[陇文化]树蛙揭喜马拉雅造山史:板块碰撞时间在3500万年前

活树蛙的分布范围

印度板块漂移过程图

树蛙

李杨

新闻背景

印度板块和欧亚板块的碰撞被认为是目前地球上最大、最活跃的造山运动。但碰撞时间和方式仍有争议。在中国科学院昆明动物研究所和中国科学院成都生物研究所的合作研究中，进行了树蛙物种的系统进化和详细的生物地理分析，为地质上的板块碰撞提供了独立的新证据。这项研究结果发表在最近的《美国国家科学院院刊》上。

关于印度板块和欧亚板块的碰撞模式有不同的假说

印度板块与欧亚板块的碰撞一直被认为是地球上最大、最活跃的造山运动，地理学家多年来一直致力于这方面的研究。这一构造事件直接导致了青藏高原的隆升和全球气候环境的变化。因此，准确界定两大洲碰撞的时间和方式，对于研究高原隆升、全球气候和环境变化无疑具有重要意义。

通过综合分析古地磁、地层学、古生物、岩石学和构造变形，科学家们提出了许多模型和假说来解释整个碰撞过程。印度板块大约在6500万年至5500万年前开始减缓向北漂移，这一时间常被许多地理学家认为是印度次大陆与古欧亚板块最重要的碰撞时间。但2009年，根据大量野外资料分析，澳大利亚悉尼大学的阿契森和艾弗里教授认为，印度板块和古欧亚板块的距离不足以在5500万年前发生重大碰撞事件，而只是第一次接触，真正的最终碰撞可能发生在更晚的时候，大约在3400万年前的始新世和渐新世之间。

这一发现在科学界引起了强烈反响，许多地理学家开始重新审视这一重大地理事件的发生过程。2012年，国际知名杂志《国家科学院院刊》刊登了荷兰乌得勒支大学的辛斯堡教授的文章，他认为印度板块最终在5200万年前与欧亚板块发生碰撞，而最重要的碰撞直到2500万至2000万年前才发生，在此期间两个板块之间没有接触。

那么，最后的碰撞时间是什么时候呢？到目前为止，学术界还没有公认的结论。

生物地理学已经成为重建地球历史的重要手段

作为生物学和地理学的交叉学科，生物地理学是研究生物在时间和空分布的学科，也就是说，它研究生物在地球表面的分布和形成原因。生物地理学旨在从生物进化的角度重新审视地理事件，为推断过去地理事件的发生提供新的证据。现在它已经成为重建地球历史的重要手段。

科学家发现，由同一祖先进化而来的两种植物或动物，会随着时间积累遗传变异。因此，通过检测它们之间的遗传变异，我们可以大致计算出它们分化的时间。但是，进化树不同分支的进化速度并不相同。一般来说，生命周期短的物种更容易积累变异，即进化速度更快，如细菌、病毒等。相反，生命周期长的物种，遗传变异积累缓慢。因此，为了更准确地估计分化时间，通常将化石时间或保存特定地质时期古生物形态的重大地理事件时间作为最保守的标定参考。

树蛙主要分布在东亚和东南亚的亚热带和热带潮湿地区，是活跃在丛林中的精灵。非洲树蛙是树蛙的姐妹群，分布在非洲和马达加斯加。蛙科和非洲蛙科的共同祖先起源于非洲和马达加斯加，它们的进化分歧是大陆漂移过程中印度板块和非洲板块分裂造成的。树蛙的皮肤不能耐受高盐度海水，也不能在海中传播和飞行，这使得树蛙在空时间的分布很好地反映了地理事件。因此树蛙成为研究印度板块漂移地理事件的理想动物。

树蛙的进化研究支持最终碰撞时间是3500万年前

在昆明动物研究所院士与美国德克萨斯大学奥斯丁分校大卫·希斯院士的合作下，成都生物研究所李·副研究员对树蛙物种进行了系统进化和详细的生物地理分析。结果表明树蛙的祖先最早出现在第三纪早期的欧亚板块东南亚，距今约5650万至4600万年。这与印度板块向北漂移的减缓相吻合，被认为与欧亚板块第一次接近碰撞的时间相吻合。此时东南亚诸岛热带雨林被广泛覆盖，为树蛙的生存提供了先决条件。所以树蛙有可能在这个时候从印度板块扩散到欧亚大陆。

通过重构树蛙的祖先地理分布，研究人员发现，在渐新世之前，树蛙只在东南亚和东亚大陆和岛屿之间传播，而在印度板块和欧亚板块之间没有树蛙的交流。这一结果表明，这一时期印度板块与欧亚板块之间不应该存在实际的陆地连接，这直接阻碍了印度板块与欧亚板块之间的物种交流。

渐新世早期(约3500万年前)，印度板块和欧亚板块开始恢复物种交流。这说明至少在渐新世，印度板块与欧亚板块发生碰撞，并有陆地连接，使两大洲之间有了物种交流的机会。在2009年发表的一篇文章中，悉尼大学的教授阿契森(Atcheson)和艾弗里(Avery)认为，印度板块和古代欧亚大陆的最终碰撞发生在始新世和渐新世之间，大约在3400万年前。因此，从树蛙生物地理学的结果来看，艾奇逊和艾弗里提出的印度板块漂移的时间空假说相对更可信。

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青藏高原每年上升约1厘米

大约12亿到7.5亿年前，地球上只有一个超大陆，地质学家称之为罗迪尼亚泛大陆。古老的横跨大陆的罗迪尼亚由许多非常古老的大陆组成。后来泛古之地开始分裂，各个陆块飘散。所谓的“长期整合”和“长期整合”，最后在晚三叠世，亚洲一些破碎的陆块相互碰撞后，世界上所有的陆地又重新加入了超大陆，形成了真正的盘古。

大约在1.65亿年前，泛大陆开始解体为两个超级古大陆，即北方的老鸦古陆和南方的冈瓦纳古陆。老鸦，位于北赤道地区，逐渐被分割成北美、欧洲和亚洲大部分地区。与此同时，南方的冈瓦纳古陆开始解体。首先，东非的马达加斯加形成了一条狭窄的海沟，标志着冈瓦纳古陆开始解体。侏罗纪末至白垩纪，印度洋大开。印度与澳大利亚、南极洲分离，逐渐向北漂移，南大西洋明显扩张，南美洲与非洲分离。新生代，南极向南漂移。大约5300万年前，澳大利亚和南极洲开始分离。渐新世，也就是3900万年前，澳大利亚和南极洲最终分离，南极半岛与南美洲分离，形成了现在的德雷克海峡。南极洲最终与澳大利亚分离，形成了今天的海陆格局。

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地球历史上最大的造山运动喜马拉雅造山运动发生在大约3000万年前的第三纪。这个造山运动还没有停止，青藏高原还在以每年1 cm左右的速度上升。由于喜马拉雅造山运动，青藏高原隆起，成为世界上最大、最高的高原。它位于青藏高原南侧的喜马拉雅山脉，平均海拔7000米，介于亚洲大陆和印度次大陆之间，主峰珠穆朗玛峰高达8848米，成为世界最高峰。喜马拉雅造山运动极大地改变了地球历史的面貌，强烈地影响和决定了亚洲的气候格局。中国整个地理气候格局属于喜马拉雅造山运动形成的格局。