无脊椎动物的爆发式诞生 -- 古生代上半叶地球历史

2018-06-24 23:14:55   最后更新: 2018-06-24 23:14:55   访问数量:97




上一篇日志中,我们介绍了冥古宙、太古宙、元古宙的地球历史,经历了从宇宙大爆炸、太阳系诞生、后期重轰炸期、大氧化事件一直到地球接连两次的大冰期

地球与生命的诞生 -- 前寒武纪地球历史

在这四十多亿年的岁月里,地球一直沉寂着,他经历了遍体岩浆的灼烧、漫天小行星的轰炸洗礼以及无尽冰雪覆盖的寒冷折磨,地球在他的轨道上顽强生存着,在这艰难的环境中,依然有着顽强的生命诞生,很可能原始生命在最早的冥古宙就已经诞生,而蓝藻、菌类也在这之后地球动荡的岁月里相继诞生,延续着自己的生命

元古宙的最后,在埃迪卡拉纪两次大冰期之后,多细胞生物终于诞生了,虽然他们结构还很简单,但是这有史以来首次的生物爆发才终于让地球稍稍拥有了一丝生机,那么,经历了这艰难四十亿年后,地球会迎来他的春天吗?灾难是否已经永远的离开了这颗年轻而又充满活力的星球呢?还有什么样的命运会在这片广袤的大地上被叙写出来呢?那就让我们来到从五亿年前一直持续到今日的地球最后一个宙的历史 -- 显生宙来一探究竟吧

 

显生宙之前,地球经历了冥古宙、太古宙、元古宙三个漫长的时期,从诞生之日起度过了 41 亿年的时光,这 41 亿年,留给我们人类的,只有寥寥无几的底层矿脉化石书写着岁月的沧桑

然而,从 5.41 亿年前,地球上有了显著的生物出现,一代又一代丰富的物种不断登上历史的舞台,从各地大量的动植物化石我们可以窥见当时的繁盛,这也是这五亿多年被称为“显生宙”的原因

 

显生宙分为三个地质时代:

  1. 古生代(5.42亿年前到2.51亿年前) -- 寒武纪物种大爆发后,海洋动物最终逐步登上陆地
  2. 中生代(2.51亿年前到6600万年前) -- 以恐龙为主的大型爬行动物称霸地球盘古大陆
  3. 新生代(6500万年前至今) -- 盘古大陆板块迁移,哺乳动物、鸟类、被子植物称霸地球

 

 

本文,我们的目标是为大家展现古生代前中期上演的生命乐章与灾难,领略地球历史的华彩篇章

 

古生代持续三亿多年,是动物界一个相当重要的时期,在这一时期,复杂的无脊椎动物突然一夜爆发,植物诞生,巨大的昆虫在路上诞生,爬行动物与哺乳动物最后也相继出现,走上了原始大陆

与此同时,原始大陆合并成了一个巨大的盘古大陆,陆上生态系统完全构建起来

古生代初期,随着寒武纪物种大爆发,大量的各色无脊椎动物称霸了地球的海洋,随着大陆面积显著扩大,蕨类植物、昆虫在陆上称霸,随后爬行动物和类似哺乳动物的动物出现

然而最后,迄今所知最大的一次生物灭绝突然降临,仿佛灭世审判,地球再次回归平静,一个伟大的历史篇章落下了他的帷幕

 

古生代分为六个纪元:

  1. 寒武纪(5.41亿年前到4.88亿年前)
  2. 奥陶纪(4.9亿年前到4.38亿年前)
  3. 志留纪(4.4亿年前到4.1亿年前)
  4. 泥盆纪(4.16亿年前到3.592亿年前)
  5. 石炭纪(3.592亿年前到2.9亿年前)
  6. 二叠纪(2.9亿年前到2.5亿年前)

 

寒武纪是显生宙的开始,在艾迪卡拉纪两次大冰期之后,寒武纪的气候十分温暖,海平面不断上升,淹没了大量洼地,形成了大片浅海地带,这很可能是寒武纪物种大爆发的一个成因

寒武纪出现了带有硬壳的海生动物,从而留下了大量化石,这些新诞生的硬壳生物大部分都在海底生活,海洋仍然被无脊椎动物占据着,红藻、绿藻等开始繁盛

 

寒武纪物种大爆发

寒武纪最大的大事件就是寒武纪物种大爆发了,生物空前繁荣,可谓是一次动物物种的大爆炸,也正是这一事件,让此前的冥古宙、太古宙、元古宙在生物史上被称为前寒武纪

化石记录显示现今绝大多数的动物“门”都在这一时期出现,他持续了 2 到 2.5 千万年,较高等的生物终于出现在了地球的海洋里

这成为了科学界的一大谜题,究竟是什么原因导致了如此众多的复杂生物在一夜之间突然爆发呢?这始终困扰着我们如今的人类

当然,学界也提出了几种假设试图解释这一次动物巨大的爆发:

  • 地球在寒武纪之后才出现足以保存化石的稳定岩层,而前寒武纪的沉积物毁于地热和压力无法形成化石,也就是说事实上寒武纪以前,寒武纪爆发的生物就已经诞生,只是没能留下存在的印记
  • 生物到了寒武纪才演化出能够形成化石的坚硬躯体
  • 大气中累积足够的氧气量,足以使大量动物短时间演化,并且形成臭氧层隔离紫外光,从而造就了生物爆发的基础
  • 某些掠食性动物侵入物种稳定平衡的地区,减少了原先占优势的物种,释放生态栖位给其余物种,进而促进了大量物种歧异度的增加

 

奥陶纪的地球,继承了寒武纪温暖的气候,浅海广泛分布,海洋中的无脊椎生物进一步繁衍、 变异、分化,称霸了整个地球的浅海海域

三叶虫、腕足类、双壳类、腹足类、介形类、海百合、海林檎等在浅海里广泛滋生着,珊瑚、海绵类、喙壳类、鹦鹉螺、牙形石、层孔虫、藻类等在清澈的潜水中享受着温暖和煦的阳光,海面同时漂浮着很多有薄壳的小生物,他们顺着洋流周游着世界,到了奥陶纪中后期,这些动植物的繁衍非常之繁盛,尤其是鹦鹉螺分化出了多个属种,长达一米的鹦鹉螺很可能是奥陶纪海域最凶猛的存在

奥陶纪最先出现了原始的脊椎动物 -- 甲胄鱼、丰娇昆明鱼,他们是最早的鱼类,虽然鳃在此前的动物中已经有分化出来,但是那些具有鳃的动物都是将鳃同时用于呼吸与进食的器官,甲胄鱼是首个仅仅把鳃用于呼吸的动物,但他们的结构还很原始,他们的前半身被外骨骼包裹,没有下颌,他们依靠肌肉鳃囊来吸入细小的猎物

 

 

 

奥陶纪大灭绝 -- 伽马射线暴与安第斯-撒哈拉大冰期(4.49亿年前到4.43亿年前)

温暖的奥陶纪地球成为了海洋生物们欣欣向荣赖以生存的温床,然而,就在他们享受着温室版的优越环境的时候,一场旷世灾难悄然而至

奥陶纪的最后,距离地球 6000 光年外,一颗中子星与黑洞碰撞,从而辐射出了几束伽马射线暴,如同一个歹徒,在一片黑暗之中,向自己四周的某几个方向各开了一枪,而几百米外的一只飞虫刚好被子弹打中,这样的几率减值小到难以想象

科学家估计,地球被这次中子星灾难射出的伽马射线击中的概率小于一亿分之一,然而,地球不偏不倚地被一束伽马射线暴击中,就是这比中彩票一等奖概率还要低上十倍的倒霉概率刚好降临到了地球之上,于是地球表面的生命们就这样遭殃了

 

最开始,这束射线仅用了十秒钟就吹走了地球一半的臭氧层,紧接着,太阳释放出的大量紫外线袭击了地球上的浅水生物,66%的生物灭绝

同时,空气中的氮气分子被伽马射线击碎、结合,形成大量二氧化氮,二氧化氮阻碍了阳光从而使得温度迅速下降,冰川迅速蔓延,地球上10%的海水被冻结,浅海生物进一步灭绝

与此同时,随着浅海动物的灭绝,食物链紧接着也发生了断裂,导致食物链上层的生物也开始灭绝,最终,地球上有 85% 的物种从此消失,地球再次被冰雪覆盖,第三次大冰期降临 -- 安第斯-撒哈拉大冰期(也称为早古生代大冰期)

这一次伽马射线暴让地球经历了如此深重的灾难,据估计,至少100亿颗广岛原子弹爆炸才能够引起相同的效果,这次物种灭绝被认为是仅次于白垩纪恐龙灭绝灾难的灭绝事件

 

随着地球臭氧层的逐步恢复,冰川开始消退,在奥陶纪末期伽马射线暴的影响下,大量物种灭绝,剩余的物种开始复苏

随着冰雪的消融,陆地开始裸露出来,全球气候温暖潮湿,蕨类植物就这样在这片大陆上诞生了

同时,冰雪融化造成海平面不断提升,海水侵入大陆,大陆板块形成了

 

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