motsvarande södra Tibet, en initial höjning på grund av kompressionskraft som skapades när den indiska och asiatiska kontinenten kolliderade och Tethys oceaniska plattan bröts av (45–30 Ma). Detta stöds av närvaron av Adakite i Lhasa-blocket. Adakit är en mellanliggande till felsisk bergart som vanligtvis är relaterad till oceanisk subduktion. Geokemisk analys av Lhasa Adakite tyder på att den härstammar från magmatiska aktiviteter som utlösts av skivavbrott. Detta förstärker ytterligare hypotesen att Lhasa-blocket lyfts upp under den första kontinentala kollisionsfasen.
Senare upphörde magmatisk aktivitet när kontinentkollisionen inträffade. Tätare material i den indiska och asiatiska kontinentala skorpan sjönk till den nedre delen av skorpan, vilket gjorde den nedre skorpan extremt tät och tung. Den bröt alltså av och sjönk ner i manteln. Borttagandet av den täta nedre skorpan minskade gravitationskraften på Lhasa-blocket och lät det stiga (30–26 Ma). Tillsammans med den intensiva kompressionskraften och den stötande kraften som upplevdes under en kollision, inträffade en intensiv jordskorpa förtjockning, vilket resulterade i den stora fasen av höjningen i södra Tibet. När kollisionen fortsatte (26–13 Ma) upplevde det norra Tibets kontinentala blocket även kompression, framstötning och förkortning. Denna tolkning stöds av termokronologiska data från apatitklyvningsspår från den norra tibetanska platån, som indikerar faser av snabb uppgrävning och kompression från 20 Ma och framåt.
Mesozoisk upplyftningsmodell
Den mesozoiska modellen antydde att södra Tibet upplevde intensiv jordskorpa förkortning och förtjockning så tidigt som under jura till krita . Det är allmänt accepterat att den indiska plattan började närma sig den eurasiska plattan under den mesozoiska tiden som ett resultat av upplösningen av Gondwanas superkontinent .
Under den mesozoiska tiden fanns det en oceanisk bassäng mellan Lhasa-blocket och norra Tibets kontinentala block. Subduktion av den oceaniska plattan under North Tibet-blocket började i Trias . I jura till krita är det mesozoiska havet stängt. Lhasa-kontinentalblocket och norra Tibets kontinentala block kolliderade med varandra, vilket resulterade i en intensiv jordskorpa förkortning och förtjockning av Lhasa-blocket, dvs södra Tibet. Stängningen av det mesozoiska havet, den kontinentala kollisionen mellan Lhasa-blocket och North Tibet-blocket och den tidiga jordskorpans förtjockning av Lhasa-blocket indikeras av närvaron av metamorfa bergarter med ultrahögt tryck i Qiangtangs metamorfa bälte i centrala Tibet.
När den indiska kontinenten och den asiatiska kontinenten kolliderade, har södra Tibet redan nått 3–4 km höjd. Den kompressionskraft som härrörde från den indiska-asiatiska kollisionen ökade ytterligare Lhasa-blockets höjd och utlöste jordskorpans förtjockning i norra Tibet när den indiska kontinenten fortsatte norrut.
Även om tidpunkten för Lhasa-blockets förtjockning i denna modell är förenlig med tillgängliga geologiska bevis, förblev detaljer omdiskuterade.
Gemensam konsensus
Även om den faktiska tidpunkten för förekomsten av olika geologiska händelser som involverar den tibetanska platån fortfarande är brett debatterad, finns det en gemensam konsensus om utvecklingen av kontinentala blockkonfigurationer över tiden bland vad olika studier har lagt fram. Royden et al. (2008) föreslog en tektonisk rekonstruktionsmodell för att illustrera hur kontinentala block i norra och södra Tibet har utvecklats under kollisionen mellan Indien och Asien.
Denna modell betonar också poängen att Lhasa-blocket först deformeras, följt av North Tibet-blocket. Dessutom inträffade kollisionen mellan Lhasa-blocket och North Tibet-blocket senare i öst än i söder. Detta tyder på att detaljkollisionsmekanismer kan vara komplicerade och kräver ytterligare utredning. En enskild tektonisk modell kommer sannolikt inte att kunna förklara hela processen. Till exempel, även om den ovan nämnda mesozoiska höjningsmodellen överensstämmer med tidpunkten för början av södra Tibets jordskorpa, måste andra detaljer förfinas.
Paleo-dräneringskonfiguration
Dräneringsmönster som svarar på tektoniska processer
Floder är egenskaper som bildas av vatten som eroderar in i landytan. Dräneringsmönster ger ledtrådar inte bara till hydrologiska förhållanden, utan också till geologi och tektonisk evolution. Burbank (1992) föreslog en modell för att förklara hur höjning driven av olika faktorer kan resultera i olika dräneringsmönster, där höjning är landmassans rörelse uppåt med hänvisning till jordens centrum.
I fallet med tektoniskt driven lyftning finns en aktiv dragkraftsfront som ständigt driver skorpmaterial uppåt. Detta lägger till vikt till jordens yta, vilket orsakar landsättningar . Eftersom ju närmare en punkt är den aktiva tryckfronten, desto större effekt av vikten har den upplyfta skorpan på landytan, vilket resulterar i asymmetrisk sättning. Grundmassan närmare den upplyfta skorpan avtar mer, medan den som är ytterligare avtar mindre. Detta återspeglas av den asymmetriska solfjäderformen av sedimentära skikt som avsätts under avtagande, där kolonner närmare punkten för maximal sättning är tjockare medan kolonner längre är tunnare.
Tektoniskt driven höjning resulterar i att längsgående floder dominerar området istället för tvärgående floder. Tvärgående floder är floder som skär i rät vinkel mot bergsryggar, medan längsgående floder flyter parallellt med dem. Under aktiv landhöjning och sättningar skapas bostadsutrymmen snabbt och kontinuerligt, medan erosionshastigheten förblir relativt långsam. Tvärgående floder som utvecklats på den upplyfta bergskedjan kan därför inte sträcka sig utanför området närmast dragfronten, där sättningen är som mest intensiv. Istället dominerade längsgående floder större delen av området.
Tvärtom, i fallet med erosionsdriven lyftning saknas aktiv dragkraftsfront. Upplyftning av skorpan drivs av isostatisk återhämtning . Det faktum att material ständigt eroderas och avlägsnas minskar viktökningen på jordskorpan, vilket får den att "studsa" högre. Eftersom erosion dominerar hela området är upplyftningen inte begränsad till sektioner nära bergskedjan. Upplyftningshastigheten för hela dräneringsbassängen är ganska lika, vilket återspeglas av symmetrisk form och lika tjocklek av sedimentärt skikt avsatt under upplyftningen.
Erosionsdrivna höjningar resulterar i att tvärgående floder dominerar området istället för längsgående floder. Under aktiv erosion och isostatisk återhämtning reduceras boendeutrymmet snabbt och kontinuerligt, samtidigt som sedimentationshastigheten också är hög. Därför kan tvärgående floder som utvecklats på den upphöjda bergskedjan sträcka sig långt bortom bergskedjans fot. Längsgående floder dominerar endast distala delar av avrinningsbassängen.
Utvecklingen av stora flodsystem och deras konsekvenser
Brookfield (1998) rekonstruerade utvecklingen av stora flodsystem i den indiska-asiatiska kollisionszonen baserat på områdets tektoniska historia. Det föreslås att de mest betydande förändringarna i dräneringsmönster inträffade under pliocen till kvartär (5,3 Ma och framåt). Detaljförändringar i fluviala processer kommer inte att diskuteras här. Huvudfokus är hur flodsystemen i området reagerade på förändrade geologiska processer genom tiden, såväl som hur regionala dräneringsmönster är kapabla att återspegla tektonisk utveckling.
Innan den kontinentala kollisionen inträffade (vilket definieras som 50 Ma eller tidigare i Brookfields modell), hade longitudinella flodsystem dominerat den asiatiska kontinenten, där stora flodsystem löper parallellt med den annalkande regionala dragkraften. Mitt i kollisionen (som kallas 20 Ma i Brookfields modell) påverkades formen av flodkanaler av den annalkande indiska kontinenten. Även om stora flodsystem fortfarande flödade parallellt med dragkraften, böjde de sig runt båda sidor av den indiska kontinenten eftersom kollisionen utövade kompressionskraft till dräneringsbassängen. En sådan effekt återspeglas tydligast av Indusfloden och Gangesfloden . Den västerutflytande Indusfloden sveper sig runt den västra gränsen av dragkraften medan den österut strömmande Ganges sveper sig runt den östra gränsen av dragkraften.
I våra dagar är den regionala dräneringskonfigurationen mycket annorlunda från hur den ursprungligen var. Flodsystem strömmade österut, med Indus som ett undantag, innan den kontinentala kollisionen började. För närvarande flyter de flesta floder från söder till sydost. Salween , Yom , Mekong och Röda floden är drastiskt böjda runt den nordöstra "spetsen" av den indiska kontinenten . Genom att ytterligare undersöka och studera deformationsmönstren i dessa flodbassänger verifieras en tvåfasig deformationsmodell i östra Himalaya. Detta visar att floder är tillförlitliga indikatorer på jordskorpans stammar och användbara för att rekonstruera regional tektonisk historia. Dessutom rann floden Indus och Ganges ursprungligen parallellt med den regionala dragningen på den asiatiska kontinenten, men flyter nu vinkelrätt mot den. De korsade dragkraften och sträckte sig ut på den indiska kontinenten. Detta överensstämmer med den ovan nämnda modellen som föreslagits av Burbank (1992). Eftersom den tektoniska höjningen har avtagit avsevärt nuförtiden jämfört med när kollisionen precis började, domineras dagens indisk-asiatiska kollisionsregion av erosionsprocesser. Floder som Indus och Ganges, som härstammar från Lhasa-blocket, kan därför flyta som tvärgående floder och nå bortom den proximala delen av Himalayas bergskedja.
Paleogeografi och paleoklimat
Sydasiatiska monsunsystemet och debatten
Det sydasiatiska monsunsystemet påverkar främst kontinenterna i Sydasien och deras omgivande vattendrag. I det här speciella systemet blåser sommarmonsunen lika nordostligt på land medan vintermonsunen blåser i västlig riktning . Drivkraften för monsunsystem är tryckskillnaden mellan landmassor och vattenkroppar. Detta är oftast ett resultat av differentiell uppvärmning av land och hav på grund av specifik värmekapacitetsskillnad . Men i fallet med monsunsystemet i Sydasien, induceras den enorma tryckgradientkraften av Himalaya och den tibetanska platån. Himalayas orogena bälte den högsta upphöjda bergskedjan på jorden. På sommaren värms luftmassan över hela södra Asien upp i allmänhet. Tvärtom upplever luftmassan ovanför Himalaya och Tibet adiabatisk kylning och sjunker snabbt och bildar en intensiv högtryckscell. Denna cell är därför kapabel att underlätta landriktat luftflöde mot sig själv, och därmed upprätthålla sommarmonsunen på land.
Början av sydasiatisk monsun är dåligt begränsad eftersom begränsade paleoklimatiska data finns tillgängliga. Det är allmänt accepterat att ha inträffat under klimatövergången Eocen-Oligocen (33,9 Ma och framåt). Debutmekanismen har länge diskuterats och förblev dåligt förstådd. Å ena sidan tror man att höjningen av Himalaya och den tibetanska platån är den främsta utlösaren för sydasiatiska monsunstarter, eftersom endast en sådan förhöjd landmassa kan ändra regionala luftflödeskonfigurationer. Å andra sidan tyder numeriska modellering och termalkronologiska data på att den eocena höjningen av Himalaya och Tibet drivs av monsunförstärkt denudation , dvs erosionsdriven höjning. Detta ger upphov till en "kyckling eller ägg"-paradox.
Kanalflödesmodellen
Som nämnts ovan har mycket gjorts för att undersöka hur höjningen av Himalaya och den tibetanska platån har utlöst början av den sydasiatiska monsunen. Tillvägagångssättet för de flesta studier är att först etablera eller använda sig av redan existerande tektoniska modeller för att begränsa tidpunkten för upphöjning och topografisk evolution, och sedan utvärdera betydelsen av topografi för att kontrollera regionalt klimat genom numerisk modellering . Olika signifikanta tektoniska modeller har diskuterats i tidigare avsnitt. Den enda kvantitativa modellen som har tilldelats en betydande roll för klimatet antyder dock motsatsen, dvs uppgrävningen av den södra flanken av den tibetanska platån är ett resultat av monsunintensiverad denudation .
Kanalflödesmodellen förklarar den sydtibetanska upphöjningen i två steg. Den första etappen ägde rum under eocen till oligocen . Det antas att den mellersta delen av Tibets kontinentala jordskorpa var delvis smält vid den tiden och begränsades av en "kanal" som bildades från den stela övre och nedre skorpan. Den smälta mellanskorpan tros representeras av bergsviter med hög temperatur i Greater Himalayan Crystalline Complex . Eftersom den övre skorpan var ganska stark kan smältan inte fortplanta sig mot ytan. Den andra etappen ägde rum under tidigt till mitten av miocen . Den sydasiatiska monsunen utvecklades och de regionala klimatförhållandena förändrades. Nederbörd och vind intensifierade denudation och försvagade den övre skorpan mekaniskt (men inte termiskt). Den smälta mellanskorpan kunde därför bryta igenom den övre skorpan och rinna utåt till ytan.
Dilemmat är att den sydasiatiska monsunen troddes ha sitt ursprung från den topografiska ökningen av Himalaya och den tibetanska platån. Kanalflödesmodellen förutspår att uppkomsten av den tibetanska platån kräver närvaron av sydasiatisk monsun, vilket lämnar Himalaya som den enda möjliga kandidaten ansvarig för att initiera monsunsystemet. En studie gjord av Boos & Kuang (2010) eliminerade dock en sådan möjlighet. Studien använder datormodell för att simulera tillväxten och utvecklingen av den sydasiatiska monsunen under tre förhållanden: (1) både Himalaya och Tibet är närvarande, (2) Endast Tibet är närvarande, (3) både Himalaya och Tibet är frånvarande. Resultaten visar att både tillstånd (1) och (2) kan producera liknande monsunklimatmönster, vilket betyder att Himalaya är klimatmässigt obetydlig.
Anvisningar för framtida studier
Plattdynamik
Webb et al. (2017) föreslog en modell för att förklara Himalayas topografiska evolution genom att ta hänsyn till plattans dynamik . Modellen föreslår tidsmässiga skillnader i topografisk evolution i öst-centrala och västra Himalaya. Sådana skillnader gjorde det möjligt för en serie positiva klimatåterkopplingar att ske sekventiellt och förbli hållbara. Återkopplingsmekanismer inkluderar topografiskt inducerad monsun, monsunförstärkt erosion och erosionsdriven höjning (isostatisk återhämtning).
Även om diskussionen om denna modell är begränsad till 20 Ma och framåt, kan ett sådant koncept implementeras i framtida studier med fokus på tertiärperioden för att bättre förstå hur Tibet och den sydasiatiska monsunen utvecklades tillsammans.
| Västra Himalaya | Öst-centrala Himalaya | |
|---|---|---|
| 20 Ma | Plattan bröts av . Den gamla och täta subducerande plattan går sönder och sjunker ner i manteln. Detta frigör tyngdkraften från plattan på de överliggande skorpmaterialen och leder till uppböjning. Topografin i västra Himalaya ökar därför. En sådan ökning av topografi kunde ha intensifierat den sydasiatiska monsunen, även om den ännu inte har vittnats. | Den öst-centrala Himalaya upplever pågående plattrullning och förankring av plattor. Effekten av den täta plattans gravitationsdrag på den överliggande skorpan är stor. |
| 10 Ma | Efter intensifieringen av monsunklimatet och erosion, förbättrar ökad sedimenttillförsel vertikal duplexing . Topografin utökas därför ytterligare. En sådan ökning av topografi upprätthåller det sydasiatiska monsunsystemet och hög erosionshastighet och upprätthåller positiva återkopplingsmekanismer . | Plattan bröts av. Den gamla och täta subducerande plattan går sönder och sjunker ner i manteln. Detta frigör tyngdkraften från plattan på de överliggande skorpmaterialen och leder till uppböjning. Monsunförstärkt erosion kan ha ytterligare förbättrat den topografiska höjningen av öst-centrala Himalaya. |
Klimatfullmakter
Kvartära klimatrekonstruktioner av det tibetanska platåområdet baseras till största delen på pollenanalys , medan mesozoiska klimatrekonstruktioner görs genom att analysera bentiska foraminifer från paleo-oceaniska bassänger. En liten studie har fokuserat på tertiärperioden, då den sydasiatiska monsunen tros ha börjat. Ytterligare studier på tertiär kolisotopsammansättning av paleosoler skulle kunna utföras för att undersöka förändringen i C3 / C4 -vegetationsförhållandet. C3- och C4-växter utövar olika kolfixeringsmekanismer. C4-fixering är mer vatteneffektiv och gynnar därför växtanpassning till extrema klimatförhållanden. Därför är C4-växter i allmänhet mer rikliga i kalla och torra tempererade områden. Kolisotoper i paleosoler är rester av döda växter och återspeglar därför exakt klimatförändringar. Fylogenetiska rekonstruktioner av djurtaxa är också användbara eftersom klimatförändringar kan främja artbildning eller utlösa utrotning.
Svepelektronmikroskopbild (500x förstoring) av pollenkorn från en mängd vanliga växter.
|
Tvärsnitt av ett majsblad , en C 4 -växt. Kranz anatomi (cellringar) visas. Ritning baserad på mikroskopiska bilder med tillstånd från Cambridge University Plant Sciences Department.
|
