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历史上生物的五次大灭绝事件 地球生命24h演化进程

 自扶馆 2017-09-27

先脑补下地质纪元的知识:

地质史和生命演化 

1、奥陶纪-志留纪灭绝事件:发生在大约4.50亿至4.40亿年前的奥陶纪晚期或奥陶纪与志留纪过渡时期。地球上生物中有27%的科与57%的属灭绝。根据化石资料研究,当时可能有一颗10公里到12公里大小的天体撞击了地球,其威力相当于100亿颗广岛原子弹爆炸,巨大尘烟包裹了地球地球进入冷化进入安第斯-撒哈拉冰河时期,海平面大幅度下降,许多动物不能适应环境而灭绝。寒武纪生命大爆发以来的地球生物遭遇了第一次大劫难, 叶足动物门古虫动物门这两类动物可能均是在这时瞬间消失的。

2、泥盆纪后期灭绝事件:发生在大约3.75亿至3.60亿年前的泥盆纪-石炭纪过渡时期。主要是海洋生物的物种灭绝,陆地生物受影响不显著。19%的科、50%的属灭绝。这次大灭绝事件持续了近200多万年,期间有多次灭绝高峰期。造礁生物消失,竹节石类、腕足动物的3个目、四射珊瑚10多个科灭亡,被称为凯勒瓦瑟尔事件,又称弗朗斯-法门事件。海洋生物遭到重创,78%的海洋物种灭绝。该灭绝事件为五次物种大灭绝中时间持续最长的。

第二次生物大灭绝进化之道的一个重大的突破,最早的陆地脊椎动物提塔利克鱼登上了陆地。如果没有能在陆地行走的提塔利克鱼,就没有今天的人类。提塔利克鱼的一支进化成更先进的物种:鱼石螈。鱼石螈是包括人类在内的所有四足脊椎动物的祖先,它们迅速代替节肢动物成为陆地霸主。

由于第二次生物灭绝事件持续时间很长,其根源很难辨识。可能的生物学原因是在此前的泥盆纪陆生植物大量繁育,导致地球大气中氧含量的增加、二氧化碳的大幅减少,地球进入卡鲁冰河时期所致。

此次大灭绝中受影响最大的是那些生活在暖水中的物种,因此很多科学家认为造成这次大灭绝事件的原因,是一次与奥陶纪末相似的全球变冷事件。根据这一理论,晚泥盆世的大灭绝是由冈瓦纳大陆的另一次冰川作用引发的,巴西北部这一时期的沉积物中有证据支持这一假设。此期间的彗星撞击事件曾被认为可能是这次大灭绝的诱因。加拿大古生物学家迪格比迈凯轮在1969年提出泥盆纪灭绝事件是由小行星撞击造成的。然而,尽管有晚泥盆世碰撞事件(见的阿拉莫火球影响),但是没有存在一个足够大的泥盆纪火山口的证据支持。

也被称为由于​西伯利亚地区的海床裂缝中喷出超级地幔柱引发的全球性气象生态灾难,故也有人称之为超级地幔柱灭绝事件

​3、二叠纪-三叠纪灭绝事件:发生在大约2.51亿年前的二叠纪-三叠纪过渡时期。这是地球上发生的最大规模的物种灭绝事件,许多动物门类整个目或亚目全部灭亡,地球表面上所有生命几乎扫荡殆尽,史称“大灭绝之母”或“大灭亡”。曾普遍生长的舌羊齿植物群,二叠纪末几乎全部绝灭;早古生代繁盛的三叶虫全部消失;蜓类原有40多个属,该世结束时全然无存;菊石有10个科绝灭;腕足类在同期大约有140个属所余无几。总共57%的科、83%的属(53%的海洋生物的科, 84%的海洋生物的属, 大约96%的海洋生物的种, 估计有70%的陆地生物包括昆虫的物种灭绝了。

科学家认为,在二叠纪曾经发生海平面下降和大陆漂移。 那时,所有的大陆聚集成了一个联合的古陆-盘古大陆,富饶的海岸线急剧减少,大陆架也缩小了,盘古大陆形成后改变了地球环流与洋流系统,全球生态系统经受了巨大的变化。当浅层的大陆架暴露出来后,原先埋藏在海底的有机质被氧化,加之西伯利亚大规模玄武岩火山喷发造成的附近浅海区释放大量可燃冰,这个过程消耗了氧气,释放二氧化碳,造成全球暖化和海洋酸化 。 大气含氧量降低、气温升高和海洋酸化、洋流滞止使无论陆地还是海洋生物遭遇灭顶之灾。地层中大量沉积的富含有机质的页岩是这场灾难的证明。

4、三叠纪-侏罗纪灭绝事件:估计有76%的物种灭绝,其中主要是海洋生物。2.03亿年前,地球正处于三叠纪晚期。此时的地球陆地还只是一块盘古大陆。但随着软流圈岩浆活动的日益剧烈,在其中形成巨大压力,最终大量岩浆由于不明原因,从美国东部以及加勒比地区喷涌而出,在地表形成一道长约2500千米,宽50米的裂缝,把盘古大陆分成两半,形成随后的劳亚大陆和冈瓦纳大陆。

滚烫的蒸汽、1800立方千米岩浆、二氧化硫、二氧化碳等有毒气体、忽冷忽热的极端气候、连下数万年的酸雨、极低的含氧量……这些因素叠加在一起,构成了第四次物种大灭绝——中大西洋岩浆区灭绝事件

5、白垩纪-第三纪灭绝事件 (缩写为K-T灭绝): 发生在距今6500万年前白垩纪末期,约75%--80%的物种灭绝。在五次大灭绝中,这一次大灭绝事件最为著名,因长达1.4亿年之久的恐龙时代在此终结而闻名。包括蛇颈龙、沧龙、翼龙。海洋中的菊石类生物也一同消失。其最大贡献在于消灭了地球上处于霸主地位的恐龙及其同类,并为哺乳动物及人类的最后登场提供了契机。

    这次生物大灭绝最流行的说法是,一颗小行星与地球发生了大碰撞,这次撞击相当于人类历史上发生过最强烈地震的100万倍,爆炸的能量相当于地球上核武器总量爆炸的l万倍,导致了2.1万立方公里的物质进入了大气中。由于大气中高密度的尘埃,太阳光不能照射到地球上,导致地球表面温度迅速降低。没有了阳光,植物逐渐枯萎死亡。没有了植物,就没有了植食性的动物,肉食性的恐龙也失去了食物来源,它们在绝望和相互残杀中慢慢地消亡。几乎所有的大型陆生动物都没能幸免于难,在寒冷和饥饿中绝望地死去。小型的陆生动物,像一些哺乳动物依靠残余的食物勉强为生,终于熬过了最艰难的时日,等到了古近纪陆生脊椎动物的再次大繁荣。

地球生命24h演化进程

​6、人类世之第六次物种大灭绝:《纽约客》环境观察员和评论员伊丽莎白·科尔伯特Elizabeth Kolbert全球热销作品《大灭绝时代》The Sixth Extinction,指证地球正面临第六次大灭绝,其特征是第一次“由某个单一物种引起其他物种大规模灭绝”的事件,即“人类世灭绝事件”。

​*在澳大利亚西南方向的大堡礁是地球生命创造出来的奇观之一,也是人类趋之若鹜的游览胜地之一。即便你没去过那里,一定也曾经在电视上看见过这样的景象:身着潜水服的人类像鱼儿一样自由地穿梭在五光十色的鱼群与珊瑚之间。   但是,很少有人体验过大堡礁另一面的壮美:太阳刚刚落山,海平面降至了一天中的低潮时分,你独自一人,或与三两好友相伴,漫步在平整的珊瑚礁上,它们像是随意拼接的一块块桌台,在刚刚没过脚踝的清浅海水下延伸到无尽的远方。在你的脚边,既有迟缓的蠵龟、变色的章鱼、困在浅水中的豹纹鲨,也有发光的水母、闪亮的海星、五颜六色的巨蛤,以及塞满珊瑚间沟壑的巨大海参。若你驻足远眺,无论望向何方,看不到岛屿,更看不到陆地,目力所及之处全是无边无际的大海。在你的头顶上,没有任何人造光线干扰的星空,闪耀着与远古时代一般无二的璀璨光芒。你会感到自己如同是站在已知世界的边缘,面对着一片从未有人类踏足过的异世界。”

   这便是在《大灭绝时代》一书中,作者伊丽莎白·科尔伯特用她细腻而动人的笔触为读者描绘的诸多亲身经历之一。刚刚获得了2015年“普利策奖”最佳非虚构类写作奖的这本书不是小说,但却比小说还要精彩。它带着读者行走于世界各地,亲眼目睹一批又一批物种发生在当下的灭绝过程;间或又沉钩史海,呈现了“物种大灭绝”这个科学概念的前世今生;同时还与众多不同领域的科学家一道,通过严谨的调查与分析,一环紧扣一环地追踪着导致大灭绝的罪魁祸首。或许在很多人意料之中的是,我们人类自己很可能就是这场新时代大灭绝背后的真凶;然而在很多人意料之外的是,自从我们人类开始行走于地球表面之上,便已揭开了这场杀戮的序幕。 

揆诸前几次大灭绝,无论是冰川作用下的奥陶纪晚期大灭绝,还是变暖作用下的二叠纪末期大灭绝,都是因气候变化引起。而白垩纪末期小行星撞击地球,则可能引发诸如气候变化、放射性尘埃、河流改道、生物入侵这样连锁多样的灭绝因素。这些因素,今天的人类完全可以原样复制。核大战自不必说,开着私家车上班,固然不比一颗燃烧的小行星拖着长长的尾巴撞击地球那样惊心动魄,但其积累的环境效应却是有过之而无不及。

今日人类对地球环境的最大“贡献”,可能就是碳排放量的急剧增加。不过,就如科尔伯特所言,排放的数量并不重要,重要的是其速率。前工业革命时代,人类的碳排放完全可以经由岩石风化等自然作用消弭而达到长期平衡,但今天的自然作用完全跟不上碳排放的速率。大量温室气体(主要是二氧化碳)持续推高地球表面的温度,进入海洋则使海水变酸。海水变酸的恶果目前已经显现,那就是大量“钙化者”生物,比如珊瑚和其他贝类种群数量的骤减,而任何生物种群数量的骤减都将引起整个食物链的剧烈震荡。

在哥伦比亚大学拉蒙特多尔蒂地球观测所,巴贝尔·霍尼施领导的一组科学家近期发表了一篇综述,总结了在地质历史的久远过去曾经发生过二氧化碳改变的证据。文中写道,即使在历史上发生过若干次严重的海洋酸化,但是“没有任何一次过去的事件完全符合”当前正在发生的情况,这是由于“目前正在进行的二氧化碳排放有着前所未有的高速”。实际上,本来就没有多少方法可以向空气中迅速注入数亿吨的碳。对于二叠纪末期大灭绝,人们能找到的最佳解释就是今天西伯利亚地区的大规模火山爆发。但即使是这样一个形成了今天所谓西伯利亚暗色岩的壮阔事件,其所排放的碳按年来计算,可能仍不及我们的汽车、工厂以及发电厂的碳排放量。

通过燃烧煤和石油等矿藏,人类把数千万年来——大多数情况下是数亿年来——所隔绝起来的碳重新释放到空气中。在这个过程中,我们不仅是在开地质历史的倒车,并且是以一种极不正常的速度。

在学术期刊《海洋学》的一期特刊中,宾夕法尼亚州立大学的地质学家李·孔普和布里斯托尔大学的气候模型学家安迪·里奇韦尔共同撰文评述酸化问题:“当前地球所经历的就像是一场巨型实验,这在地质学上是异乎寻常的,也很可能是地球历史上前所未有的。造成这一切的关键就是二氧化碳的排放速率。”如果人类在这条路上持续走下去的话,“那么在我们这颗星球的历史上,人类世留下的地质学印记所体现出来的事件,即便不是最为灾难性的事件之一,也一定是最为显著的事件之一”。

科尔伯特说人们关不关心环境问题根本不重要,因为事实就摆在那里——我们已经改变了世界。人类留给地球最深刻也最持久的“遗产”,或许就是“我们无意间决定了哪条演化之路要继续走下去,而哪条演化之路要永久关闭。”只不过,无论科技如何爆炸、经济如何发展,人类仍要依赖地球的生物系统和地理化学系统。因此,人类也将永远无法自外于这份由其亲手赠与并打开的潘多拉魔盒。科尔伯特之所以没有在书中流露任何或乐观或悲观的姿态,端在于主动权掌握在现在以及未来的全体人类手中,并由其作出选择。 


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