“青藏高原是空心的，在它的地表層下存在一個(gè)極為廣緲的地下世界?！?這一膽大而又離奇的學(xué)說發(fā)表后，引起了科學(xué)界的震驚。多國科學(xué)家探測發(fā)現(xiàn)，青藏高原下存在神秘地下空間。
自1995年始，一個(gè)國際科學(xué)小組在喜馬拉雅山地區(qū)沿東西方向布置了4條超寬頻帶大地電磁深探測剖面，對(duì)青藏高原的地殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。研究表明，在青藏高原阿尼瑪卿山之下，存在一個(gè)面積約10－15萬平方公里的巨大地下空間。
研究青藏高原是一門顯學(xué)
兩大板塊“碰撞”出新疑問
大陸形成的板塊學(xué)說是地球科學(xué)界的主流觀點(diǎn)。1915年德國氣象學(xué)家魏格納在《大陸與海洋的起源》一書中曾提出過大陸漂移的學(xué)說，卻因缺少證據(jù)而未能讓人信服。到上世紀(jì)60年代初，美國普林斯頓大學(xué)教授赫斯提出了海底擴(kuò)張的概念，并得到古地磁學(xué)、地球年代學(xué)、海洋地質(zhì)學(xué)等一系列學(xué)科新證據(jù)的支持。地學(xué)界普遍接受了活動(dòng)論的觀點(diǎn)，并逐漸形成了板塊運(yùn)動(dòng)學(xué)說。
青藏高原是大陸中頗為突出的構(gòu)造體，因而也是研究板塊碰撞的最理想地域。參與此次電磁探測的中方學(xué)者，中國地質(zhì)大學(xué)地下信息探測技術(shù)與儀器教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室魏文博教授表示，青藏高原有其獨(dú)特性，海拔高、范圍廣，因此，青藏高原的形成、演化和新構(gòu)造發(fā)展是我國和亞洲，乃至全球新生代最重要的地質(zhì)事件。
在這門顯學(xué)中，解釋青藏高原的地殼增厚、高原隆升是破解青藏高原演變的第一道門檻。
根據(jù)主流觀點(diǎn)，在7000萬年前，歐亞大陸和印度次大陸的碰撞形成了青藏高原。關(guān)于這一演變過程，至今已有多種學(xué)說。魏文博介紹了其中主要的幾種。
第一種假說認(rèn)為，印度大陸俯沖到歐亞大陸下面，把青藏高原抬了起來，既為大陸俯沖說。在大陸俯沖的作用下，青藏高原地殼的厚度比一般的厚。青藏高原南部地殼厚度為70至80公里，而一般為30-40公里，科學(xué)家認(rèn)為這種“超厚”完全是因?yàn)槲鞑氐貧ず陀《鹊貧だ奂佣?。延遲俯沖說與第一種假說類似，認(rèn)為印度大陸沖到了雅魯藏布江后，到一定程度后就呈現(xiàn)下陡趨勢(shì)，一直深入到了地幔。第三種是大陸貫入說，認(rèn)為印度大陸和歐亞大陸分屬剛、軟兩種特質(zhì)。由于是軟物質(zhì)，印度大陸貫入到歐亞大陸。
無論是哪種假說，兩大板塊碰撞了，青藏高原隆起了。但科學(xué)家在對(duì)碰撞前后的物質(zhì)核算中，卻有一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn)：物質(zhì)不守恒了。這引發(fā)了新的疑問。
美國學(xué)者勒.皮雄等人早在上世紀(jì)70年代，就估算出了自印度板塊和歐亞大陸碰撞以來地殼縮短造成的地表損失量可能在57×105至62×105平方公里之間，而將這一數(shù)據(jù)與地殼的增厚量進(jìn)行了比較之后，有18×105至30×105平方公里的短縮，即二分之一或三分之一的短縮量不能被青藏高原的地殼增厚解釋。
學(xué)者推論，這部分未對(duì)地殼增厚做出貢獻(xiàn)的地殼物質(zhì)必然橫向擠出或由下地殼進(jìn)入地幔而損失。
電磁學(xué)探測地球內(nèi)部信號(hào)
青藏高原下有神秘地下空間
然而真正要解開這個(gè)謎，必須潛入“地下”世界。魏文博表示，只有在地球內(nèi)部，才能找到能回答陸地內(nèi)部造山、青藏高原物質(zhì)流向等本源問題的正確信號(hào)。
于是，在1995年，一支由來自加拿大、愛爾蘭、中國、法國等國的學(xué)者組成的國際聯(lián)合小組運(yùn)用了電磁學(xué)方法，布置了四條超寬頻帶大地電磁深探測剖面，希望能找到地球內(nèi)部反饋出的信息。
之所以運(yùn)用電磁學(xué)原理去探究地殼、地幔，是因?yàn)榈厍騼?nèi)部本身存在電磁場信號(hào)。魏文博解釋，這一原理很簡單，頻率越高的信號(hào)，了解不同深度的地層結(jié)構(gòu)。
通過這些信號(hào)的收集可以更清楚了解高原底下的“活動(dòng)”。當(dāng)然這種信號(hào)也受到很多因素的制約，如太陽黑子、太陽風(fēng)等等。
四條超寬頻帶大地電磁深探測剖面，由西向東，分布在雅魯藏布江，代表了青藏高原南部由西向東的整個(gè)態(tài)勢(shì)：最西的一條電阻率高，導(dǎo)電性差，而東面的三條電阻率低，導(dǎo)電性好。這一條線東西方向綿延1000多公里，越往東測得的電阻率越低。
這一從地球內(nèi)部發(fā)出的信號(hào)吸引了科學(xué)家，“這是一種很不尋常的地殼結(jié)構(gòu)?！蔽何牟┙淌诮忉屨f，青藏高原100公里深度范圍內(nèi)陸殼的電導(dǎo)高達(dá)0.3萬至2萬西門子，是典型穩(wěn)定大陸地殼的10至100倍。而更為顯著的特征是，青藏高原南部，自西向東，其導(dǎo)電性越來越好，說明其地下有一種電阻小的神秘物質(zhì)，且越往東，這一物質(zhì)的規(guī)模越大。
魏文博一行科學(xué)家分析了幾種可能性?！巴ǔ碚f，固體巖石的導(dǎo)電性差，高導(dǎo)體物質(zhì)一般為金屬、石墨、水等。”一開始，科學(xué)家們認(rèn)為是地下金屬成分增多了，但探測結(jié)果卻表明沒有如此富足的礦藏，而石墨層在青藏高原的分布也被排除?；蛘叩叵掠幸恍╊愃朴谒囊簯B(tài)物質(zhì)，并溶解了很多鹽分，但這一點(diǎn)也很難得到觀測的證據(jù)。
最后，科學(xué)家們判斷，在深層的地殼下，水一般以形態(tài)特殊的水分子存在于巖層中，出現(xiàn)如此集中的高導(dǎo)電性則證明,青藏高原東部有可能存在廣闊的地下海洋。
關(guān)于青藏高原的隆升機(jī)制，有多種不同的假說。延遲俯沖假說（1987）又被稱為“千斤頂模型”。專家認(rèn)為，印度板塊以每年50mm的速度插入到青藏高溫粘性的（牛頓體）下地殼中，產(chǎn)生的抬升力作用于脆性的上地殼底部，使青藏隆升。這一過程類似于液壓千斤頂，印度板塊相當(dāng)于插入歐亞板塊的活塞，把力傳遞到整個(gè)青藏地區(qū)使其上升。(圖:7-15 印度板塊與歐亞板塊的軟碰撞（左）和硬碰撞（右））。
與假說一最大的不同是，大陸塊體并非俯沖于青藏地殼底部或上地幔軟流層內(nèi)，而是插入到了青藏下地殼中。“這就像撐起的帳篷，俯沖地殼之下的剛性地幔很可能與俯沖地殼發(fā)生折離，并且構(gòu)成了廣闊的地下空間。青藏高原東部表現(xiàn)出高導(dǎo)電性，即是地下空間內(nèi)的海洋造成的。”
“地下海洋沿青藏高原東側(cè)的地殼弧形構(gòu)造分布，位于青海的阿尼瑪卿山之下存在著一個(gè)廣闊的地下空間，初步估算面積約在10－15萬平方公里之間。”趙銘博士稱，“柴達(dá)木盆地原本是高原，其下也存在地下空間，后來坍塌就構(gòu)成了柴達(dá)木盆地。
青藏高原存在地下水深循環(huán)？
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原文鏈接：http://www.stdaily.com/kjrb/content/2009-06/24/content_75146.htm
傳統(tǒng)的水文地質(zhì)理論認(rèn)為，地下水僅限于在上地殼循環(huán)。前蘇聯(lián)和德國進(jìn)行的深鉆發(fā)現(xiàn)，地下水的循環(huán)深度至少達(dá)到了15公里，已經(jīng)超出了上地殼的范圍。
“我們?cè)谖覈狈降纳衬邪l(fā)現(xiàn)可能存在著深循環(huán)的水，而且速度非?？臁Ｎ覀?cè)诙鯛柖嗨?、?nèi)蒙古高原和華北平原發(fā)現(xiàn)，很多地下水不是來自當(dāng)?shù)氐慕邓?，可能來自外源的遠(yuǎn)程補(bǔ)給，根據(jù)氘、氧、氚等同位素判斷，遠(yuǎn)程補(bǔ)給源區(qū)應(yīng)該是緯度很高或者高程很高的寒冷地區(qū)，地表滲漏水通過深循環(huán)補(bǔ)給到了鄂爾多斯、內(nèi)蒙古高原與華北平原等地。”在日前中國科協(xié)第30期新觀點(diǎn)新學(xué)說學(xué)術(shù)沙龍上，河海大學(xué)科學(xué)研究院副院長陳建生表示，青藏高原地下水深循環(huán)的觀點(diǎn)是首次提出的。
“根據(jù)前人的地球物理探測與地球化學(xué)分析結(jié)果，我們提出了西藏內(nèi)流區(qū)冰雪融水滲漏方式與滲漏通道的時(shí)空關(guān)系，地下水在北羌塘滲漏到了中地殼以下。”陳建生說。
陳建生認(rèn)為，西藏內(nèi)流區(qū)的滲漏水不少于500億立方米，循環(huán)的深度大概在122公里到200公里。從羌塘到鄂爾多斯盆地上地幔有一個(gè)低速帶，深循環(huán)的地下水可能就是沿著這個(gè)低速帶由西向東補(bǔ)給的。地下水到了鄂爾多斯盆地之后，繼續(xù)向東補(bǔ)給到了內(nèi)蒙古高原與華北平原，但滲漏通道的深度已經(jīng)從100多公里上升到了20～30公里的中地殼。
為此，陳建生提供了三大重要證據(jù)。首先，青藏高原地表水嚴(yán)重滲漏。青藏高原中的西藏高原面積為120萬平方公里，分為外流區(qū)與內(nèi)流區(qū)兩部分，其面積分別約為59萬平方公里和61萬平方公里，分別占49%和51%。但科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，外流區(qū)的徑流量有4280億立方米，而內(nèi)流區(qū)的徑流量只有202億立方米，二者相差20多倍?！霸诒鼻继恋男l(wèi)星遙感圖上可以發(fā)現(xiàn)，很多的河流是來自于冰川融雪的補(bǔ)給，河流的寬度超過了1000米，但是河流沒走多遠(yuǎn)就消失了，并沒有形成湖泊，這表明河水滲漏到了地下?！标惤ㄉf。
其次，地下有大規(guī)模溶洞。陳建生的第二個(gè)證據(jù)來自于北羌塘鉆孔中發(fā)現(xiàn)的大規(guī)模溶洞。國家地調(diào)局成都礦產(chǎn)研究所在南羌塘與北羌塘各鉆了一個(gè)鉆孔，他們要在這里找石油，在北羌塘打了一個(gè)鉆孔很不順，打到200多米的時(shí)候就出現(xiàn)了大溶洞，這個(gè)孔就廢掉了，他們就移動(dòng)了孔位，在100多米遠(yuǎn)的地方又打了一個(gè)孔?！般@孔發(fā)現(xiàn)，北羌塘地區(qū)曾經(jīng)是一個(gè)含油氣很高的盆地，而且石油經(jīng)歷過成熟的過程，但是后來遭到了地下水滲漏的侵入，油氣也隨著地下水流走?！标惤ㄉf。
第三，西藏納木錯(cuò)湖水位降低。納木錯(cuò)湖是我國的第二大湖泊，總面積約1980平方公里，雖然是咸水湖，但含鹽量很低，每升水中的含鹽量只有1.7克，湖水主要靠唐古拉山的冰雪融化補(bǔ)給。監(jiān)測得知，2007年下半年，納木錯(cuò)湖水位降低很多，從12月17日到25日，這8天的時(shí)間湖水水位竟降低了10厘米，那段時(shí)間納木錯(cuò)湖是有河流入湖補(bǔ)給的，而即便沒有入湖補(bǔ)給，當(dāng)?shù)卣舭l(fā)也不可能這么大?？梢钥隙ǎ@段時(shí)間內(nèi)，湖水是漏的。測算表明，9月至12月期間，納木錯(cuò)湖不算入湖水量補(bǔ)給，至少有3.5億方水下滲到地表以下。實(shí)際的滲漏量還要大，從這點(diǎn)來說，還是支持青藏高原水有滲漏觀點(diǎn)的。
陳建生提出這一觀點(diǎn)之后，也有不同的聲音。對(duì)于水究竟是從哪里來的，南京水科院教授顧慰祖就有不同看法。顧慰祖認(rèn)為，鄂爾多斯地下水補(bǔ)給資源總量每年為105億立方米，渭河補(bǔ)給黃河的水量每年為100億立方米，問題是其補(bǔ)給源至今并未查明，并沒有找到這200多億立方米究竟是哪兒來的，如果是降水補(bǔ)給，還沒有確實(shí)的依據(jù)，而且整體水量并不平衡。
地下水是不是廣為連通？南京師范大學(xué)地理學(xué)院教授汪永進(jìn)認(rèn)為，青藏高原存在地下水深循環(huán)這一理論思想比較新，其實(shí)質(zhì)就是兩個(gè)介質(zhì)，一個(gè)是地下水，一個(gè)是巖石圈中的空洞。汪永進(jìn)說：“但是我們首先要搞清楚，地下空洞和地下水是不是廣為連通？這是一個(gè)基礎(chǔ)問題?！?br>
圖7-15 印度板塊與歐亞板塊的軟碰撞（左）和硬碰撞（右）
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