Nature Geoscience：喜马拉雅地区贯穿新生代晚期气候变化的稳定侵蚀速率

沉积物累计速率和就地热年代学的生长速率的证据指示，新生代晚期的气候变化导致了侵蚀速率的全球性显著增加，并认为侵蚀速率的增加对气候变化和重复性冰川作用具有放大效应。但是，全球性侵蚀速率指标-海水中的10Be/9Be比值，与上述假设相矛盾，指示新生代晚期侵蚀速率稳定。这引发了对目前侵蚀速率研究方法的分辨率和偏差的争议。因此，验证气候驱动侵蚀速率的假设需要新的独立的方法。

Lenard等人（2020）基于国际海洋发现计划（IODP）353和354航次在孟加拉湾钻取的四个钻孔与梅克纳河下游的现代沉积物，利用独立的侵蚀速率指标-宇宙成因核素10Be，结合86Sr/87Sr和εNd同位素源区示踪技术，重建了6.2Ma以来喜马拉雅地区中部和东部古侵蚀速率的变化。10Be是近地表岩石在宇宙射线作用下产生的核素，沉积物中来自地表岩石石英矿物中的10Be浓度指示了源区侵蚀速率的变化，浓度高指示侵蚀速率低，反之侵蚀速率高。孟加拉冲积扇的沉积物主要由恒河与雅鲁藏布江搬运而来的碎屑物质组成，两者流域盆地的海拔高度和侵蚀速率具有明显差异，导致两条河流的10Be浓度存在较大差异，这为重建古侵蚀速率带来了不同确定性。若想重建古侵蚀速率的变化，需首先厘定沉积物中来自恒河和雅鲁藏布江碎屑物质的组分。由于雅鲁藏布江和恒河流域的地质构造特征具有明显差别，所以河流碎屑物质的86Sr/87Sr和εNd同位素组成不同。恒河流域沉积物沉积物主要来自狭义的喜马拉雅岩体，即少喜马拉雅、高喜马拉雅结晶岩系和特提斯沉积体系，具有低εNd和高86Sr/87Sr比值。而来自雅鲁藏布江的沉积物具有高

εNd和低86Sr/87Sr比值，其反应的是狭义喜马拉雅地区、冈底斯带和来自地幔岩体的混合信息。根据恒河与雅鲁藏布江碎屑物质同位素组成和10Be浓度的端元组分，研究者计算了孟加拉冲积扇沉积物中来自恒河和雅鲁藏布江的组分（原文图2）。在此基础上重建了6.2Ma以来喜马拉雅地区平均侵蚀速率的变化。结果显示喜马拉雅地区的侵蚀速率变化不大，变化范围为0.8-1.3mm/yr，与现代的侵蚀速率（1.0mm/yr）非常接近（图1）。

图1 孟加拉冲积扇和梅克纳河下游的现代沉积物中新10Be和Sr-Nd同位素数据限定的喜马拉雅地区晚新生代侵蚀速率变化。a-f：10Be古浓度变化（a, b），Sr-Nd同位素组成（c），孟加拉冲积扇沉积物和梅克纳河下游来源于恒河盆地沙组分中恒河来源物质含量（d）与计算获得的喜马拉雅地区侵蚀速率（e, f）。10Be的信号为超过1千年的侵蚀速率总和，并且包括在平原地区1千-1万年以上搬运过程对侵蚀速率的损耗和平滑。1σ的误差（椭圆和灰色误差棒）主要来自10Be的测量误差、一些样品的定年误差(a,b,e,f)、恒河和雅鲁藏布江河流同位素数据的误差。橙色线和长方形表示具有相同Sr-Nd同位素组成时段的平均值和1σ标准偏差范围。图c中的两条曲线分别表示恒河和雅鲁藏布江河流（红色）与恒河与雅鲁藏布江在阿萨姆邦迪布鲁格尔（橙色）的混合双曲线

本文的结果不支持气候变化导致侵蚀速率增加，与基于热年代学的假设相矛盾。这表明，来自喜马拉雅地区热年代学数据只与区域构造和地貌特征相关，而不能代表喜马拉雅地区平均侵蚀速率的变化。尽管一些记录显示，在新生代晚期的冷期，冰川扩展可能导致侵蚀速率增加，而且喜马拉雅高海拔地区的冰蚀山谷证实强烈侵蚀作用的存在。但本研究的数据显示，这些变化并未对喜马拉雅地区的平均侵蚀速率产生明显影响。相反，0.45 Ma以来的侵蚀速率呈现减小趋势，而且在冰川作用加剧时期（0.8 Ma以后），相对于以前时期的侵蚀速率，变化幅度变小。这可能反映了冰川-海平面变化和沉积搬运过程中沉积物暂时保存的缓冲作用的影响。但无论怎样，本项研究的数据显示，冰川侵蚀并未导致喜马拉雅中部和东部地区大量物质的输出。

孟加拉冲积扇沉积物石英颗粒中的10Be含量反映了沉积物源区盆地的侵蚀速率，其是山脉坡体在1千年以上时间内，被侵蚀的上百万石英颗粒的平均信号，在搬运过程中会出现暂时和重复性的储存和改造。这些过程会损耗来自山脉的高频信号。此外，河流下游的浊流传输也会平滑侵蚀速率的信号，因此，本项目研究主要是基于长时间尺度的研究，对于短时间尺度侵蚀速率与区域构造、地貌演化和气候变化之间的关系需要高分辨率记录的支持。

【致谢：感谢顾兆炎研究员的宝贵意见。】