前幾天在豆瓣上看到有人發(fā)這樣的日志。但我覺得不夠詳盡,而且似乎是沒有附圖的版本,所以轉(zhuǎn)過來配上圖。原文在這里。
一、冥古宙(地球形成——38億年前) 1.古地理 地球從46億年前形成,從一個(gè)熾熱的巖漿球逐漸冷卻固化(計(jì)算表明僅需1億年),出現(xiàn)原始的海洋、大氣與陸地,但仍然是地質(zhì)活動(dòng)劇烈、火山噴發(fā)遍布、熔巖四處流淌,在41億年前到38億年前地球持續(xù)遭到了大量小行星與彗星的轟擊。冥古宙在38億年前結(jié)束后,內(nèi)太陽(yáng)系不再有大規(guī)模撞擊事件。 因?yàn)檫@個(gè)時(shí)期的巖石幾乎沒有保存到現(xiàn)在的(已知的地球最古老的巖石位于北美地臺(tái)蓋層的艾加斯塔片麻巖及西澳洲那瑞爾片麻巖層的杰克希爾斯部分),所以并沒有正式的細(xì)分。但月巖從40多億年前就比較好的保存下來,因此月球地質(zhì)年代的某些主要?jiǎng)澐挚蓞⒄沼糜诘厍虻内す胖鎰澊?。冥古宙的最后一個(gè)代對(duì)應(yīng)為月球地質(zhì)年代中的早雨海世,以月球的東海撞擊事件為結(jié)束時(shí)間(約為38.4億年),這也是內(nèi)太陽(yáng)系的后期重轟擊期的結(jié)束標(biāo)志。 零散的鋯石結(jié)晶沉積在西加拿大和西澳的杰克山中的沉積物里,對(duì)鋯石的研究發(fā)現(xiàn),液態(tài)水必然已存在了有四十四億年之久,非常接近地球形成的時(shí)刻。 2.氣候 在形成地球的物質(zhì)當(dāng)中,曾經(jīng)存在過大量的水。在地球的形成時(shí)期,其質(zhì)量比現(xiàn)在的小,水分子也就更容易掙脫重力。據(jù)推測(cè),當(dāng)時(shí)氫氣和氦氣在大氣層中持續(xù)不斷地逸散,然而,現(xiàn)時(shí)大氣中高密度的稀有氣體卻相對(duì)缺乏,這表明,在早期大氣層中可能發(fā)生過什么劇變。 有理論認(rèn)為,在地球的年輕時(shí)期,它的一部分曾受過撞擊而分裂,分裂出去的部分后來形成了月球。然而,在這種說法下,撞擊應(yīng)該會(huì)令一到兩個(gè)大區(qū)域融化,現(xiàn)時(shí)的組成成份卻與完全融化的假設(shè)并不相符,事實(shí)上也很難將巨大的巖石完全融化并混在一起。不過相當(dāng)一部分的物質(zhì)仍被此次撞擊所蒸發(fā),在這顆年輕的行星周圍形成了一個(gè)由巖石蒸汽組成的大氣層。 巖石蒸汽在兩千年間逐漸凝固,留下了高溫的易揮發(fā)物,之后有可能形成了一個(gè)混有氫氣和水蒸氣的高密度二氧化碳大氣層。另外,盡管當(dāng)時(shí)表面溫度有230℃,但液態(tài)的海洋依然能夠存在,這得益于CO2大氣層帶來的高氣壓。隨著冷凝過程繼續(xù)進(jìn)行,海水通過溶解作用除去了大氣中的大部分CO2,不過其含量水平在新地層和地幔循環(huán)出現(xiàn)時(shí)產(chǎn)生了激烈的震蕩。
二、太古宙(38-25億年前) 1.古地理 太古宙起始于內(nèi)太陽(yáng)系晚期重轟擊期的結(jié)束,地球巖石開始穩(wěn)定存在并可以保留到現(xiàn)在。太古宙結(jié)束于25億年前的大氧化事件,以甲烷為主的還原性的太古宙原始大氣轉(zhuǎn)變?yōu)檠鯕庳S富的氧化性的元古宙大氣,并導(dǎo)致了持續(xù)3億年的地球第一個(gè)冰期——休倫冰期。 太古宙形成的地殼厚度還不大,同時(shí)尚未進(jìn)行充分的分異過程。由于地殼厚度較小,幔源物質(zhì)容易沿裂隙上行,常有大規(guī)模的超基性、基性斷裂噴溢活動(dòng)。此外,也有頻繁的中酸性巖漿活動(dòng)和火山活動(dòng)。多次的巖漿活動(dòng)、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使巖石變質(zhì)很深,再加上缺少生物化石,給恢復(fù)古地理面貌和沉積環(huán)境造成很大困難。 在當(dāng)今大陸殼的范圍內(nèi),長(zhǎng)期處于活動(dòng)不穩(wěn)定狀態(tài),陸表海占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。 在太古代中晚期,隨著陸殼某些部分開始固結(jié)硬化,終于形成了穩(wěn)定的基底地塊——陸核。陸核的形成標(biāo)志著地殼構(gòu)造發(fā)展的第一大階段的結(jié)束。 太古宙有多少次構(gòu)造運(yùn)動(dòng),目前研究的很不清楚。在世界范圍內(nèi)可能有3次主要的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),在中國(guó)比較確認(rèn)的是太古宙晚期的阜平運(yùn)動(dòng)。 大約在30億年前,出現(xiàn)了目前已知最早的大陸——烏爾大陸(Ur),它可能是當(dāng)時(shí)地表上面積最大的大陸,甚至是唯一的大陸,但其面積可能比今日的澳洲大陸還小。其名稱是以希臘神話中的烏拉諾斯(Uranus)為名。 烏爾大陸后來分裂成Nena大陸與Atlantica大陸,經(jīng)過長(zhǎng)期演變后,這些大陸在10億年前形成新的超大陸,羅迪尼亞大陸。烏爾大陸的殘余部份經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的演變,仍可在斯堪地那維亞、非洲、印度、馬達(dá)加斯加、澳洲等地,找到找到昔日烏爾大陸的巖石。 而超大陸瓦巴拉大陸則存在于約36億至28億年前。 再往后的超大陸叫凱諾蘭大陸,存在于約27億至21億年前。 2.氣候 在太古宙,海水中所含的鹽分比現(xiàn)在要低,富含氯化物。大氣成分以水蒸氣、二氧化碳、硫化氫、氨、甲烷、氯化氫等為主,處于缺氧的還原狀態(tài),由此在太古宙地層中形成了豐富的普遍由低價(jià)鐵沉積而成的鐵礦。 3.生物 研究者認(rèn)為最早的生命誕生于距今約36億年前,但已知最古老的化石在南非發(fā)現(xiàn)的32億年前的超微化石——古桿菌和巴貝通球藻。這是最原始的原核生物。在南非的布拉維群灰?guī)r中,還發(fā)現(xiàn)了31億年前的藍(lán)綠藻類形成的大型化石疊層石。
三、元古宙(25——5.4億年前) 1.地臺(tái)的形成 通過元古宙的兩次主要的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),陸核進(jìn)一步擴(kuò)大,形成規(guī)模較大的穩(wěn)定地區(qū),成為原地臺(tái)。到中元古代晚期,原地臺(tái)進(jìn)一步擴(kuò)大,在世界上終于出現(xiàn)了若干大規(guī)模穩(wěn)定的古地臺(tái)。由陸核到原地臺(tái)和古地臺(tái),是陸殼構(gòu)造發(fā)展的第二個(gè)階段。 2.哥倫比亞大陸的形成 新的超大陸哥倫比亞大陸(Columbia supercontinent,或稱為Nuna、Hudsonland)一般認(rèn)為存在于古元古代的15到18億年前。該大陸由許多后來形成勞倫大陸、波羅地大陸、烏克蘭地盾、亞馬遜克拉通、澳洲大陸,可能還包含西伯利亞大陸、華北陸塊、喀拉哈里克拉通的許多原始克拉通組成。哥倫比亞大陸目前是依照古地磁資料證明其存在。([注]克拉通:地臺(tái)和地盾的統(tǒng)稱,僅在大陸使用。) 哥倫比亞大陸預(yù)測(cè)從北到南跨越12900公里,從東到西最寬處4800公里。今日印度東岸與北美洲西岸相連,而澳洲大陸南部與今日加拿大西部相連。南美洲因?yàn)樾D(zhuǎn)的關(guān)系,今日巴西的西緣和北美洲東部排在一起,形成了延伸至今日斯堪地納維亞的大陸邊緣。 哥倫比亞大陸于16億年前開始分裂。相關(guān)的大陸漂移有沿著勞倫大陸西緣(荷貝爾特—普爾瑟爾超群)、印度東部(默哈訥迪與哥達(dá)瓦里)、波羅地大陸南緣(泰勒馬克超群)、西伯利亞東南緣(里菲超群)、南非東北緣(喀拉哈里銅礦帶)與華北陸塊北緣(渣爾泰-白云鄂博帶)。分裂原因一般認(rèn)為是非造山的巖漿活動(dòng)相當(dāng)普遍。 分裂的各陸塊則在約5億年后形成羅迪尼亞大陸。 3.羅迪尼亞大陸的形成 羅迪尼亞大陸(Rodinia,來自俄語(yǔ) родина,祖國(guó))是古代地球曾經(jīng)存在的超大陸。根據(jù)板塊重構(gòu),羅迪尼亞大陸存在于新元古代(11.5億到7億年前)。 羅迪尼亞大陸的分布可能以赤道以南為中心。而羅迪尼亞大陸的中心一般認(rèn)為是北美洲克拉通,在東南側(cè)則是東歐克拉通(之后形成波羅地大陸)、亞馬遜克拉通和西非克拉通環(huán)繞。在南邊則是拉普拉塔克拉通和圣法蘭西斯科克拉通;在西南則是剛果克拉通和喀拉哈里克拉通;在東北則是澳洲大陸、印度次大陸和東南極克拉通。北邊則是西伯利亞大陸、華北陸塊、華南陸塊,但確定位置還難以判定。 羅迪尼亞大陸形成前的古地理所知甚少,古地磁和地質(zhì)資料僅能讓我們完整重構(gòu)羅迪尼亞大陸分裂之后的狀態(tài)。目前能確定的是羅迪尼亞大陸大約在11到10億年前形成,7億5千萬年前分裂。羅迪尼亞大陸則是由超級(jí)海洋米洛維亞(來自俄語(yǔ) мировой,全球的)環(huán)繞。 4.氣候 由于藻類植物日益繁盛,它們通過光合作用不斷吸收大氣中的CO2,放出O2,從中元古代開始,地層開始有含鐵紫紅色石英砂巖及赤鐵礦層形成,說明當(dāng)時(shí)大氣中已含有相當(dāng)多的游離氧。大氣及水體中氧的增多,給生物的發(fā)展和演化準(zhǔn)備了物質(zhì)條件。 5.從原核生物到真核生物、從單細(xì)胞到多細(xì)胞 太古宙出現(xiàn)的菌類和藍(lán)綠藻類,到元古宙得到進(jìn)一步發(fā)展,藍(lán)綠藻群體活動(dòng)所形成的疊層石在巖層中廣泛分布。近年在中國(guó)北部中元古代地層發(fā)現(xiàn)了最古老的真核細(xì)胞生物化石丘阿爾藻,距今16-17億年。而在新元古代,則出現(xiàn)了最早的多細(xì)胞宏觀藻類植物群。 (一)成冰紀(jì)(Cryogenian,符號(hào)NP2)(8.5——6.3億年前) 1.大冰期的到來 前寒武紀(jì)晚期的地球氣候是非常寒冷的。我們可以在所有鄰近大陸上找到冰河的證據(jù),但是為什么嚴(yán)寒的氣候如此廣泛地分布各地,至今仍困惑著地質(zhì)學(xué)家們,曾經(jīng)有很多假設(shè)被提出來,卻一一都被否定。其中一個(gè)假設(shè)認(rèn)為:地球曾經(jīng)傾斜到北極一側(cè)向著太陽(yáng),而南極一側(cè)則背對(duì)著太陽(yáng),這樣的情形導(dǎo)致地球有一半會(huì)受到太陽(yáng)持續(xù)燒烤6個(gè)月,而另一半的地球則有6個(gè)月冷到結(jié)冰。雖然可能,但是并沒有任何一種機(jī)制可以說明地球的自轉(zhuǎn)軸可以傾斜到如此極端的狀況。 另一個(gè)不盡相同的假設(shè)認(rèn)為地球曾經(jīng)被由巖石或冰所組成的"環(huán)"所圍繞,就像今天的土星和海王星一樣,這個(gè)"環(huán)"造成了地球上的陰影,冷卻了地球上的氣候。然而并沒有任何有關(guān)這個(gè)環(huán)的遺跡曾經(jīng)被發(fā)現(xiàn)過。 而目前最受認(rèn)同的假設(shè)則是認(rèn)為,當(dāng)時(shí)整個(gè)地球的海洋都被冰凍,成為一個(gè)巨大的雪球,這個(gè)雪球假說(Snowball Earth)同時(shí)可以解釋表層巖石中,同位素異常的特征。 現(xiàn)在我們知道在前寒武紀(jì)的晚期其實(shí)并沒有不尋常的現(xiàn)象進(jìn)行,這三個(gè)假說由于沒有把當(dāng)時(shí)古地理圖分析仔細(xì),而顯得有些解釋得太過頭,對(duì)于前寒武紀(jì)"冰室世界"的神秘,我們今天已經(jīng)能夠加以解釋,那是因?yàn)楫?dāng)時(shí)大陸的碰撞與超大陸的形成,許多大陸不是緊鄰北極就是南極,導(dǎo)致全世界進(jìn)入一個(gè)全球的"冰室"(就像今天的世界),不過當(dāng)時(shí)位于赤道附近的澳洲卻出現(xiàn)冰的遺跡,則是個(gè)很有趣的例外。 2.羅迪尼亞大陸的分裂 早在8億到8.5億年前,,一道斷裂帶在今日的澳洲大陸、南極洲東部、印度、剛果克拉通、喀拉哈里克拉通之間形成,之后在勞倫大陸、波羅地大陸、亞馬遜克拉通、西非克拉通、圣弗朗西斯科克拉通也形成斷裂帶,斷裂后形成埃迪卡拉紀(jì)的阿達(dá)馬斯托洋。 大約7.5億年前,羅迪尼亞大陸分裂成原勞亞大陸、剛果克拉通、原岡瓦那大陸(岡瓦那大陸除去剛果地盾與南極洲)。原勞亞大陸進(jìn)一步分裂,朝南極移動(dòng)。原岡瓦納大陸逆時(shí)針反轉(zhuǎn)。在6億年前,剛果克拉通位于原勞亞大陸各大陸與原岡瓦那大陸之間,三者聚合成潘諾西亞大陸。 (二)埃迪卡拉紀(jì)(Ediacaran)又稱震旦紀(jì)(6.2——5.4億年前) 1.潘諾西亞大陸的形成與分裂 潘諾西亞大陸(Pannotia)是個(gè)理論上的史前超大陸,形成于6億年前的泛非造山作用,并在5億4000萬年前的前寒武紀(jì)分裂。 潘諾西亞大陸的大部分位于極區(qū)之內(nèi),而證據(jù)顯示這個(gè)時(shí)代有大面積的冰河覆蓋者,遠(yuǎn)大于地質(zhì)時(shí)代的任何時(shí)期。潘諾西亞大陸的形狀類似V字形,開口往東北。開口內(nèi)側(cè)為泛大洋,海底有中洋脊,是今日太平洋的前身。潘諾西亞大陸的外側(cè)環(huán)繞者泛非洋。 潘諾西亞大陸的存在時(shí)間很短。組合潘諾西亞的各大陸,是以錯(cuò)動(dòng)方式聚合。在5.4億年前,或潘諾西亞大陸形成的6000萬年后,潘諾西亞大陸分裂成四個(gè)大陸:勞倫大陸、波羅地大陸、西伯利亞大陸、岡瓦那大陸。 2.最早的動(dòng)物出現(xiàn) 最古老的動(dòng)物遺跡可追溯至十億年前,但最早的動(dòng)物化石出現(xiàn)于約六億年前的埃迪卡拉紀(jì)。埃迪卡拉動(dòng)物群因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)于南澳的埃迪卡拉山而得名。 埃迪卡拉動(dòng)物和今天的大多數(shù)動(dòng)物不同,它們既沒頭、尾、四肢,又沒嘴巴和消化器官,因此它們大概只能從水中攝取養(yǎng)份。大多的埃迪卡拉動(dòng)物固著在海底,和植物十分相近,其他的則平躺在淺海處,等待營(yíng)養(yǎng)順?biāo)鞫蜕祥T來。埃迪卡拉動(dòng)物化石出土越多,反而越?jīng)]有規(guī)律。有幾種化石比較像后來動(dòng)物的先驅(qū)。 在埃迪卡拉紀(jì)末期,埃迪卡拉動(dòng)物分成兩支,它們有的成功演化成更有活力,更具進(jìn)攻性的動(dòng)物,有的則走向滅亡。而它們的特征也永遠(yuǎn)消失于歷史舞臺(tái)上。 四、顯生宙(5.4億年前——現(xiàn)在) (一)古生代(5.4——2.5億年前)
(1)寒武紀(jì)(5.43——4.9億年前) 寒武紀(jì)(Cambrian)是顯生宙(Phanerozoic)的開始,名字來自于英國(guó)威爾士的一個(gè)古代地名羅馬名稱“Cambria”,該地的寒武紀(jì)地層被最早研究。中文名稱源自舊時(shí)日本人使用日語(yǔ)漢字音讀的音譯名“寒武紀(jì)”(音讀:カンブキ 羅馬字:kan bu ki)。 1.海洋占優(yōu)勢(shì)的世界 在5.4億年前,或潘諾西亞大陸形成的6000萬年后,潘諾西亞大陸分裂成四個(gè)大陸:勞倫大陸、波羅地大陸、西伯利亞大陸、岡瓦那大陸。泛大洋隨者潘諾西亞大陸的分裂而擴(kuò)張。寒武紀(jì)氣候溫暖,海平面升高,淺海淹沒了大片的低洼地。這種淺海地帶為新的物種誕生創(chuàng)造了極為有利的條件。 2.寒武紀(jì)生命“大爆炸” 在寒武紀(jì)開始后的短短數(shù)百萬年時(shí)間里,包括現(xiàn)生動(dòng)物幾乎所有類群祖先在內(nèi)的大量多細(xì)胞生物突然出現(xiàn),這一爆發(fā)式的生物演化事件被稱為寒武紀(jì)生命“大爆炸”。帶殼、具骨骼的海洋無脊椎動(dòng)物趨向繁榮,它們營(yíng)底棲生活,以微小的海藻和有機(jī)質(zhì)顆粒為食物,其中,最繁盛的是節(jié)肢動(dòng)物三葉蟲,故寒武紀(jì)又稱為“三葉蟲時(shí)代”,其次是腕足動(dòng)物、古杯動(dòng)物、棘皮動(dòng)物和腹足動(dòng)物。
(2)奧陶紀(jì)(4.9——4.38億年前) 奧陶紀(jì)(Ordovician)是英國(guó)地質(zhì)學(xué)家C.拉普沃思于1879年用Ordovices命名的,Ordovices是威爾士地區(qū)的一古民族名“奧陶”一詞系Ordovices的日文漢語(yǔ)音譯。 1.古地理 在奧陶紀(jì)時(shí),許多張裂的海盆使得古大陸勞倫西亞、波羅的、西伯利亞和岡瓦納大陸分離開來,包括古大西洋(Iapetus Ocean)隔開了波羅的和西伯利亞大陸,后來古大西洋閉合時(shí),形成了加里東山脈(Caledonide Mts.)以及北阿巴拉契亞山脈(Appalachian Mts.)。還有古地中海(Paleo-Teyhys Ocean)把岡瓦納大陸從波羅的和西伯利亞大陸分隔了開來,而巨大的古大洋(Panthalassic Ocean)則覆蓋了當(dāng)時(shí)大部分的北半球。 2.氣候——從溫暖到嚴(yán)寒 奧陶紀(jì)早、中期繼承了寒武紀(jì)的氣候,氣候溫暖、海侵廣泛,溫暖的海水把石灰?guī)r和鹽巖沉淀在岡瓦納大陸的赤道地區(qū)(Australia澳洲、India印度、China中國(guó)與Antarctica南極洲);奧陶紀(jì)晚期則進(jìn)入了一個(gè)大冰期。冰原的厚度可以達(dá)到3 km,覆蓋了非洲(Africa)的北部與中部的大部分以及部分的南美洲(Amazonia,亞馬遜盆地)。 3.生物——最早的魚類出現(xiàn) 奧陶紀(jì)中期,在北美落基山脈地區(qū)出現(xiàn)了原始脊椎動(dòng)物異甲魚類——星甲魚和顯褶魚,在南半球的澳大利亞也出現(xiàn)了異甲魚類。 海生無脊椎動(dòng)物空前發(fā)展,其中以筆石、三葉蟲、鸚鵡螺類和腕足類最為重要。 珊瑚自中奧陶世開始大量出現(xiàn),復(fù)體的珊瑚雖說還較原始,但已能夠形成小型的礁體。 植物仍以海生藻類為主,但淡水植物據(jù)推測(cè)可能在奧陶紀(jì)也已經(jīng)出現(xiàn)。 4.第一次物種大滅絕 在距今4.4億年前的奧陶紀(jì)末期,是地球史上第三大的物種滅絕事件,約85%的物種滅亡。古生物學(xué)家認(rèn)為這次物種滅絕是由全球氣候變冷造成的。在大約4.4億年前,現(xiàn)在的撒哈拉所在的陸地曾經(jīng)位于南極,當(dāng)陸地匯集在極點(diǎn)附近時(shí),容易造成厚厚的積冰---奧陶紀(jì)正是這種情形。大片的冰川使洋流和大氣環(huán)流變冷,整個(gè)地球的溫度下降了, 冰川鎖住了水,海平面也降低了,原先豐富的沿海生物圈被破壞了,導(dǎo)致了85%的物種滅絕。
(3)志留紀(jì)(4.38——4.1億年前) 志留紀(jì)(Silurian)是古生代的第三個(gè)紀(jì)?!爸玖簟币辉~源自英國(guó)東南威爾士一個(gè)古代部族(Silures)居住的地方名“Siluria”。日文音譯,我國(guó)沿用。 1.古地理 志留紀(jì)時(shí)期全球主要的地塊有岡瓦納、勞倫、歐洲(波羅的海)、西伯利亞、科累馬、哈薩克斯坦、中朝、塔里木、華南等9個(gè)。其中最大的是岡瓦納地塊,集中在南半球的高緯度區(qū)。其他地塊則分布在當(dāng)時(shí)的中、低緯度區(qū),特別是低緯度區(qū)。 介于勞倫和歐洲兩大板塊之間的海洋為古大西洋(加里東海)。這一古洋在加里東末期一度閉合,形成加里東褶皺帶。勞倫板塊與之間的前阿巴拉契亞洋閉合后形成阿巴拉契亞褶皺帶。勞倫板塊與歐洲板塊在志留紀(jì)末期相遇碰撞,形成廣泛沉積老紅砂巖的歐美大陸。 當(dāng)時(shí)的西伯利亞板塊與現(xiàn)今的地理方位幾乎轉(zhuǎn)了180°哈薩克斯坦板塊是由數(shù)個(gè)中間地塊聯(lián)合而成,介于西伯利亞與塔里木兩個(gè)板塊之間。無論從動(dòng)物群特征或海相紅層等沉積特征來看,都表明塔里木介于中朝與華南二板塊之間。中朝與華南兩個(gè)板塊之間為秦嶺洋。 2.氣候 志留紀(jì)初期,南極冰蓋迅速消融,導(dǎo)致志留紀(jì)海洋和大氣環(huán)流減弱,緯向氣候分帶不明顯,深海部分相對(duì)較暖,含氧量較低,易成滯流。因此,除高緯度的岡瓦納大陸外,其他各板塊大都處于干熱或溫暖的氣候條件下。 3.生物——最早的陸地植物出現(xiàn) 這個(gè)時(shí)期最大的特點(diǎn)是植物開始登上陸地。作為陸生高等植物的先驅(qū),低等維管束植物開始出現(xiàn)并逐漸占領(lǐng)陸地,其中,裸蕨類和石松類是目前已知最早的陸生植物。 伴隨著陸生植物的發(fā)展,志留紀(jì)晚期還出現(xiàn)了最早的昆蟲和蛛形類節(jié)肢動(dòng)物。 在海中出現(xiàn)了有頜骨的魚類--棘魚類,棘魚類演化出了鰓蓋骨,為隨后魚類等高等脊椎動(dòng)物的大發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 海洋無脊椎動(dòng)物發(fā)生了重要的更新,繁盛一時(shí)的三葉蟲逐漸衰退,板足鱟類開始興起,是當(dāng)時(shí)海洋節(jié)肢動(dòng)物中個(gè)體最大的種類。 海中有成群的珊瑚聚集生活,最后形成珊瑚礁。
(4)泥盆紀(jì)(4.1——3.54億年前) “泥盆”(Devon)來自日語(yǔ),是英國(guó)英格蘭西南半島上的一個(gè)郡名的日語(yǔ)音譯(現(xiàn)稱德文郡,Devonshire),日語(yǔ)中“泥”讀dee,“盆”讀bon,所以日本人就用漢字“泥盆”翻譯英文Devon。泥盆紀(jì)是英國(guó)地質(zhì)學(xué)家塞奇威克(A.Sedgwick)和默奇森(R.I.Muchison)研究了該郡的“老紅砂巖”后,于1839年命名的。 1.古地理 由于早古生代加里東運(yùn)動(dòng)影響的結(jié)果,同時(shí),從泥盆紀(jì)開始,地球又開始發(fā)生了海西運(yùn)動(dòng)。因此,泥盆紀(jì)時(shí)許多地區(qū)升起,露出海面成為陸地,古地理面貌與早古生代相比有很大的變化。 岡瓦納古陸是最完整、最大的古陸,包括已知大陸殼的一半以上,圍繞南極地區(qū)分布。由現(xiàn)在的非洲、阿拉伯半島、馬達(dá)加斯加、南美、印度、澳大利亞、新西蘭、南極和可能的南歐、土耳其、阿富、伊朗、中國(guó)西藏等組成。 勞亞大陸的西部,由勞倫古陸和波羅的古陸構(gòu)成超大陸,亦稱歐美聯(lián)合大陸。勞倫古陸以北美地臺(tái)為主體,加上蘇格蘭、部分的愛爾蘭。波羅的古陸主要包括烏拉爾以西的俄羅斯地臺(tái)、芬蘭、斯堪的納維亞半島。歐美聯(lián)合大陸的陸相沉積含有近似的非海相和淡水的魚化石、植物化石。 歐美聯(lián)合大陸以東為一些分散的大型陸塊或小型至微型陸地群組成,其中,以西伯利亞、哈薩克斯坦、華北和華南古陸較大。后者的位置接近赤道附近和北半球中緯帶。西伯利亞則處于高緯帶。 泥盆紀(jì)時(shí)的海水覆蓋面積約占地球的85%,其分布特點(diǎn)包括廣闊的構(gòu)成北半球的古太平洋,位于岡瓦納古陸以北的古地中海和各陸塊之間狹窄的陸間海,以及大陸之上的陸表海。 2.氣候 化石記錄說明遠(yuǎn)至北極的地區(qū)當(dāng)時(shí)處于溫帶氣候。 3.生物——最早的兩棲類和裸子植物出現(xiàn) 脊椎動(dòng)物中魚類(包括甲胄魚、盾皮魚、總鰭魚等)空前發(fā)展,故泥盆紀(jì)又有“魚類時(shí)代”之稱。晚期甲胄魚趨于絕滅,原始兩棲類(迷齒類(Labyrinthodontia)(亦稱堅(jiān)頭類)開始出現(xiàn)。 無脊椎動(dòng)物除珊瑚、腕足類和層孔蟲(Stromatoporoidea,腔腸動(dòng)物門,水螅蟲綱的一個(gè)目)等繼續(xù)繁盛外,還出現(xiàn)了原始的菊石(Ammonites,屬軟體動(dòng)物門,頭足綱的一個(gè)亞綱)和昆蟲。 早期裸蕨繁茂,中期以后,蕨類和原始裸子植物出現(xiàn)。 4.第二次物種大滅絕 第二次物種大滅絕發(fā)生在泥盆紀(jì)晚期,其原因也是地球氣候變冷和海洋退卻。 在距今約3.65萬年前的泥盆紀(jì)后期,歷經(jīng)兩個(gè)高峰,中間間隔100萬年,是地球史上第四大的物種滅絕事件,海洋生物遭到重創(chuàng)。
(5)石炭紀(jì)(3.54——2.95億年前) 石炭紀(jì)的名字來自于上石炭紀(jì)時(shí)期在全世界各地形成的煤,1822年首見于科尼比爾 W D《英格蘭和威爾士的地質(zhì)報(bào)告》。在西歐石炭紀(jì)一般被分為上下兩個(gè)亞紀(jì),在美國(guó)分密西西比亞紀(jì)和賓夕法尼亞亞紀(jì),在俄羅斯分上中下三個(gè)亞紀(jì)。 1.古地理 在泥盆紀(jì)中北美地塊和北歐-俄羅斯地塊結(jié)合到一起。這塊大陸與后來的岡瓦那大陸的其它部分(今天的非洲、南美洲、南極洲、澳大利亞和印度)之間部分是由不同的地形組成的海洋。在上泥盆紀(jì)這些地區(qū)與北美-北歐-俄羅斯組成的大陸已開始有接觸。 石炭紀(jì)內(nèi)這個(gè)過程繼續(xù)發(fā)展,到上、下石炭紀(jì)交界的時(shí)期這個(gè)過程達(dá)到一個(gè)高潮。直到上石炭紀(jì)非洲西北部與北美之間的空隙才被填補(bǔ)。阿巴拉契亞山脈的造山運(yùn)動(dòng)完成。二疊紀(jì)內(nèi)今天的西伯利亞與俄羅斯相接,烏拉爾山脈形成,盤古大陸形成。 2.氣候——石炭-二疊紀(jì)大冰期開始 石炭紀(jì)開始時(shí)非洲的南角位于地球的南極。石炭紀(jì)中岡瓦納超大陸按順時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn),到二疊紀(jì)時(shí)南極洲位于南極。 石炭紀(jì)開始后氣溫下降,在下石炭紀(jì)就已經(jīng)有冰川形成,但到石炭紀(jì)/二疊紀(jì)間期冰川發(fā)展到了高潮期。在岡瓦納超大陸到處都可以找到冰川的痕跡。 地質(zhì)分析證明在石炭紀(jì)中氣溫比較溫暖的時(shí)期與氣溫比較寒冷的時(shí)期不斷交替。上石炭紀(jì)的大量煤的沉積可能與海面的不斷上下波動(dòng)。這個(gè)波動(dòng)可能是由于岡瓦納超大陸南部冰川的融化和延長(zhǎng)而造成的。 3.生物——最早的爬行類出現(xiàn) 在上石炭紀(jì)的末期找到了最古老的可以算作爬行動(dòng)物的骨骼化石。這時(shí)也出現(xiàn)了最早的帶有硬殼的蛋。 上石炭紀(jì)時(shí)的蕨類植物森林的規(guī)模可以從今天煤層的規(guī)模中看出來。這些成為今天的煤的植物中最主要的是鱗木目和封印木屬的植物。 最早的無翼的昆蟲在下泥盆紀(jì)時(shí)代就出現(xiàn)了,到上石炭紀(jì)已有有翼的昆蟲。這些昆蟲還無法折疊它們的翅膀(如蜻蜓等),石炭統(tǒng)煤系地層中發(fā)現(xiàn)超過500種的昆蟲。 泥盆紀(jì)海中占支配作用的帶有硬骨裝甲的魚在泥盆紀(jì)-石炭紀(jì)的大滅絕后沒有再恢復(fù)過來。石炭紀(jì)海中的主要魚類是活動(dòng)靈便的輻鰭魚類。 海百合是石炭紀(jì)出現(xiàn)的新生物,它們屬于棘皮動(dòng)物。其它留下許多化石的動(dòng)物有苔蘚蟲動(dòng)物門的動(dòng)物和希瓦格蜓和紡錘蜒,后兩者是單細(xì)胞動(dòng)物,但它們可以達(dá)到10厘米大。 石炭紀(jì)時(shí)在陸地上生活的唯一的脊椎動(dòng)物是兩棲動(dòng)物,但它們還保存著相當(dāng)?shù)乃?xí)性。由于它們?cè)陉懙厣线€沒有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,因此它們的種類非常多,有些一直長(zhǎng)到6米長(zhǎng)。
(6)二疊紀(jì)(2.95——2.5億年前) 二疊紀(jì)(Permian)是古生代的最后一個(gè)紀(jì),也是重要的成煤期。1841年英國(guó)地質(zhì)學(xué)家在烏拉爾山脈西坡發(fā)現(xiàn)一套發(fā)育完整,含有化石較多的地層,可以作為二疊紀(jì)標(biāo)準(zhǔn)剖面,并依出露地點(diǎn)卡瑪河上游的彼爾姆地區(qū)命名為Permian系,英文Permian即源于俄文的音譯。中譯二疊系是根據(jù)二分性明顯的德國(guó)地方性名稱Dyas的意譯而來。 1.古地理 二疊紀(jì)的地殼運(yùn)動(dòng)比較活躍,古板塊間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加劇,世界范圍內(nèi)的許多地槽封閉并陸續(xù)地形成褶皺山系,古板塊間逐漸拚接形成聯(lián)合古大陸(盤古大陸)。陸地面積的進(jìn)一步擴(kuò)大,海洋范圍的縮小,自然地理環(huán)境的變化,促進(jìn)了生物界的重要演化,預(yù)示著生物發(fā)展史上一個(gè)新時(shí)期的到來。 2.氣候 早二疊世的氣溫被認(rèn)為是相當(dāng)?shù)偷?,其后才逐漸改變。巨大的沙漠覆蓋了盤古大陸(Pangea)的西半部,南半球廣泛的含煤建造則標(biāo)示一種溫濕的氣候。 3.生物 脊椎動(dòng)物在二疊紀(jì)發(fā)展到了一個(gè)新階段。獸孔類是二疊紀(jì)中、晚期和三疊紀(jì)的似哺乳爬行動(dòng)物,世界各地皆有發(fā)現(xiàn)。 爬行動(dòng)物中的杯龍類在二疊紀(jì)有了新發(fā)展;中龍類游泳于河流或湖泊中,以巴西和南非的中龍為代表;盤龍類見于石炭紀(jì)晚期和二疊紀(jì)早期。 兩棲類進(jìn)一步繁盛。 魚類中的軟骨魚類和硬骨魚類等有了新發(fā)展,軟骨魚類中出現(xiàn)了許多新類型,軟骨硬鱗魚類迅速發(fā)展。 二疊紀(jì)末,海生無脊椎動(dòng)物中,四射珊瑚、橫板珊瑚、筳類、三葉蟲全都絕滅;腕足類大大減少,僅存少數(shù)類別。 早二疊世的植物界面貌與晚二疊世相似,仍以節(jié)蕨、石松、真蕨、種子蕨類為主。晚二疊世出現(xiàn)了銀杏、蘇鐵、本內(nèi)蘇鐵、松柏類等裸子植物,開始呈現(xiàn)中生帶的面貌。 4.第三次物種大滅絕——地球歷史上最嚴(yán)重的大滅絕事件 二疊紀(jì)末生了有史以來最嚴(yán)重的大滅絕事件,估計(jì)地球上有96%的物種滅絕,其中95%的海洋生物和75%的陸地脊椎動(dòng)物滅絕。三葉蟲、海蝎以及重要珊瑚類群全部消失。陸棲的單弓類群動(dòng)物和許多爬行類群也滅絕了。 這次大滅絕使得占領(lǐng)海洋近3億年的主要生物從此衰敗并消失,讓位于新生物種類,生態(tài)系統(tǒng)也獲得了一次最徹底的更新,為恐龍類等爬行類動(dòng)物的進(jìn)化鋪平了道路??茖W(xué)界普遍認(rèn)為,這一大滅絕是地球歷史從古生代向中生代轉(zhuǎn)折的里程碑。其他各次大滅絕所引起的海洋生物種類的下降幅度都不及其1/6,也沒有使生物演化進(jìn)程產(chǎn)生如此重大的轉(zhuǎn)折。 科學(xué)家認(rèn)為,在二疊紀(jì)曾經(jīng)發(fā)生海平面下降和大陸漂移,這造成了最嚴(yán)重的物種大滅絕。那時(shí),所有的大陸聚集成了一個(gè)聯(lián)合的古陸,富饒的海岸線急劇減少,大陸架也縮小了,生態(tài)系統(tǒng)受到了嚴(yán)重的破壞,很多物種的滅絕是因?yàn)槭チ松婵臻g。更嚴(yán)重的是,當(dāng)淺層的大陸架暴露出來后,原先埋藏在海底的有機(jī)質(zhì)被氧化,這個(gè)過程消耗了氧氣,釋放了二氧化碳。大氣中氧的含量有可能減少了這對(duì)生活在陸地上的動(dòng)物非常不利。隨著氣溫升高,海平面上升,又使許多陸地生物遭到滅頂之災(zāi),海洋里也成了缺氧地帶。地層中大量沉積的富含有機(jī)質(zhì)的頁(yè)巖是這場(chǎng)災(zāi)難的證明。
(二)中生代(2.5億年前——6500萬年前)
(1)三疊紀(jì)(2.5——2.05億年前) 三疊紀(jì)(Triassic)的名稱是1834年弗里德里希?馮?阿爾伯提起的,他將在中歐普遍存在的位于白色的石灰?guī)r和黑色的頁(yè)巖之間的紅色的三層巖石層統(tǒng)稱為三疊紀(jì)。今天,三疊紀(jì)被分成更多亞層。 1.古地理 盤古大陸(Pangea)的形成是始于泥盆紀(jì),經(jīng)由大陸與大陸彼此之間持續(xù)的碰撞,一直持續(xù)到三疊紀(jì)晚期,才導(dǎo)致了這塊超大陸的成形。 2.氣候 三疊紀(jì)時(shí)的氣候炎熱干燥,這形成了現(xiàn)在可以看到的當(dāng)時(shí)留下來的典型的紅色沙石。當(dāng)時(shí)季節(jié)分明,有強(qiáng)烈的雨季。在兩極比較潮濕溫和。 3.生物——最早的哺乳類和被子植物、恐龍開始出現(xiàn) 哺乳最早出現(xiàn)在三疊紀(jì)末,是屬于原獸亞目(過去單列為始獸亞目)的卵生食蟲動(dòng)物。 在三疊紀(jì)翼龍和多類的恐龍始祖類群出現(xiàn),包括了槽齒龍和板龍等等。世界上最早的烏龜——原顎龜也出現(xiàn)在三疊紀(jì)晚期。 在海洋中新的珊瑚種類誕生了,它們組成比較小的珊瑚群。軟體動(dòng)物中的鸚鵡螺從唯一幸存二疊紀(jì)-三疊紀(jì)滅絕事件的一支恢復(fù)起來,形成新的種類。一開始的魚類種類比較少,說明只有少數(shù)種類幸存了不久前的那次災(zāi)難。第一批魚龍出現(xiàn)了。 在大陸上幸存的植物有蘇鐵、石松和舌羊齒。在北半球,針葉樹比較繁茂,在南半球舌羊齒在三疊紀(jì)早期是主要樹木。 4.第4次物種大滅絕事件 三疊紀(jì)以一次滅絕事件結(jié)束,尤其對(duì)海洋生物來說它的摧毀慘重:牙形石滅絕,除魚龍外所有的海生爬行動(dòng)物消失。腕足動(dòng)物、腹足動(dòng)物和貝殼等無脊椎動(dòng)物受到巨大沖擊。在海洋中,22%的屬,大約一半的種消失。 這次滅絕事件并非在所有地方的摧殘程度都一樣。在有些地方幾乎沒有任何影響。在其它一些地方實(shí)際上所有的迷龍和大多數(shù)合弓類動(dòng)物都消失了。許多早期的恐龍也均滅絕,而那些發(fā)達(dá)一些的恐龍卻幸存了。許多槽齒目動(dòng)物也都滅絕了。幸存的植物包括針葉類和蘇鐵。 這次滅絕事件的原因還不清楚。在2.08至2.13億年以前盤古大陸開始分裂,這導(dǎo)致了強(qiáng)烈的火山運(yùn)動(dòng),這是地球大陸形成后最強(qiáng)烈的火山運(yùn)動(dòng)了。其它可能的原因有全球性的氣候冷卻或隕星。加拿大魁北克的一處隕石坑曾一度被認(rèn)作是這次滅絕事件的起因,但后來的調(diào)查認(rèn)為這個(gè)隕石坑是在2.14億年前形成的,比三疊紀(jì)的結(jié)束早了120±20萬年,因此不太可能是這次滅絕事件的直接原因。 甚至連滅絕的確切時(shí)間也不十分確定。一些研究認(rèn)為實(shí)際上當(dāng)時(shí)有兩次滅絕事件,其相隔時(shí)間是120至170萬年。 這次滅絕事件為恐龍的發(fā)展提供了巨大的機(jī)會(huì)??铸?jiān)诖撕蟮?500萬年中是地球上最主要、種類最多和數(shù)量最大的動(dòng)物群。
(2)侏羅紀(jì)(2.05——1.37億年前) 侏羅紀(jì)(Jurassic)是由亞歷桑德雷?布隆尼亞爾(Alexandre Brongniart)命名,名稱取自于德國(guó)、法國(guó)、瑞士邊界的侏羅山,侏羅山有很多大規(guī)模的海相石灰?guī)r露頭。中文名稱源自舊時(shí)日本人使用日語(yǔ)漢字音讀的音譯名“侏羅紀(jì)”(音讀:シュラキ 羅馬字:syu ra ki)。 1.古地理 侏羅紀(jì)早期,盤古大陸分裂為兩塊:北方的勞亞大陸,與南方的岡瓦那大陸。墨西哥灣出現(xiàn),位于北美洲與尤卡坦半島之間。剛開始的北大西洋比較窄。而南大西洋要到白堊紀(jì)時(shí),岡瓦那大陸分裂,才開始出現(xiàn)。特提斯洋開始閉合,地中海出現(xiàn)。 在侏羅紀(jì)中期,北美洲的科迪勒拉山系形成(內(nèi)華達(dá)造山運(yùn)動(dòng)),是已知最早的侏羅紀(jì)大型巖基。西歐則是一片熱帶的淺海地區(qū)。 2.氣候 侏羅紀(jì)時(shí)期的大氣層氧氣含量是現(xiàn)今的130%,二氧化碳含量是工業(yè)時(shí)代前的7倍,氣溫則是高于今日約攝氏3°C。三疊紀(jì)的干旱、大陸型氣候,在侏羅紀(jì)逐漸消失,尤其是在高緯度地區(qū)。 3.生物——最早的鳥類 恐龍之類的大型主龍類爬行動(dòng)物成為優(yōu)勢(shì)物種。在空中,翼龍目成為常見的飛行動(dòng)物,占據(jù)者各種生態(tài)位。在侏羅紀(jì)后期,第一種鳥類出現(xiàn),它們演化自小型虛骨龍類恐龍。 侏羅紀(jì)的海洋里,魚類和海生爬行動(dòng)物繁榮,此時(shí)的海生爬行動(dòng)物包含:魚龍目、蛇頸龍目、海生鱷魚(地蜥鱷科與真蜥鱷科)。 在無脊椎動(dòng)物方面,出現(xiàn)了數(shù)種新動(dòng)物,包含厚殼蛤類(一群可形成暗礁的多樣化雙殼綱動(dòng)物)與箭石目。侏羅紀(jì)時(shí)期的有殼無脊椎動(dòng)物相當(dāng)多樣,有殼無脊椎動(dòng)物造成的生物侵蝕增加,尤其是生痕化石。 侏羅紀(jì)的氣候溫暖、潮濕,使地表布滿大型森林。如同三疊紀(jì),此時(shí)期的優(yōu)勢(shì)植物是裸子植物的松柏綱,它們十分多樣化,是各地大型森林的主要成員。蘇鐵也相當(dāng)常見,銀杏與樹蕨常出現(xiàn)在森林中。較小型蕨類,可能是優(yōu)勢(shì)低矮植物。 北半球的中高緯度地區(qū),類似銀杏的植物特別普遍。在南半球,羅漢松則是常見的植物,銀杏與線銀杏目較為少見。在海洋中,紅藻開始出現(xiàn)。
(3)白堊紀(jì)(1.37——0.65億年前) 白堊紀(jì)(Cretaceous)是地質(zhì)年代中中生代的最后一個(gè)紀(jì),長(zhǎng)達(dá)8000萬年,是顯生宙的最長(zhǎng)一個(gè)階段。白堊紀(jì)因歐洲西部該年代的地層主要為白堊沉積而得名。白堊是由海生非脊椎動(dòng)物身上甲殼的碳酸鈣沉積而成,尤其是球石粒。這些白堊黏土層可在歐洲大陸與不列顛群島(尤其是著名的多佛白色峭壁)發(fā)現(xiàn)。
1.古地理 在白堊紀(jì),盤古大陸完全分裂成現(xiàn)在的各大陸,但是它們和現(xiàn)在的位置全不相同。大西洋還在變寬。北美洲自侏羅紀(jì)開始,形成多排平行的造山幕,例如內(nèi)華達(dá)造山運(yùn)動(dòng),與之后的塞維爾造山運(yùn)動(dòng)、拉拉米造山運(yùn)動(dòng)。 在白堊紀(jì)初期,岡瓦那大陸仍未分裂,而后南美洲、南極洲、澳洲相繼脫離非洲,印度和馬達(dá)加斯加還連在非洲上。南大西洋與印度洋開始出現(xiàn)。這些板塊運(yùn)動(dòng),造成大量的海底山脈,進(jìn)而造成全球性的海平面上升。非洲北邊的特提斯洋在變窄。西部?jī)?nèi)陸海道將北美洲分為東西兩部,這個(gè)海道在白堊紀(jì)后期縮小,留下厚的海相沉積層,夾雜者煤礦床。在白堊紀(jì)的海平面最高時(shí)期,地表上有1/3的陸地沉浸于海洋之下。 2.氣候 巴列姆階時(shí)期的氣候出現(xiàn)寒冷的趨勢(shì),這個(gè)變化自侏羅紀(jì)最后一期就已開始。高緯度地區(qū)的降雪增加,而熱帶地區(qū)比三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)更為潮濕。但是,冰河僅出現(xiàn)高緯度地區(qū)的高山,而較低緯度仍可見季節(jié)性的降雪。 在巴列姆階末期,氣溫開始上升,持續(xù)到白堊紀(jì)末期。氣溫上升的原因是密集的火山爆發(fā),制造大量的二氧化碳進(jìn)入大氣層中。中洋脊沿線形成許多熱柱,造成海平面的上升,大陸地殼的許多地區(qū)由淺海覆蓋者。位在赤道地區(qū)的特提斯洋,有助于全球暖化。在阿拉斯加州與格陵蘭發(fā)現(xiàn)的植物化石,以及自白堊紀(jì)南緯15度地區(qū)發(fā)現(xiàn)的恐龍化石,證明白堊紀(jì)的氣溫相當(dāng)溫暖。 熱帶地區(qū)與極區(qū)間的溫度梯度平緩,原因可能是海洋的流動(dòng)停滯,并造成行星風(fēng)系的虛弱。分布廣泛的油頁(yè)巖層,以及缺氧事件,可證實(shí)海洋的流動(dòng)停滯。根據(jù)沉積層的研究指出,熱帶的海水表面溫度約為攝氏42°,高于現(xiàn)今約攝氏17°;而全球的海水平均表面溫度為攝氏37°。而海洋底層溫度高于目前的溫度約攝氏15到20°C。 3.生物 動(dòng)物界里,哺乳動(dòng)物還是比較小,只是陸地動(dòng)物的一小部分。陸地的優(yōu)勢(shì)動(dòng)物仍是主龍類爬行動(dòng)物,尤其是恐龍,它們較之前一個(gè)時(shí)期更為多樣化。翼龍目繁盛于白堊紀(jì)中到晚期,但它們逐漸面對(duì)鳥類輻射適應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)。在白堊紀(jì)末期,翼龍目?jī)H存兩個(gè)科左右。 昆蟲在這個(gè)時(shí)期開始多樣化,并發(fā)現(xiàn)最古老的螞蟻、白蟻、鱗翅目(蝴蝶與蛾)。芽蟲、草蜢、癭蜂也開始出現(xiàn)。 開花植物(被子植物)在白堊紀(jì)開始出現(xiàn)、散布,但直到坎潘階才成為優(yōu)勢(shì)植物。蜜蜂的出現(xiàn),有助于開花植物的演化;開花植物與昆蟲是共同演化的實(shí)例。榕樹、懸鈴木、木蘭花等大型植物開始出現(xiàn)。一些早期的裸子植物仍繼續(xù)存在,例如松柏目。南洋杉與其他松柏繁盛并分布廣泛,而本內(nèi)蘇鐵目在白堊紀(jì)末滅亡。
4.第5次生物大滅絕事件 在白堊紀(jì)晚期的馬斯特里赫特階末期,曾發(fā)生大幅度的生物多樣性衰退,時(shí)間相當(dāng)于K-T界限。在滅絕事件過后,造成許多空缺的生態(tài)位,生態(tài)系統(tǒng)花了長(zhǎng)時(shí)間才恢復(fù)原本的多樣性。 雖然白堊紀(jì)-第三紀(jì)滅絕事件造成許多物種滅絕,但不同的演化支,或是各個(gè)演化支內(nèi)部,呈現(xiàn)出明顯差異的滅絕程度。由于大氣層中的微粒遮辟了陽(yáng)光,減少抵達(dá)地表的太陽(yáng)能,依賴光合作用的生物衰退或滅絕。在白堊紀(jì)晚期,食物鏈底層是由依賴光合作用的生物構(gòu)成,例如浮游植物與陸地植物,如同現(xiàn)今的狀況。證據(jù)顯示,草食性動(dòng)物因所依賴的植物衰退,而數(shù)量減少;同樣地,頂級(jí)掠食者(例如暴龍)也接連受到影響。 顆石藻(Coccolithophore)與軟體動(dòng)物(包含菊石亞綱、厚殼蛤、水生蝸牛、蚌),還有以上述硬殼動(dòng)物維生的動(dòng)物,在這次滅絕事件中滅亡,或遭受嚴(yán)重打擊。例如,滄龍類被認(rèn)為以菊石為食,這群海生爬行動(dòng)物在白堊紀(jì)-第三紀(jì)滅絕事件中滅亡。 雜食性、食蟲性、以及食腐動(dòng)物在這次滅絕事件中存活,可能因?yàn)樗鼈兊氖承暂^多變化。白堊紀(jì)末期似乎沒有完全的草食性或肉食性哺乳動(dòng)物。哺乳動(dòng)物與鳥類在K-T事件中存活??茖W(xué)家假設(shè),這些生物以生物的有機(jī)碎屑為生,因此得以在這次植物群崩潰的滅絕事件存活。 在河流生物群落中,只有少數(shù)動(dòng)物滅亡;因?yàn)楹恿魃锶郝涠嘁宰躁懙貨_刷下來的生物有機(jī)碎屑為生,較少直接以活的植物為生。 海洋也有類似的狀況,但較為復(fù)雜。生存在浮游帶的動(dòng)物,所受到的影響遠(yuǎn)比生存在海床的動(dòng)物還大。生存在浮游帶的動(dòng)物幾乎完全以活的浮游植物為生,而生存在海床的動(dòng)物,則以生物的有機(jī)碎屑為食,或者可轉(zhuǎn)換成以生物的有機(jī)碎屑為食。 在這次滅絕事件存活下來的生物中,最大型的陸地動(dòng)物是鱷魚與離龍目,是半水生動(dòng)物,并可以生物碎屑為生?,F(xiàn)代鱷魚可以食腐為生,并可長(zhǎng)達(dá)數(shù)月未進(jìn)食;幼年鱷魚的體型小,成長(zhǎng)速度慢,在頭幾年多以無脊椎動(dòng)物、死亡的生物為食。這些特性可能是鱷魚能夠存活過白堊紀(jì)末滅絕事件的關(guān)鍵。 (三)新生代(6500萬年前——現(xiàn)在) (1)古近紀(jì)(6500——2330萬年前) 古近紀(jì)(Paleogene,符號(hào)E),舊稱早第三紀(jì),“古近紀(jì)”一名中的“古”是paleo-的意譯,“近”則是-gene的音譯,并兼顧了字面意義。 1.古地理 始新世初始,澳大利亞和南極洲仍然相連,同時(shí)溫暖的赤道洋流匯入寒冷的南極水域,使得熱量在全球范圍內(nèi)獲得分配,從而保持全球的較高溫度。但是在4500萬年前,當(dāng)澳大利亞從南方大陸中分裂出來時(shí),溫暖的赤道洋流開始偏離南極地區(qū),在兩塊大陸之間形成了一個(gè)孤立的寒冷水道。南極地區(qū)持續(xù)變冷,南極水域開始結(jié)凍,并向北方輸送冷水和海冰,使寒冷局勢(shì)進(jìn)一步加劇。 北方的超級(jí)大陸——?jiǎng)趤喒糯箨懸查_始分裂,歐洲、格陵蘭島和北美洲相繼從中分裂而出。 在北美洲西部,于始新世開始了造山運(yùn)動(dòng),在平原的抬升過程中形成了諸多巨大的湖泊,并進(jìn)而沉積形成了綠河巖層。 在歐洲,阿爾卑斯山脈的抬升將特提斯洋的最后殘跡——地中海包圍,從而使特提斯洋最終消失,并形成了另外一個(gè)淺海,這個(gè)淺海的北部區(qū)域分布著一系列的群島。雖然北大西洋正在擴(kuò)張,但是北美洲和歐洲之間可能仍有陸橋相連,因?yàn)閮蓧K大陸上的動(dòng)物區(qū)系十分相似。 印度次大陸繼續(xù)漂離非洲大陸,并開始撞擊亞洲大陸,喜馬拉雅山脈開始形成。 漸新世,各大洲繼續(xù)飄移向它們目前所在的位置。南極洲越來越孤立,并最終成為一個(gè)永久性的冰封大陸。 北美洲西部的造山運(yùn)動(dòng)仍在繼續(xù);非洲板塊持續(xù)向北擠壓歐亞板塊,阿爾卑斯山脈隨之開始隆起,并將特提斯洋的殘余部分與大洋隔離開。在漸新世早期,歐洲遭遇到了短期的海洋入侵,這種狀況在北美洲則較少發(fā)生。漸新世早期在北美洲和歐洲之間似乎仍有陸橋相連,因?yàn)檫@段時(shí)期這兩處的動(dòng)物區(qū)系仍然十分相似。在漸新世的某段時(shí)間里,南美洲最終與南極洲分離,并漂向北美洲;這也使得南極洲環(huán)流得以暢通無阻,最終使南極大陸的溫度急劇下降。 2.氣候 由于被稱為古新世-始新世極熱事件(PETM或IETM)的、地球地質(zhì)歷史記錄中出現(xiàn)的最快的、強(qiáng)度最大的一次全球變暖事件,地球溫度迅速升高,這次迅速和劇烈的升溫(在高緯度地區(qū)溫度上升了7 °C 之多)持續(xù)的時(shí)間少于10萬年,但是導(dǎo)致了大量物種急劇滅絕,從而形成了古新世和始新世生態(tài)系統(tǒng)的分野。 在始新世中期開始的氣候變冷,致使到了始新世末期時(shí)大陸內(nèi)部開始變得干燥,在某些地區(qū),森林分布區(qū)域萎縮。此時(shí)新發(fā)展起來的草原也僅限于河岸和湖畔地區(qū),還未擴(kuò)展至平原地區(qū)和現(xiàn)今的熱帶或亞熱帶大草原地區(qū)。 氣候變冷亦導(dǎo)致了季節(jié)變化的出現(xiàn)。落葉樹種能夠更好的適應(yīng)劇烈的溫度變化,于是比之常綠樹種,開始占有優(yōu)勢(shì)。在始新世末期,落葉林覆蓋了北方大陸的大片區(qū)域,包括北美洲、歐亞大陸和北極地區(qū);雨林則只分布在了赤道和近赤道的南美洲、非洲、印度次大陸和澳大利亞。 在始新世開始之時(shí),南極大陸上還覆蓋著大片的溫帶雨林,乃至是亞熱帶雨林,但是隨著時(shí)間流逝,氣候變得越來越寒冷;喜熱的熱帶植被消失了,到漸新世開始之時(shí),這塊大陸上的植被變成了落葉林和廣袤的苔原。 古近紀(jì)時(shí)期全球氣溫持續(xù)下降的趨勢(shì)在漸新世被打斷,在40萬年之間氣溫急劇下降8.2℃之后進(jìn)入了一段長(zhǎng)達(dá)700萬年的氣溫平穩(wěn)震蕩期。漸新世時(shí)期生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生的一個(gè)重要改變是草原在全球的擴(kuò)張,而熱帶闊葉林則萎縮至赤道一帶。 3.生物 古近紀(jì)動(dòng)物界的基本特點(diǎn)是哺乳動(dòng)物的迅速輻射演化。除了適應(yīng)陸地生活的多種方式外,還出現(xiàn)了天空飛翔的蝙蝠類和重新適應(yīng)海中生活的鯨類。 海生無脊椎動(dòng)物中以有孔蟲類、軟體動(dòng)物、六射珊瑚等為主。淡水介形類等亦大量繁育。由于古地中海區(qū)海相古近系中常含有貨幣蟲,所以在歐洲常稱古近紀(jì)為貨幣蟲紀(jì)。 植物界中,從晚白堊世開始開始占主要地位的被子植物,更趨繁盛,植物分區(qū)更接近現(xiàn)代。
(二)新近紀(jì) 新近紀(jì)(Neogene,符號(hào)N),舊稱晚第三紀(jì),“新近紀(jì)”一名中的“新”是neo-的意譯,“近”則是-gene的音譯,并兼顧了字面意義。 1.古地理 二千萬年前,南極洲(Antarctica)整個(gè)被冰雪所覆蓋,同時(shí)北方的大陸也開始迅速冷卻。世界看起來已經(jīng)和今天非常類似,不過佛羅里達(dá)(Florida)和亞洲(Asia)的一部份則還是在海洋的覆蓋下。 上新世時(shí)大陸板塊繼續(xù)向它們今天的位置移動(dòng),上新世初它們離今天的位置約為250千米,上新世它們離今天的位置約70千米。南美洲與北美洲通過巴拿馬地峽連接到一起,導(dǎo)致南美洲的有袋目動(dòng)物幾乎滅絕。巴拿馬地峽的形成對(duì)地球的氣候有很大影響,原來沿赤道的大洋暖流被切斷,大西洋開始變冷,大西洋和北冰洋的水溫降低。 非洲板塊與歐洲板塊的碰撞使地中海開始形成。古地中海消失。 海面的降低使亞洲和阿拉斯加之間形成了一條地峽。 2.氣候 上新世時(shí)氣候開始變冷變干,四季比此前的中新世分明,有點(diǎn)像今天的氣候。上新世開始前后南極洲開始被冰雪覆蓋,中緯度的冰川在上新世末期前也已發(fā)展,北冰洋的冰層形成。上新世末南極洲已經(jīng)終年被冰雪覆蓋。 上新世氣候的變化對(duì)植物帶來的變化很大,全世界熱帶種類減少,落葉森林?jǐn)U展,北方被松柏林和凍土地帶覆蓋,除南極洲外在所有的大陸上草原擴(kuò)張。只有在赤道地區(qū)還有熱帶森林,在亞洲和非洲熱帶大草原和沙漠出現(xiàn)。 上新世的海洋依然相當(dāng)溫暖,但其水溫在不斷下降。北冰洋的冰蓋形成后使得氣候變得干燥,北大西洋上的淺寒流加劇。
3.生物 中中新世是安琪馬動(dòng)物群時(shí)期,長(zhǎng)鼻目自非洲,安琪馬自北美遷入歐亞大陸形成全新的動(dòng)物群;晚中新世至早上新世,為三趾馬動(dòng)物群時(shí)期,三趾馬從北美遷入,草原型動(dòng)物大量出現(xiàn)。中新世時(shí)植物界的地理分區(qū)已比較明顯。 不論是海生動(dòng)物還是陸地動(dòng)物,上新世的動(dòng)物已經(jīng)相當(dāng)現(xiàn)代化了,陸地動(dòng)物還有些原始。最早的類人的動(dòng)物在上新世末出現(xiàn)。 非洲與歐亞大陸的碰撞,南北美洲之間的地峽的形成和亞洲和北美洲之間的地峽的形成導(dǎo)致過去分散存在的種類混合、遷徙和互相接觸。 草食動(dòng)物和一些肉食動(dòng)物變大。 除鯨外海洋中的哺乳動(dòng)物還有海牛、海豹和海獅。 (三)第四紀(jì)(260萬年前至今) 第四紀(jì)這個(gè)名稱是1829年由儒勒?迪斯努瓦耶(Jules Desnoyers)提出的。他在研究塞納河低地的沉積層時(shí)發(fā)現(xiàn)了一層比新近紀(jì)更新的巖層。這個(gè)巖層一直延伸到今天。第四紀(jì)的時(shí)期基本上與最近的冰川期(包括現(xiàn)在的冰川回退期)相符。另一種分法是將300萬年前北極結(jié)冰的開始作為第四紀(jì)的開始,這樣的話上新世的最新的一部分也算作第四紀(jì)了。也有人不承認(rèn)第四紀(jì)的存在,而將它看作第三紀(jì)的一部分。 1.古地理 在這段時(shí)間里板塊運(yùn)動(dòng)小于100千米,因此可以被忽略。 2.氣候 顯著特征為氣候變冷、有冰期與間冰期的明顯交替。在冰川期中冰川可以一直延伸到緯度40度的地方。此時(shí),歐洲發(fā)生過五大冰期:多腦冰期、群智冰期、民德冰期、里斯冰期和玉木冰期。 3.生物 這一時(shí)期絕大多數(shù)動(dòng)、植物屬種與現(xiàn)代相似,只有很少新的動(dòng)物種類產(chǎn)生(可能因?yàn)檫@段時(shí)間還比較短),在更新世末期,在北半球有不少哺乳動(dòng)物(如劍齒虎、猛犸象、乳齒象、雕齒獸等)滅絕。馬、駱駝等在北美洲滅絕。 (四)未來(現(xiàn)在——2億年后) 大約5千萬年后,北美洲可能向西移動(dòng);而歐亞大陸將向東移動(dòng),甚至向南,不列顛群島將向北極靠近,而西伯利亞將南移到亞熱帶地區(qū)。非洲將和歐洲、阿拉伯半島相撞,地中海和紅海(特提斯洋的最后殘余)完全消失。一座新的山脈將從伊比利半島開始延伸通過南歐(新形成地中海山脈),經(jīng)過中東進(jìn)入亞洲,甚至可能形成比勃朗峰更高的山。類似的狀況發(fā)生在澳洲和東南亞相撞,新的隱沒帶環(huán)繞澳洲沿岸和延伸到中印度洋;同時(shí)南加州和下加利福尼亞半島將和阿拉斯加撞擊形成新的山脈。 約1.5億年后大西洋將停止擴(kuò)張,并因?yàn)榇笪餮笾醒蠹惯M(jìn)入隱沒帶開始縮小,南美洲和非洲之間的中洋脊可能會(huì)先隱沒。印度洋也被認(rèn)為會(huì)因?yàn)橛《妊蠛5椎貧ぴ谥杏《妊蠛想[沒而縮小。北美大陸和南美大陸將推向東南。非洲南部將通過赤道到達(dá)北半球。澳洲大陸將與南極洲相撞并到達(dá)南極點(diǎn)。 當(dāng)大西洋中洋脊最后的板塊分離區(qū)進(jìn)入美洲沿岸的隱沒帶,大西洋將快速閉合消失,加速終極盤古大陸形成。 2.5億年后,大西洋和印度洋將消失,北美大陸與非洲大陸相撞,但位置會(huì)偏南。南美大陸預(yù)期將重疊在非洲南端上,巴塔哥尼亞將和印尼接觸,環(huán)繞著印度洋的殘余(稱為印度-大西洋)。南極洲將重新到達(dá)南極點(diǎn)。太平洋將擴(kuò)大并占據(jù)地球表面一半。 ------------來自維基百科的無聊分界線------------------------------------------------------------------------------------------ 分類的方式 年表中最大的時(shí)間單位是宙(eon),宙下是代(era),代下分紀(jì)(period),紀(jì)下分世(epoch)。必須說明,年表雖有時(shí)間的概念,也就是說,當(dāng)獲悉該化石是何宙、代、紀(jì)或世的遺物,間接可知道它形成的粗略時(shí)間(當(dāng)然是很粗略的估計(jì)值)。事實(shí)上,年表的時(shí)間單位是完全人為性劃分的,和日曆中的年月日不同,它不能使人了解每個(gè)宙、代、紀(jì)或世經(jīng)歷的準(zhǔn)確時(shí)間。 “世”下還可細(xì)分為“期”(age);“期”下分為“時(shí)”(chron)。 命名 年表中各個(gè)宙、代、紀(jì)和世都有自己的名稱,用於描述生物在不同地質(zhì)時(shí)空的發(fā)展程度, 一般以首先研究它們時(shí)期巖石的地點(diǎn)來命名,現(xiàn)將某些專家所廣泛使用的各個(gè)時(shí)期之名稱概述於下。 宙 顯生宙 ----- 現(xiàn)代生物存在的時(shí)期。 元古宙 ----- 久遠(yuǎn)的原始生物的時(shí)期。 太古宙 ----- 初始生物的時(shí)期。 冥古宙 ----- 生命現(xiàn)象開始的時(shí)期。 代 新生代 ----- 現(xiàn)代生物的時(shí)期。 中生代 ----- 中等進(jìn)化生物的時(shí)期。 古生代 ----- 古代生物的時(shí)期。 紀(jì) 所有的名稱都是從英語(yǔ)經(jīng)由日語(yǔ)引入漢語(yǔ)的。 寒武紀(jì) (Cambrian) ----- 取名於拉丁文Cambria,即威爾斯。 奧陶紀(jì) (Ordovician) ---- 名稱來自大不列顛的古老部落 (奧陶部落)。 志留紀(jì) (Silurian) ---- 名稱來自大不列顛的古老部落 (志留部落)。 泥盆紀(jì) (Devonian) ---- 名稱來自英國(guó)德文郡 (Devonshire)。 石炭紀(jì) (Carboniferous) ---- 名稱來自大不列顛群島的含煤的巖石。日語(yǔ)里把煤叫“石炭”。 石炭紀(jì)又細(xì)分為賓夕法尼亞紀(jì)和密西西比紀(jì),名稱來源于美國(guó)的賓夕法尼亞州和密西西比河。 二疊紀(jì) (Permian) ---- 取名於俄羅斯的彼爾姆州(Perm)。二疊紀(jì)一詞來自日本,因?yàn)榈聡?guó)的此地層分為兩層?,F(xiàn)在,日本已經(jīng)不使用“二疊紀(jì)”一詞,改由片假名直接譯自彼爾姆州。僅中國(guó)人繼續(xù)使用此詞。另外,沒有“一疊紀(jì)”。 三疊紀(jì) (Triassic) ---- 來自拉丁文"三" (Trias),因?yàn)樽畛醢l(fā)現(xiàn)的地層明顯分為三層。 侏羅紀(jì) (Jurassic) ---- 取名於法國(guó)與瑞士之間的汝拉山 (Jura Mountain,又翻譯作侏羅山)。 白堊紀(jì) (Cretaceous) ---- 取自拉丁文Creta,意指白堊。 第三紀(jì) (Tertiary) ---- 第三個(gè)衍生物。目前第三紀(jì)已經(jīng)撤銷。原來的第三紀(jì)現(xiàn)在分為古近紀(jì)和新近紀(jì)。 第四紀(jì) (Quaternary) ---- 第四個(gè)衍生物。有些學(xué)者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)撤銷,并入新近紀(jì),另一些學(xué)者不同意這種觀點(diǎn)。 另外,最早,地質(zhì)史分為4個(gè)時(shí)期:第一紀(jì)、第二紀(jì)、第三紀(jì)和第四紀(jì)。第四紀(jì)是人類存在的紀(jì);第三紀(jì)是哺乳動(dòng)物出現(xiàn)的紀(jì);第二紀(jì)是爬行類動(dòng)物時(shí)代,第一紀(jì)包括爬行動(dòng)物出現(xiàn)的以前時(shí)代地層。經(jīng)過后人詳細(xì)劃分發(fā)現(xiàn)第一紀(jì)和第二紀(jì)可以分得更細(xì)的層次,所以在19世紀(jì)時(shí)就取消了這兩個(gè)名稱。 |
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