Monsun och torra klimat är två klimattyper som vanligtvis ses på jordens medel- och låga breddgrader. Dessa klimattyper har skulpterat motsvarande landformer, ekosystem och det mänskliga samhällets livsmiljöer. Dagens mest välkända monsun- och torra regioner finns i Afrika, Asien och Australien. När uppstod de? Hur har de utvecklats över tid? Vilka var de faktorer som bestämde deras formationer och evolutioner? Har det funnits regionala skillnader i deras utveckling? Dessa frågor har varit föremål för forskning för vetenskapssamfundet, men det finns för närvarande ingen konsensus om dem ännu. En ny studie kan kasta lite ljus över svaren på dessa frågor.

I en artikel med titeln "Continental drift, platåhöjning, och utvecklingen av monsun och torra regioner i Asien, Afrika, och Australien under kenozoikum, " precis publicerad i Vetenskap Kina Geovetenskap , bildandet och utvecklingen av Asien-Afrika-Australiens monsun- och torra regioner och deras kontrollerande faktorer undersöks av ett internationellt team av forskare från Kina, Storbritannien och U.S.A.

Geologiska bevis har visat att stora förändringar har skett i monsunen och torra miljöer i Asien-Afrika-Australiens rike, åtföljande kontinentaldrift, höjning av den tibetanska platån, och förändringar i atmosfärens CO ₂ koncentration sedan början av kenozoikum (för cirka 65 miljoner år sedan förkortat som Ma). Baserat på rekonstruerade randförhållanden för 5 typiska geologiska perioder under kenozoikum, inklusive mitten av paleocen (~60 Ma), sen eocen (~40 Ma), sen oligocen (~25 Ma), sen miocen (~10 Ma), och dagens (~0 Ma), forskarna utförde en serie väldesignade klimatsimuleringsexperiment med hjälp av en kopplad havsmiljömodell genom att ändra land-havsfördelningen, topografi, och CO ₂ koncentration över tid. Följande figur visar de simulerade utbredningsmönstren för de asiatiska-afrikanska-australiska monsun- och torra regionerna under de fem geologiska perioderna under kenozoikum.

"Resultaten av våra numeriska experiment indikerar att tidpunkterna och orsakerna till bildandet av monsun- och torra områden i Asien, Afrika och Australien var väldigt olika, " säger Dr Xiaodong Liu, huvudförfattaren från Institute of Earth Environment, Kinesiska vetenskapsakademien. Specifikt, de norra och södra afrikanska monsunerna existerade under mitten av paleocen, medan den sydasiatiska monsunen dök upp i eocen efter att den indiska subkontinenten flyttat in på det tropiska norra halvklotet. Den troliga sydasiatiska monsunen under mitten av paleocen (~56Ma), tidigare härledda från växtfossiler, och ursprungligen tänkt att täcka regionen från Indien till den sydligaste kusten av Kina, var faktiskt två olika geografiska regioner, beläget på södra halvklotet och norra halvklotets tropiska breddgrader separerade av ekvatorn vid ~ 60Ma. I kontrast, den östasiatiska monsunen och norra australiensiska monsunen etablerades mycket senare i Miocenen.

"De huvudsakliga styrande faktorerna för olika monsunregioner under de geologiska perioderna är också olika, "sa han. Till exempel, etableringarna av de tropiska monsunerna i norra och södra Afrika, Sydasien, och Australien bestämdes av både kontinentaldrift och säsongsbetonad migration av den intertropiska konvergenszonen, medan den tibetanska platåns position och höjd var nyckelfaktorerna för upprättandet av den östasiatiska monsunen.

"De evolutionära mekanismerna i torra regioner varierade också från plats till plats, " förklarade han vidare. Närvaron av de subtropiska torra regionerna i norra och södra Afrika, Asien, och Australien var beroende av kontinenternas positioner och kontrollen av planetariska skalans subtropiska högtryckszoner, medan de torra regionerna på Arabiska halvön och Västasien var nära besläktade med tillbakadragandet av Paratethyshavet. Bildandet av den torra regionen på mitten av latituden i det asiatiska inlandet, å andra sidan, var en följd av höjningen av den tibetanska platån.

"Även om vi använde en lågupplöst modell, den presterade fortfarande bra när det gällde att beskriva fördelningen av monsun- och torra områden, " tillade Dr Robin Smith, en medförfattare från National Center for Atmospheric Science, University of Reading. "Denna studie avslöjar för första gången de regionala skillnaderna och betydelsen av tektoniska gränsförhållanden eller geografiska mönster i bildandet och utvecklingen av Asien-Afrika-Australiens monsun och torra regioner under kenozoikum."

Dr Zhi-Yong Yin, en annan medförfattare från Institutionen för miljö- och havsvetenskaper, University of San Diego, sade att "även om våra simuleringar överensstämmer med vissa tillgängliga paleoklimatproxyer, mer geologiska bevis behövs för att ytterligare verifiera dessa modelleringsresultat, på grund av begränsningarna i tid och rumsliga skalor för geologiska register."