① 地球史上生物大滅絕事件,主要有哪些
第一,四點四五億年前奧陶紀末期大滅絕。奧陶紀開始於4.85億年前,這個時期是海洋生物繁盛時期,除了沿海地區,沒有其他生物生活在陸地上,一些藻類、貝類占據了地球大部分溫暖的淺水區域。而當時奧陶紀海洋霸主是一種稱為房角石鸚鵡螺類的生物,但是他也從這次生物大滅絕中消失了。這次滅絕導致大約85%的海洋生物滅絕,一束來自6000光年以外的伽馬射線穿透地球大氣層,摧毀了1/3的臭氧層。各種地球上的災難此起彼伏,海洋里大量的浮游以及其他生物漸漸死去,食物鏈遭到嚴重破壞,食物非常缺乏,各種生物面臨嚴重的飢荒,然後連鎖反應,生物鏈崩潰,使得許多海洋生物大量生物死去,這就是第一次生物大滅絕事件。
大量的灰塵布滿地球上空,陽光無法照射到地面,昏天暗地,植物無法接受到光線,也無法進行光合作用。植物現開始消失,然後食草動物消失,最後肉食性恐龍消失。體型越大,也就表明他們需要的食物就越多。因此,像霸王龍這種大型的恐龍在當時的環境中非常的脆弱,沒有充足的食物來源對於他們這種龐大的體型來說非常致命。不過如果沒有白堊紀末期的大滅絕,恐龍的消失,哺乳動物可能沒有立足之地,慢慢地,哺乳動物開始走到了歷史的最前沿,而這其中有一些是人類的原始祖先人類的出現,或許要得益於這次大滅絕帶來的效應。
② 第五次生物大滅絕,地球上都消失了哪些生物
第五次生物大滅絕(The fifth great extinction of species)是發生在距今6500萬年前白堊紀末期,這一次大滅絕事件最為著名的是長達1.6億年之久的恐龍時代終結,海洋中的菊石類也一同消失。
顆石藻(Coccolithophore)與軟體動物(包含菊石亞綱、厚殼蛤、水生蝸牛、蚌),還有以上述硬殼動物維生的動物,在這次滅絕事件中滅亡,或遭受嚴重打擊。例如,滄龍類被認為以菊石為食,這群海生爬行動物在白堊紀-第三紀滅絕事件中滅亡。
③ 地球史:侏羅紀
侏羅紀是一個按地質劃分的年代,是中生代的第二個紀,距今約2-1.45億年,侏羅紀開始於三疊紀-侏羅紀生物滅絕。"侏羅"來源於於德國、法國、瑞士邊界的侏羅山,因為這里的地層屬於侏羅紀,故而命名。
侏羅紀時期,超級陸塊--盤古大陸真正開始分裂,大陸地殼上的縫生成了大西洋,非洲-南美洲陸塊開始分裂,而印度則開始移向亞洲。環太平洋帶的強烈構造變動,與太平洋板塊向周圍大陸板塊的俯沖密切相關。侏羅紀晚期,全球發生過一次大規模的海侵。
侏羅紀全球氣候溫暖,但也存在熱帶、亞熱帶和溫帶的區別。湧入大陸裂縫而生成的海洋,產生了濕潤的風,給原本處於內陸的沙漠帶來了雨量,植物開始延伸至從前不毛的地方。侏羅紀中早期,聯合古陸中西部的北美南部、南美和非洲為乾旱氣候,中國北部氣候溫暖潮濕,南部為熱帶-亞熱帶濕潤氣候。侏羅紀晚期,中國北部溫暖潮濕的地區縮小,南部逐漸變為炎熱乾旱環境。
侏羅紀蕨類植物中的木賊類、真蕨類、松、柏、銀杏和喬木羊齒類共同組成茂盛的森林,草本羊齒類和其它草類長滿地面。裸子植物中的蘇鐵類,松柏類和銀杏類極其繁盛。在比較乾燥的地帶,生長著蘇鐵類和羊齒類,形成廣闊常綠的原野。侏羅紀地球各地氣候大體上相近,植物群也趨於近似。侏羅紀的菊石,殼飾和殼形日趨多樣化,雙殼類也很豐富。侏羅紀晚期,由於地理運動,海生動物被明顯分為特提斯大區和北方大區。侏羅紀的昆蟲大約有一千種以上,除原已出現的蟑螂、蜻蜓類、甲蟲類外,還有蠐螬類、樹虱類、蠅類和蛀蟲類。
侏羅紀是恐龍的鼎盛時期,恐龍在三疊紀就已經出現,三疊紀末發生了一次生物大滅絕,恐龍迅速成為地球的統治者。陸地上,主要的草食性脊椎動物有原龍腳類和鳥盤目恐龍,以及類似哺乳類的小爬行類。晚期巨大的蜥腳類恐龍佔了優勢,這些動物可以同時吃到高處與低處的植物。龍腳類靠吞下石頭來磨碎食物。大型的獸腳類,如霸王龍獵食草食性動物,而小型的獸腳類,如腔骨龍類和細顎龍類等則追捕小型獵物,也以腐肉為食。侏羅紀早期新產生的多瘤齒獸類,屬於植食型哺乳動物。侏羅紀中期出現的古獸類一般被認為是有袋類和有胎盤哺乳動物的祖先。早在三疊紀晚期出現的最原始的哺乳動物,在侏羅紀晚期已瀕於滅絕。
海洋中主要有魚龍,此外還有蛇頸龍和短龍。生活在淺海中的動物還有一群四肢己演化成鰭形肢的海鱷類。侏羅紀晚期,魚龍和海鱷類逐漸走向衰亡。軟骨硬鱗魚類在侏羅紀已開始被全骨魚代替。三疊紀出現的真骨魚類,到侏羅紀晚期數量開始增多,但種類較少。具有皮質翅膀的翼龍類在空中具有優勢。早期的鳥類出現,著名的始祖鳥,擁有與小型獸腳類相似的骨骼、牙齒、爪子,長羽毛的翅膀和尾巴,可能是由恐龍進化來的,此外還有中華龍鳥。
在侏羅紀與白堊紀之間沒有生物滅絕事件,也沒有明顯的生物演化特點,恐龍滅絕發生在白堊紀末,現在比較普遍地認為,隕石撞擊地球造成了恐龍等生物的大滅絕,但這個觀點還有爭議。
④ 深度長文:地球上出現的五次生物大滅絕,到底是什麼原因造成的
首先來一點復古的風格,先問是不是,再問為什麼
地球上明顯不止有五次物種大滅絕。次數應該更多,有人估計高達20次。
那麼我們經常聽到的五次大滅絕理論是怎麼來的呢?這種說法源自於1982年3月19日傑克·塞普斯基(Jack Sepkoski)和戴維·M ·勞普(David M. Raup)發表在science上的研究報告。他們對 已知事件 做了統計,確定了 寒武紀物種大爆發之後 的五次物種大滅絕。
好的,我們先來簡單看一下地球地質演化 歷史
地質演化 歷史
五次生物大滅絕的說法認為第一次大滅絕發生在 奧陶紀末期 ,從上文的圖表看起來像是發生在地質演化 歷史 的後半段,實際上並不是這個樣子的,奧陶紀末期的滅絕事件距今僅有4.5億年而已,而地球 歷史 有46億年,2017年的新發現[2]表明生物最早出現在42.8-37.7億年前左右。 五次物種滅絕這個說法准確來說應該表述為顯生宙五次物種大滅絕。
事實上在1982年之後的地質研究中,科學家發現了化石證據之外的跡象,如不同地層中同位素含量的變化,並由此確認了古氣候的變化。另外對生物地質沉積層的研究和一些天文學現象也讓我們發現生命起源並不簡單。
就像是人們至今為止搞不懂寒武紀物種大爆發的原因一樣,人們現在依然搞不懂生命起源的具體路徑。不過生命的活動還是給地球留下了印記,讓我們可以一窺天機。
在附註2的文獻中,英國科學家馬修·S·多德(Mattew S.Dodd)等人在加拿大魁北克哈德遜灣一個叫做Nuvvuagittuq的地質構造中發現了一些微生物化石,他們在這些化石中找到了一些最早的生命證據。
疑似地球最早的生命
Nuvvuagittuq地質構造是在遠古時代海底熱泉噴出口周圍形成的,這些噴口可以噴出鐵和其他礦物質。地質學家認為Nuvvuagittuq的年齡是37.7億年或者42.2億年,也就是說它們可能最早出現在地球形成3.4億年之後。多德及其同事發現岩石中存在細絲狀的細菌,這些細菌體內含有鐵化合物,與細絲狀細菌相連的圓形塊狀物與現代細菌用來附著在岩石表面的微型錨頗為相像。這些岩石還含有可能是由細菌製造的多種有機碳。現代生活在熱泉噴出口周圍的細菌體如細絲,以鐵化合物為食,會讓沉積物內出現管狀腔。這些特徵也在上述岩石中發現。他們由此認為這是地球最古老的生命。
這是發表在權威科研雜志上最早的生命證據,也有學者(Frances Westall)對此持懷疑的態度,因為火山噴發形成化石很難有微生物能夠倖存,而且本文發表的微生物好像個體有點過大。
不過有一個觀點是學術界共同承認的,原始生命起源於海洋。
探討生命起源是一個融合多個學科的事情,包括地質學、古生物學、地球生物學、天文生物學和地球科學等。某個學科在地質演化史中率先提出非常硬的數據通常會得到大家的認可,並以此為界限開展研究。
這一次地質學出馬了,幫我們確認了氧氣的地質演化 歷史 。
2000年馬里蘭大學的Farquhar發表在science上對硫同位素的研究[3]指出,大約24.5億年前,硫的同位素比例發生了變化。他採用新的同位素蒸餾方法確定了地球上游離氧產生的年代。
他的研究發現24.5億年前的岩石經過反應之後包含S33同位素的反應產物異常多。這種非質量相關分餾(MIF)只有在無氧大氣中進行太陽紫外輻射時才能夠實現,MIF硫在此之後便消失不見了,於是科學家認為在24.5億年的時候地球大氣層開始出現了游離氧。
這幫我們認清了一個事實,那就是在24.5億年的那個時刻,光合生物產生的氧氣終於與海洋中的活潑化學物質(如鐵和硫)完全反應,從而可以逃逸到大氣當中。
在此之前,光合生物並不佔據優勢地位,光合生物在海洋中產生的氧氣被海水中的各種活潑元素(主要是鐵)反應掉,這也表現在沉積層中。在南非發現的帶狀鐵銹沉積層(BIF)給了我們證據。
距今30億年的鐵銹沉積層,圖中紅色部分
於是,我們可以認識到, 這個時間點應該會發生一次物種大滅絕 。光合生物產生的氧氣對之前已經存在的海底嗜熱菌、厭氧菌、鐵細菌、硫細菌和產甲烷菌造成了極大的危害,光合生物如藍細菌等以廢氣的形式往外排放氧氣,對於適應了無氧氣環境的細菌來說,氧氣對他們的生命活動是致命的,氧氣並不是它們需要的生存物質,甚至還會奪走他們生存的必需元素。
正因為如此,開始自24.5億年的大氧化事件也被稱為氧氣大災變。可惜的是,目前很少有化石證據能幫我們完整展現這個滅絕過程,只有很少的化石證據能夠證明藍細菌的存在。不過科學家幾乎都認為這個災變可能會引起98%以上的生物物種滅絕。
2006年發表在geology上的一篇研究報告[4]中,阿德里安娜·杜特凱維奇(Adriana Dutkiewicz)等人對加拿大埃利奧特湖發現的含油流體包裹體進行了研究,發現在大氧化事件之前已經存在藍細菌類似的生物,這為我們的猜想提供了地質證據。
遠古藍細菌
藍細菌接手海洋之後,大氣層中的游離氧開始增多,這產生了另外一個危害,那就是大氣中的甲烷會減少,甲烷被光合生物產生的氧氣反應成為了二氧化碳和水。同時也有證據表明海洋中產甲烷菌在生態競爭中敗給藍細菌。2009年8月份發表在nature上的研究報告[5]中,Kurt O. Konhauser等人研究了帶狀鐵沉積層(BIF),他們發現原始海洋中鎳元素含量是當今水體中鎳含量的400倍。被稱為產甲烷菌的微生物喜歡富含鎳的水,它們會產生甲烷釋放到大氣中。甲烷可防止氧氣積聚並為地球保溫。科學家還發現,在27至24億年前這段時間,海洋的鎳元素整體豐度下降了50%。這對應著大氧化事件。鎳的缺乏可能會殺死產甲烷菌,並留給光合生物釋放氧氣的機會。而甲烷在溫室氣體方面的貢獻是二氧化碳的23倍,這可能直接導致了地質史上最長的冰期——休倫冰期的產生。
大冰期註定會造成物種滅絕,我們不知道這期間有物種滅絕的具體過程,然而冰期有極大的概率造成大范圍物種滅絕。寒冷的生活環境對生物的發展是非常不利的,而且持續大概3億(24-21億年前)年的冰期會使得地球上物種難以忍受,很多物種難以為繼會相機滅絕,然而我們還沒發現可以證明這一點的化石證據。
今年8月份發表的一篇研究報告[6]通過對產自加拿大大氧化事件期間的硫酸鹽礦石中三氧同位素的含量進行分析,發現其中三氧同位素含量非常低,由此他們認為大氧化事件期間地球初級生產力下降了80%。同時地質學認為此時的玄武岩風化埋藏了有機物,而硅酸鹽風化消耗二氧化碳形成碳酸鈣。這都導致了休倫冰期正式登場。
休倫冰期
我們有理由相信,絕大多數物種會逃到海底火山口或者被稱做海底熱源的地方避難,而這些地方也被認為是地球最初生命起源的地方。
悲劇的是,以上兩個時期細菌化石或者說疊層石的發現並不廣泛,而且現有化石也存在斷代困難的問題。我們只能通過有限的證據和邏輯推理來推斷那時候的生態環境。也有一部分原因是這些個體實在太小而且生活在海洋中,留下化石的機會並不多。
科學家認為休倫冰期3億年間火山噴發產生的溫室氣體終於留住了足夠的太陽輻射能量,地球開始解凍,進入了被地質學家稱為無聊的十億年(也被稱做地球枯燥時代)階段,也就是18億年前—8億年前的階段,這個階段地球環境、生物進化和岩石圈異乎尋常的穩定。
枯燥時代的地球氧氣含量幾乎沒有變化,與今天相比含量很低,大概是現在10-100分之一。然而這期間卻形成了臭氧層,臭氧層防護了太陽風的帶電粒子和紫外線,保護了生物的 健康 生長也保證了遺傳物質的穩定性。臭氧層為之後的寒武紀物種大爆發做了鋪墊。
科學家認為此時的海洋中存在著綠色和紫色的光合細菌。科學家認為此時的海洋是紫色的[7]。 馬里蘭大學的微生物遺傳學家Shil DasSarma認為在葉綠素出現之前存在一種叫做視黃醛的物質,視黃醛比較容易合成,能夠吸收綠色光波所蘊含的大量能量,並反射紅光和紫光,這使得海洋呈現出紫色。DasSarma認為鹽桿菌(halobacteria)當時可能處於生態優勢地位,吸收了大量蘊含更高能量的綠色光波,使得葉綠體植物只能使用能量密度更低的紅藍光波。
網路上的紫色海洋圖片
同時著名的地質學家唐納德•坎菲爾德(Donald Canfield)1998年在nature上發表了一份研究報告[8],提出了一個重要的看法。遠古時期的海洋與現今的海洋有很大差異,現今的海洋即使在深層也富含氧氣。而遠古海洋經常分層,較上層為含氧層,較下層的海洋含氧量極低,坎菲爾德指出,當深海變得完全無氧時,硫菌就會從沉積物中出來,接管海底。
硫菌的新陳代謝會製造廢物硫化氫,使深海變得對氧基生物致命。缺氧的深海層與充滿氧氣的上層海水間以化學躍變層(chemocline)分隔,而化學躍變層很少距離海面超過200公尺。坎菲爾德認為遠古海洋一直處於這個狀態,這個理論被稱作坎菲爾德海洋理論,也被稱為海洋硫化(Euxinia)。現今這個狀態只能在黑海見到。
坎菲爾德海洋示意圖
那麼看起來當時地球生物的生活狀況是這個樣子的,紫色和綠色的光合生物在缺氧和硫化的海洋中緩慢生長,甚至部分細菌可以利用太陽能把硫化氫還原為硫這種類光合作用機制來進行生活。
十億年時間非常長,地質學家還是發現了一些紅藻化石,這被認為是最早的真核生物。2017年3月發表的研究報告[9]認為化石證據顯示16億年前就已經出現了紅藻
A標本總覽 B細胞結構 C細胞內結構
紅藻化石的發現可以側面佐證當時的生態環境,這可能開啟了植物的進化之路。而我個人認為,此時某些鞭毛菌與各種不同的單細胞藻類結合形成了鞭毛藻類似生物,然後開啟了動物的進化之路。不過目前為止仍然沒有化石證據來證實這種猜想。目前學界認為細胞器的產生應該是這種方式的結果。
化石證據還表明,大概13億年前植物登陸形成了藻類和藍細菌的結合體,也就是地衣。這種初期登陸的地衣為之後的植物登陸提供了初步的環境,更加高等一點的植物可能在7.5-8.5億年前登陸[10],並使得大氣層中的游離氧增加。
植物的大量登陸使得地球光合總量極速飆升,也極大地增加了大氣層中氧氣的含量。這可能解釋了困擾著達爾文的寒武紀物種大爆發的難題。
無聊十億年這個階段的化石證據並不多,我們不清楚這期間地球上的生態系統經歷了怎樣的變化,不過就現今地球生物的分布來看,有些細菌應該滅絕了,他們現今占據的生態位很小,如鹽桿菌。
此時正如前文分析的那樣,此時地球生物應該主要是細菌和簡單的植物如地衣和藻類,然後又進過了一段時間的生物進化,直到5.41億年前的寒武紀發生了物種大爆發,幾乎產生了現今所有的動物「門」,寒武紀物種大爆發在地層中的化石證據如此明顯,以致於困擾著非常多生物科學家,包括達爾文在內。
這種趨勢我們可以從地球氧氣地質演化史中看出來
氧氣地質演化 歷史 紅綠線條為預估值的上下限
於是也就有了題目中提到的五次大滅絕,此時地球邁入了顯生宙。植物的登陸使得地球環境變得更具有承載能力,生物進化在此刻迸發出巨大的力量,形成了各種大型動物,物種豐度的增加使得化石證據變得多彩多樣。為我們研究古生物提供了良好的物質基礎。
好,現在我們開始看一下附註1中提到的五次大滅絕。
顯生宙五次物種大滅絕事件
物種滅絕的嚴重程度看藍色柱子的高度即可
我們根據時間順序來介紹
1、奧陶紀-志留紀(O-S)滅絕事件
發生在奧陶紀晚期或奧陶紀與志留紀過渡時期,約4.5—4.4億年前。滅絕是全球性的,消滅了49–60%的海洋屬和近85%的海洋物種,此時葉足動物門、腕足動物門、外肛動物門、頭足類、三葉蟲類、筆石類、濾食型浮游生物等動物大量減少。
可能的原因有如下幾種
A、地球冰期——早古生代大冰期,又稱安第斯-撒哈拉大冰期(Andean-Saharan)
這是目前最被廣為接受的說法[11],在4.2億年前,有個叫做岡瓦納大陸(南方大陸)的巨大板塊移動到了南極。形成了冰蓋,然後凝結了海水,而地球進入間冰期之後海水又被釋放出來,海平面的上升和下降使得氣候和生活環境發生了變化,由此很多物種滅絕。在北非晚奧陶紀岩層發現了相關的岩層,這些岩層來自當時的南極,這些岩層同時記錄了五個冰川脈沖,這是有力的地質證據。
南方大陸與南極相連
B、伽馬射線爆發(GRB)破壞了地球的臭氧層
2005年由NASA及堪薩斯大學的科學家發表在International Journal of Astrobiology的研究[12]認為可能是一顆極超新星釋出的伽馬射線暴引起的,其過程持續了十秒,嚴重破壞了臭氧層,使得太陽光中的紫外線到達地球,導致地面及近海面的大量生物死亡,從而破壞食物鏈。同時此過程可以使得地球降溫,形成了冰川等不利氣候環境。
由於本人教育背景的原因,我覺得這個想法腦洞很大,作者們明顯也感覺到自己的數據不是很硬,他們同時表明這個現象至少貢獻了部分破壞力。
GRB
C、火山活動和風化阻擋了全球碳循環
前文已經提及了,地質學家認為火山活動會消耗大氣層中的二氧化碳,這與岩石風化會埋藏部分有機物阻止再次重新進入全球碳循環。簡單來講就是形成了化石燃料。
二氧化碳是溫室氣體,他們的減少有助於形成冰川期,使得物種滅絕。
D、金屬中毒
在全球碳循環被阻礙之後,光合生物產生氧氣的能力下降,海底沉積物中的金屬元素逃逸,使得海洋中大多數生物滅絕。
2、泥盆紀晚期滅絕事件(Late D)
發生在3.76—3.6億年前,分為Kellwasser事件和Hangenberg事件,這種長時間的滅絕事件讓科學家們非常困惑。不過沉積記錄表明,泥盆紀晚期環境發生了明顯的變化,有證據表明在海洋底層水域中普遍缺氧。碳埋藏率猛增,底棲生物遭到破壞,特別是在熱帶地區和珊瑚礁群落中。這直接影響了生物生存並導致了滅絕事件的發生。造成這些變化的原因還有爭議。
可能的原因有
A、外來物體(彗星或者小行星)撞擊地球
這種說法提出於1969年,我個人認為是受當時冷戰環境的影響。也因此帶歪了研究方向,不同於恐龍滅絕那次他們找到了一個確切的隕石坑來佐證,這次沒有找到確切的隕石坑。
被懷疑的Alamo impact 內華達州
B、植物進化影響全球碳循環,引發了晚古生代大冰期,又稱卡魯大冰期(Karoo Ice Age)
在泥盆紀,植物登陸之後進化出維管束結構,這使得植物的高度從30公分長高到30米。而更高的植物代表著更深和更龐大的根系,這進一步加快了土壤風化,使得土壤中的營養成分進入到海洋中造成了海洋的富營養化,然後爆發了藻華,這導致了海洋物種的下降並使得全球缺氧、氣溫下降,因此環境進一步惡化危及陸地生物。
同時陸生植物過快的生長使得當時大氣層中二氧化碳含量快速下降,植物過快地生長也使得部分植物埋藏於地下成為化石燃料(石油),沒辦法重新進入碳循環。大氣中二氧化碳含量由現今的15倍降低到現今的3倍,巴西北部(泥盆紀南極附近)的冰川沉積等證據表明,泥盆紀末期出現了廣泛的冰川活動。而這種冰川活動引發了嚴重的物種滅絕事件。
全球碳圈
泥盆紀後期滅絕事件影響的海洋生物有腕足動物門、三葉蟲、菊石目、牙形石綱、無頜總綱和所有的盾皮魚綱生物。然而陸上植物與淡水生物則相對受到較小的影響。
3、二疊紀-三疊紀滅絕事件(P-Tr)
發生於二疊紀與三疊紀之間,距今大約2.5億年。以消失的物種來計算,當時地球上70%的陸生脊椎動物,以及高達96%的海中生物消失,這次滅絕事件也造成昆蟲的唯一一次大量滅絕。生態圈花了數百萬年才完全恢復,比其他大型滅絕事件的恢復時間更長久。是五次滅絕事件中最嚴重的一次,同時也被稱為迄今為止最嚴重的滅絕事件——如果按照比例來講,我覺得大氧化事件造成的滅絕比例應該比這次還更高。
研究此次滅絕事件的學者非常多,也因此有了更多的猜測
A、行星或者隕石撞擊地球
不得不吐槽一下,這種理論簡直萬金油,從不缺席。這次他們連個值得嚴重懷疑的隕石坑都沒找到。先用南極洲的沖擊石英層來佐證,後來顯微結構證明那是火山活動的產物。後來他們找到幾個地質年代不明的隕石坑,再次引發了嚴重質疑。後來他們決定藉助藝術的力量,於是我們看到了一張隕石撞擊海洋的圖片。這樣一來, 此種理論的擁躉既可以解釋為什麼找不到隕石坑(隕石入海留下的痕跡被後來的地球活動消磨掉),又可以解釋隕石的確引發了物種大滅絕。
隕石撞擊海洋
這個想法只有在恐龍滅絕那次找到了一些確切的地質證據,在此次事件中非常不可信。
B、火山爆發引發陽光遮蔽,破壞陸地生態系統後引發酸雨和全球變暖導致物種大滅絕
西伯利亞玄武岩
來自西伯利亞地區和中國四川峨眉山的玄武岩證據表明,在二疊紀末期發生了地球上最嚴重的火山噴發,尤其是西伯利亞地區的火山噴發含有20%的火山碎屑,火山噴發形成的塵埃雲層和酸性氣溶膠阻絕了陽光,使得陸地生態系統崩潰,降下的酸雨流入海洋引發了海洋生態系統崩潰。
這個過程產生的二氧化碳也使得全球變暖,這進一步破壞了生物的生存壞境。
這個說法也被質疑,人們懷疑這次火山噴發的威力不足以改變全球生態。
C、盤古大陸的形成使得近海生態系統崩潰
二疊紀末期形成的盤古大陸
東亞板塊部分直到二疊紀末期才與盤古大陸聚合。盤古大陸的形成使得全球大部分的淺水區域消失,而淺水區域是海洋中最多生物棲息的地帶。這可以解釋為什麼海洋生物會大量減少,但是陸地生物卻並不太可能會因此受到影響,這一點與現實情況相抵觸。
大家認為這個確定的地理現象應該不會引發如此嚴重的物種滅絕事件。
D、可燃冰的氣化
可燃冰主要是甲烷水合物,科學家們發現當時的地層中碳13/碳12比例有波動的現象,同時有證據[13]表明,全球溫度在赤道附近升高了約6 C,在較高緯度地區升高了更多。
而能引起溫室效應的氣體主要是甲烷和二氧化碳。全球變暖使得地球生態系統遭到了破壞,引發了慘烈的物種滅絕。
這個理論可以解釋為什麼全球變暖,但是想要大氣中的甲烷快速消失卻並不容易。
E、海洋缺氧硫化
這個有點像坎菲爾德海洋理論,地質證據表明二疊紀晚期海洋發生了缺氧,並且海底的硫化物逃逸出來,海水中產生的硫化氫排出到大氣中,傷害全球生物系統和臭氧層,紫外線進一步傷害了全球生物,因此造成了物種大滅絕。二疊紀晚期的淺水區地層中發現了大量綠硫細菌存在的證據,可以佐證該猜想。
這種猜想的優點是可以解釋植物的大規模滅絕,這種滅絕模式下會增加甲烷的含量,否則植物應該在二氧化碳含量高的環境中蓬勃發展。來自二疊紀末期的化石孢子進一步支持了這一理論,它們多數形態不正常,可能被紫外線照射過。
4、 三疊紀-侏羅紀滅絕事件(Tr–J)
大概發生在約2億年前,這次滅絕事件的影響遍及陸地與海洋。在海洋生物中,有20%的科消失,包含著名的牙形石、許多大型偽鱷類、大部分獸孔目、以及許多大型兩棲動物。三疊紀-侏羅紀滅絕事件使當時至少50%的物種消失。這次滅絕事件造成陸地上生態位空缺,使恐龍能成為侏羅紀的優勢陸地動物。該滅絕事件發生於盤古大陸分裂前,經歷時間短於一萬年。這次滅絕事件造成了三疊紀恐龍與侏羅紀恐龍的明顯差異。
該滅絕事件產生的可能原因有
A、地外來客,小行星或者彗星撞擊地球
按照慣例,這次依然沒有發現相應的隕石坑被發現,但是這個想法跟物種滅絕有不解之緣。每次物種滅絕總會有人堅持認為地球被撞擊。幾個被懷疑的隕石坑要麼太小,要麼年齡偏差太大。
B、火山持續噴發,導致了極端氣候
大西洋中部岩漿省的大概位置
大西洋中部岩漿省(CAMP)是地球上最大的大火成岩省,佔地大約11000000公裡面積。CAMP火山噴發發生在約2.01億年前,持續了約60萬年。火山噴發釋放出二氧化碳或二氧化硫和氣溶膠,這將導致強烈的全球變暖(來自前者)或致冷(來自後者)。
這可能導致了地球環境劇變而導致了物種大滅絕。
C、自然演化過程導致的氣候變化
歐洲的地質構造似乎表明,三疊紀晚期海平面下降,侏羅紀早期海平面上升。盡管有時下降的海平面有時被認為是造成海洋滅絕的罪魁禍首,但由於地質 歷史 上許多海平面下降與滅絕的增加沒有關聯,因此證據尚無定論。但是,仍然有一些證據表明,海洋生物受到與海平面下降有關的次級過程的影響,例如氧合作用減少(由於循環不暢所致)或酸化增加。這些過程似乎沒有遍及全球,但它們可以解釋歐洲海洋動物群的局部滅絕。而這並不足以解釋全球范圍內的物種滅絕現象。
後來的研究指出,到三疊紀末期,乾旱化趨勢明顯增加。盡管像格陵蘭和澳大利亞這樣的高緯度地區實際上變得濕潤,但地質學證據表明,世界上大多數地區的氣候變化更為劇烈。該證據包括碳酸鹽和蒸發岩沉積物的增加(在乾燥氣候中最為豐富)和煤沉積物的減少(其主要形成於潮濕的環境)。此外,氣候可能已經變得更加季節性,長期乾旱被嚴重的季風中斷。
但是這都不能完美解釋物種滅絕。
5、白堊紀﹣古近紀滅絕事件(K-Pg)
發生在6600萬年前,也被稱為白堊紀﹣第三紀滅絕事件(簡稱K-T滅絕),俗稱恐龍大滅絕。這次大滅絕中大型陸生脊椎動物幾乎全數滅絕,只有鳥類和部分可以躲到水裡或者穴居的生物倖存。陸地生態位因此幾乎被情空,為哺乳類占據地球提供了條件。
盡管我一直在吐槽行星滅絕論,但是導致這次滅絕的原因普遍被認為是小行星撞擊地球,科學家在地層交接處發現了大量的銥。
位於美國科羅拉多州的25號州際公路附近。紅箭頭處即為白堊紀-古近紀界線(因富含銥而著名)
科學家人為一顆直徑10公里的行星碎片,在6,500萬年前撞擊了墨西哥尤卡坦半島,形成希克蘇魯伯隕石坑。隕石撞擊形成了遮天蔽日的塵埃和硫酸形成的氣溶膠。這導致了陸地生物的光合作用受到阻礙,並且氣溶膠以酸雨的形式降落到海洋導致海洋嚴重酸化。
藝術家描繪的行星撞擊場景
但是依然還是有很多理論在挑戰這個猜想,如海平面下降使得大陸架露出,海洋生物部分滅絕。而陸地上因為被子植物的進化使得恐龍缺少食物而導致了滅絕。
這就需要科學家進一步的研究了。
現在的研究並沒有特別硬的數據使所有人信服。在現代科學里,我們對生態學這種宏觀學科的了解並不透徹,即便是全球變暖這種簡單問題也有極大的爭議。如果生態學更進一步發展,我想我們能從更加系統的層面來探討物種大滅絕。地球前期的進化我只是稍微提及了目前學界比較有共識的滅絕事件,更深入的探討都沒有涉及。不過我想顯生宙之前的物種進化也是非常有意思的。經歷的滅絕事件也不會少。
⑤ 一共有幾次生物大滅絕
歷史上有五次生物滅絕事件,分別是:奧陶紀-志留紀滅絕事件、泥盆紀後期滅絕事件、二疊紀-三疊紀滅絕事件、三疊紀-侏羅紀滅絕事件、白堊紀-第三紀滅絕事件。
⑥ 歷史上的五次生物大滅絕分別是在什麼時候
第一次生物大滅絕:
時間:為距今4.4億年前的奧陶紀末期。
事件:導致大約80%的物種絕滅。
第二次生物大滅絕:
時間:距今3.65億年前的泥盆紀後期。
事件:海洋生物遭受了滅頂之災。
第三次生物大滅絕:
時間:距今2.5億年前的二疊紀末期,
事件:導致超過95%的地球生物滅絕。
第四次生物大滅絕:
時間:距今2億年前的三疊紀晚期。
事件:發生了第四次生物大滅絕,爬行類動物遭遇重創。
第五次生物大滅絕:
時間:6500萬年前後,白堊紀晚期
事件:突然,侏羅紀以來長期統治地球的恐龍滅絕了。
第六次,
時間:近100年
事件:人類的興旺發達不加節制的濫用自然,導致世界物種急劇減少。
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⑦ 歷史上5次生物大滅絕 哪5次滅了哪些生物
第一次
編輯
時間:距今4.4億年前的奧陶紀末期。事件:導致大約85%的物種絕滅。
第一次物種大滅絕又稱奧陶紀大滅絕。
奧陶紀
奧陶紀(Ordovician Period,Ordovician),地質年代名稱,是古生代的第二紀,開始於距今5億年,延續了6500萬年。
奧陶紀亦分早、中、晚三個世。奧陶紀是地史上海侵最廣泛的時期之一。在板塊內部的地台區,海水廣布,表現為濱海淺海相碳酸鹽岩的普遍發育,在板塊邊緣的活動地槽區,為較深水環境,形成厚度很大的淺海、深海碎屑沉積和火山噴發沉積。
奧陶紀末期曾發生過一次規模較大的冰期,其分布范圍包括非洲,特別是北非、南美的阿根廷、玻利維亞以及歐洲的西班牙和法國南部等地。
「奧陶」來源
「奧陶」一詞由英國地質學家拉普沃思(C.Lapworth)於1879年提出,代表露出英國阿雷尼格(Arenig)山脈向東穿過北威爾士的岩層,位於寒武系與志留系岩層之間。因這個地區是古奧陶部族(Ordovices)的居住地,故名。
生物演化
當時氣候溫和,淺海廣布,世界許多地方(包括中國大部分地方)都被淺海海水掩蓋。海生生物空前發展。
在奧陶紀廣闊的海洋中,海生無脊椎動物空前繁榮,生活著大量的各門類無脊椎動物。除寒武紀開始繁盛的類群以外,其他一些類群還得到進一步的發展,其中包括筆石、珊瑚、腕足、海百合、苔蘚蟲和軟體動物等。
筆石是奧陶紀最奇特的海洋動物類群,自早奧陶世開始即已興盛繁育,分布廣泛。腕足動物演化迅速,大部份的類群均已出現,無鉸類、幾丁質(chitin)殼的腕足類逐漸衰退,鈣質殼的有鉸類則盛極一時;鸚鵡螺進入繁盛時期,它們身體巨大,是當時海洋中兇猛的肉食性動物;由於大量食肉類鸚鵡螺類的出現,三葉蟲在胸、尾進化出許多防禦性針刺,以避免食肉動物的襲擊或吞食。珊瑚自中奧陶世開始大量出現,復體的珊瑚雖說還較原始,但已能夠形成小型的礁體。
奧陶紀晚期,約4.8億年前,首次出現了可靠的陸生脊椎動物——淡水無顎魚;淡水植物據推測可能在奧陶紀已經出現。
第一次物種大滅絕發生在4億4千萬年前的奧陶紀末期,由於當時地球氣候變冷和海平面下降,生活在水體的各種不同的無脊椎動物便盪然無存。
在距今4.4億年前的奧陶紀末期,發生地球史上第一次物種滅絕事件,約85%的物種滅亡。古生物學家認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,撒哈拉所在的陸地曾經位於南極,當陸地匯集在極點附近時,容易造成厚的積冰——奧陶紀正是如此。大片的冰川使洋流和大氣環流變冷,整個地球的溫度下降,冰川鎖住水,海平面降低,原先豐富的沿海生態系統被破壞,導致85%的物種滅絕。
滅絕
最終生物大滅絕。
第二次
編輯
時間:距今3.65億年前的泥盆紀後期。
事件:海洋生物遭受了滅頂之災。
第二次生物大滅絕又稱泥盆紀大滅絕。
泥盆紀簡介
泥盆紀(Devonian period),地質年代名稱,古生代第四紀,約開始於4.05億年前,結束於3.5億年前,持續約5000萬年。
泥盆紀分為早、中、晚3個世,地層相應的分為下、中、上3個統。泥盆紀古地理面貌較早古生代有了巨大的改變。表現為陸地面積擴大,陸相地層的發育,生物界的面貌也發生了巨大的變革。陸生植物、魚形動物空前發展,兩棲動物開始出現,無脊椎動物的成分也顯著改變。
魚類的時代
泥盆紀是脊椎動物飛越發展的時期,魚類相當繁盛,各種類別的魚都有出現,故泥盆紀被稱為「魚類的時代」。最重要的是從總鰭類演化而來的,兩棲類、爬行類的祖先四足類(四足脊椎動物)出現。
對古氣候的研究顯示泥盆紀時期是溫暖的。化石記錄說明當時遠至北極地區都處於溫帶氣候。第二次物種大滅絕發生在泥盆紀晚期,其原因也是地球氣候變冷和海洋退卻。
在距今約3.65億年前的泥盆紀後期,歷經兩個高峰,中間間隔100萬年,發生地球史上第二次物種滅絕事件,海洋生物遭到重創。
第三次
編輯
時間:距今2.5億年前的二疊紀末期。
事件:導致超過95%的地球生物滅絕。
第三次生物大滅絕又稱二疊紀大滅絕。
二疊紀簡介
二疊紀(Permian period)是古生代的最後一個紀,也是重要的成煤期。二疊紀分為早二疊世, 中二疊世和晚二疊世。二疊紀開始於距今約2.95億年,延至2.5億年,共經歷了4500萬年。二疊紀的地殼運動比較活躍,古板塊間的相對運動加劇,世界范圍內的許多地槽封閉並陸續地形成褶皺山系,古板塊間逐漸拼接形成聯合古大陸(泛大陸)。陸地面積的進一步擴大,海洋范圍縮小,自然地理環境的變化,促進了生物界的重要演化,預示著生物發展史上一個新時期的到來。
距今2.5億年前的二疊紀末期,發生了有史以來最嚴重的大滅絕事件,估計地球上有96%的物種滅絕,其中90%的海洋生物和70%的陸地脊椎動物滅絕。三葉蟲、海蠍以及重要珊瑚類群全部消失。陸棲的單弓類群動物和許多爬行類群也滅絕了。這次大滅絕使得佔領海洋近3億年的主要生物從此衰敗並消失,讓位於新生物種類,生態系統也獲得了一次最徹底的更新,為恐龍類等爬行類動物的進化鋪平了道路。 科學界普遍認為,這一大滅絕是地球歷史從古生代向中生代轉折的里程碑。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,沒有使生物演化進程產生如此重大的轉折。
科學家認為,在二疊紀曾經發生海平面下降和大陸漂移,造成了最嚴重的物種大滅絕。所有的大陸聚集成了一個聯合的古陸,富饒的海岸線急劇減少,大陸架也縮小了,生態系統受到了嚴重的破壞,很多物種的滅絕是因為失去了生存空間。更嚴重的是,當淺層的大陸架暴露出來後,原先埋藏在海底的有機質被氧化,這個過程消耗了氧氣,釋放出二氧化碳。大氣中氧的含量減少,對生活在陸地上的動物非常不利。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, 海洋里也成了缺氧地帶。地層中大量沉積的富含有機質的頁岩是這場災難的證明。
這次大滅絕是由氣候突變、沙漠范圍擴大、火山爆發等一系列原因造成。
隕石撞擊
有些科學家認為,隕石或小行星撞擊地球導致了二疊紀末期的生物大滅絕。如果這種撞擊達到一定程度,便會在全球產生一股毀滅性的沖擊波,引起氣候的改變和生物的死亡。搜集到的一些證據引起了人們對這種觀點的重視。但大多數生物科學家認為這場滅絕是由地球上的自然變化引起的。
氣候的改變
有些科學家認為,氣候的變化是形成這場大災難的主要原因。因為二疊紀末期形成的岩石顯示,當時某些地區氣候變冷,在地球兩極形成了冰蓋。這些巨大的白色冰蓋將陽光發射回太空,會進一步降低全球氣溫,使陸上和海上的生物很難適應。如果再加上海平面下降和火山爆發,就會成為滅頂之災。
傳染病泛濫
還有些生物醫學家認為,生物大滅絕的原因是,遠古時期一場傳染病使生物死亡。
火山活動
火山爆發噴出大量氣體和火山塵埃進入大氣層。火山灰團不僅會使動物窒息而死,還有可能遮蔽太陽,使全球氣溫降低。所以,火山活動也可能是二疊紀末期滅絕事件的原因之一。西伯利亞就曾經發現當時火山猛烈爆發所噴出的物質。
沙漠的肆虐
二疊紀的陸塊碰撞接壤而形成了龐大的盤古大陸。來自海上的雨水和霧氣再也無法深入內陸地區。二疊紀的某些區域越來越乾燥炎熱,致使沙漠范圍越來越廣,無法適應乾旱環境的動物就此滅絕。
第四次
編輯
時間:距今2億年前的三疊紀晚期。
事件:發生了第四次生物大滅絕,爬行類動物遭遇重創。
第四次生物大滅絕又稱三疊紀大滅絕。
三疊紀簡介
三疊紀(Triassic period)是中生代的第一紀,爬行動物和裸子植物崛起,位於二疊紀(Permian)和侏羅紀(Jurassic)之間。
始於距今2.5億年至2.03億年,延續了約5000萬年。海西運動以後,許多地槽轉化為山系,陸地面積擴大,地台區產生了一些內陸盆地。新的古地理條件導致沉積相及生物界的變化。從三疊紀起,陸相沉積在世界各地,尤其在中國及亞洲其它地區都有大量分布。古氣候方面,三疊紀初期繼承了二疊紀末期乾旱的特點;到中、晚期之後,氣候向濕熱過渡,由此出現了紅色岩層含煤沉積、旱生性植物向濕熱性植物發展的現象。植物地理區也同時發生了分異。
海洋生物滅絕
距今1.95億年前的三疊紀末期,估計有76%的物種,其中主要是海洋生物滅絕,此次災難並無特別明顯的標志,只發現海平面下降之後又上升,出現大面積缺氧的海水。
第五次
編輯
時間:6500萬年前,白堊紀晚期。
事件:侏羅紀以來長期統治地球的恐龍滅絕。
第五次生物大滅絕又稱白堊紀大滅絕或恐龍大滅絕。
白堊紀簡介
白堊紀(Cretaceous Period,Cretaceous)是中生代最後的一紀,始於距今1.37億年,結束於距今6500萬年,其間經歷了7000萬年。無論是無機界還是有機界在白堊紀都經歷了重要變革。位於侏羅紀之下、新生界之上。白堊紀是中生代地球表面受淹沒程度最大的時期,在此期間北半球廣泛沉積了白堊層,1822年比利時學者J.奧馬利達魯瓦將其命名為白堊系。白堊層是一種極細而純的粉狀灰岩,是生物成因的海洋沉積,主要由一種叫做顆石藻的鈣質超微化石和浮游有孔蟲化石構成。
恐龍時代終結
距今6500萬年前白堊紀末期,發生地球史上第五次生物大滅絕事件,約75%—80%的物種滅絕。在五次大滅絕中,這次大滅絕事件最為著名,因長達14000萬年之久的恐龍時代在此終結, 海洋中的菊石類也一同消失。其最大貢獻在於消滅了地球上處於霸主地位的恐龍及其同類,並為哺乳動物及人類的最後登場提供了契機。這次災難來自於地外空間和火山噴發,在白堊紀末期發生的一次或多次隕星雨造成了全球生態系統的崩潰。撞擊使大量的氣體和灰塵進入大氣層,以至於陽光不能穿透,全球溫度急劇下降,黑雲遮蔽地球長達數年(零點幾至幾個百萬年)之久,植物不能從陽光中獲得能量,海洋中的藻類和成片的森林逐漸死亡,食物鏈的基礎環節被破壞,大批的動物因飢餓而死,其中就包括陸地的霸主恐龍。
小行星撞擊說
支持小行星撞擊說的科學家們推斷,這次撞擊相當於人類歷史上發生過最強烈地震的100萬倍,爆炸的能量相當於地球上核武器總量爆炸的1萬倍,導致了2.1萬立方公里的物質進入大氣中。由於大氣中大量高密度的塵埃,太陽光不能照射到地球上,導致地球表面溫度迅速降低。沒有陽光,植物逐漸枯萎死亡;沒有植物,植食性的恐龍飢餓而死;沒有植食性動物,肉食性的恐龍失去食物來源,在絕望和相互殘殺中緩慢消亡。幾乎所有的大型陸生動物都未能倖免於難。小型的陸生動物,像一些哺乳動物依靠殘余的食物勉強為生,終於熬過了最艱難的時日,等到了古近紀陸生脊椎動物的再次大繁榮。
撞擊假說的支持者發現了許多有力的證據,來證明他們的觀點。最有力的證據來自在K/T(白堊紀和古近紀)地質界線上發現的銥異常和沖擊石英。科學家推測,這種高含量的銥元素就是撞擊地球的小行星帶來的,沖擊石英在撞擊過程中形成,但同時撞擊所形成的撞擊坑卻未被找到,多數的隕石坑被認為其大小與推測不相符合。
美國人查特吉約提出了一種類似的假說。他認為在白堊紀末期撞擊地球的兇手不是一顆小行星或者隕石,而是彗星雨。大量的彗星雨撞擊到地球上,形成一個環繞地球一周的撞擊帶,其中有2塊巨大的彗星體成為了恐龍大滅絕的「主犯」:一塊形成了墨西哥灣附近的巨大的隕石坑,另外一塊撞擊到印度大陸上,形成的隕石坑比墨西哥灣附近的隕石坑還大。
⑧ 地球上的十大生物滅絕事件,分別都有哪些事件呢
大多數人對大滅絕的認識是6500萬年前導致恐龍滅亡的小行星撞地球。但事實上,自從大約30億年前第一個細菌生命進化以來,地球經歷了無數次的大滅絕。隨著全球變暖對地球生態系統的破壞,我們正面臨著第11次物種滅絕。
巨大的氧化危機(23億年前)
第四紀滅絕事件是唯一一次由人類造成的大規模物種滅絕,世界上大部分的大型哺乳動物都在第四紀滅絕事件中滅絕,包括長毛猛獁象、劍齒虎以及一些更滑稽的物種,如大袋熊和大海狸。雖然我們很容易得出這樣的結論:這些動物是被早期的智人獵殺到滅絕的,但它們也可能是由於逐漸的氣候變化而滅絕的。