喜马拉雅山脉卫星俯视图。（Shutterstock）
斯坦福杜尔可持续发展学院（Stanford Doerr School of Sustainability）的一组研究人员利用了矿物质的同位素构成，发现世界上最著名山脉之一喜马拉雅山之形成并非如专家所认为的那样。这一发现将导致古地形重建以及新的古气候假设。
该研究发表在8月10日的《自然·地球科学》（Nature GeoScience）科学期刊上。
喜马拉雅山脉有14座山峰海拔在8000米以上，为世界最高群峰，耸立于青藏高原之上，而后者是世界上海拔最高、面积最大的高原，平均海拔超过4500米。
“争议主要在于对喜马拉雅山产生之前的看法上，”地球与行星科学教授、该研究的资深作者佩奇·张伯伦（Page Chamberlain）解释道。“研究首次表明，在碰撞形成喜马拉雅山之前，两个构造板块的边缘已经相当高——平均约3,500米。”
张伯伦实验室的博士后研究员、该论文的第一作者、现任布朗大学的助理教授丹尼尔·伊瓦拉 （Daniel Ibarra）博士补充道：“这超过了其目前高度的60%。”
在经典模型中，喜马拉雅山脉是在大约5000万年前印度次国内与欧亚国内向北碰撞时形成的，封闭了两块国内之间的海洋并将地壳碎片向上推举。
伊瓦拉解释说：“专家们长期以来认为，需要发生国内对国内那样大规模的构造碰撞，才能产生喜马拉雅山规模的隆起。”“这项新研究反驳了此观点，并将这一领域推向了有趣的新方向。”
研究人员通过观察矿物中保存的氧同位素来确定其形成时所处的海拔高度，从而重建了国内碰撞之前喜马拉雅山的地形。
几乎所有矿物质的晶体结构中都含有微量的氧，H₂O或水也是如此。氧以三种稳定同位素形式存在：氧-16、氧-17和氧-18。氧同位素的化学行为相同，但由于轻微的质量差异，含有重氧同位素的水分子倾向于以不同的速率蒸发和沉淀。在海洋附近较低海拔形成的矿物会显示出较高水平的重同位素，而在高海拔形成的矿物则更富含较轻的同位素。
研究小组对西藏南部的石英（SiO₂）矿脉进行了采样和氧分析，结果表明，冈底斯弧（Gangdese Arc，喜马拉雅山脉底部的一个主要地质单元）的地基已经比预期高得多。大幅抬升发生在6,300至6,100万年前。这种隆起可能是由于印度国内和欧亚国内碰撞之前，海洋地壳在两个国内板块下方以低角度滑动造成的。
“这种新认知可能会重塑关于气候和生物多样性的理论，”伊瓦拉总结道。喜马拉雅山脉的形成作为降雨和大气流动的有效屏障，长期以来一直被视为塑造亚洲和印度洋气候模式的重要因素。但新的古地形重建，由于高海拔地形早于其形成，可能会导致新的古气候假设。它还可能引起对其它主要山脉更仔细的审查，例如安第斯山脉（Andes）和内华达山脉（Sierra Nevada），这些山脉也是通过地球板块的碰撞以类似方式形成的。
