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恐龙称霸世界之前的地球

时间:2019-09-06 来源:电影小钻风

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在恐龙称霸世界之前,这个星球的历史充满了各种各样关于生命、死亡和变形的故事。

01.

天地初始

一切起源于44.5亿年以前,那时候地球开始形成,我们称这段时间为冥古宙(注:宙是最大的地质年代单位。从古到今总共有四个宙:冥古宙,太古宙,元古宙和显生宙,恐龙和我们一样都生活在显生宙。

冥古宙时期的地球非常的暴躁——持续的火山喷发、部分融化的地球表面以及来自太阳系的其他星体的巨大影响。那时月亮刚刚开始形成,才开始围着地球转。

冥古宙时期的空气里二氧化碳、氢气和水蒸气的浓度都很高,有研究表明,当时的温度可能高达230摄氏度。

恐龙称霸世界之前的地球

冥古宙概念图

没有像化石之类的直接证据表明冥古宙存在生命,然而牛津大学地球科学部的马丁· 布莱瑟教授依然认为非常有可能存在细菌之类的微小生命。

这些微生物可能不会释放氧气,而是可能利用阳光来产生硫化氢。当然产氧光合作用也可能存在,来自于一些生活在火山口附近、以沼气和二氧化碳为食的生命。

随着地球进入太古宙,动荡依然没有平静下来。尽管有些天文学研究称太古宙的太阳亮度仅有现在的70%至75%,当时的热流却是现在的三倍。大气中的二氧化碳含量仍然很高,仅有微量的自由氧。

不过在这样的严酷环境下,已经发现有无核单细胞生物存在的证据,这种生物叫作原核生物。有证据显示细菌门的蓝藻细菌在太古宙时期就会通过光合作用来释放氧气了。

02.

更高级形态

远古时期的地球仍处于它的萌生时期。

板块构造移动、大陆地幔挤压形成山脉,这一“造山运动”主要发生在地球的前两个宙;不过当海洋开始蔓延上升,这个过程就创造出了新大陆和下一个宙出现的超级大陆。

25亿年前这一宙开始,冈瓦那大陆的形成影响深远。那时,造山运动最终形成了大洋洲和南极洲;几个单独的地缝组合形成了一整块大陆,南半球最广袤的冈瓦那大陆就这样从海平面以下升了上来。

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从冰岛的大地上可以清楚地看到美洲和欧洲板块之间的断层

尽管这片超级大陆上的气候比较温和, 但是整体大气环境仍然不适宜大部分的生物生存,那时候空气中的二氧化碳含量是今天的20倍至35倍。

不过,在这一宙中,的确存在缓慢的氧气积累,这主要是由化学沉积引起的:像铁矿石和未氧化的硫之类的物质慢慢沉积变成了地壳,从而推动形成了一个叫作大氧化事件的缓慢过程。

空气中自由氧的含量越来越高,生命开始在新大陆上继续进化。原始的绿色植物和沿海真菌开始繁衍生息,不断地产生氧气;真核生物之类的复杂单细胞生物开始出现。

空气中的新物质大氧化事件(又称作“氧气灾难”)是一个持续了2亿年至3亿年的过程,是地球历史上影响最深远的事件之一。

大氧化事件持续的时间很长,不过仅在最后一个阶段,产生的氧气才超过了化学沉积和土壤能够吸收自由氧的极限。

在这之后,生物多样性在海洋之外出现,细菌和更高级形态(如植物、昆虫等)的多细胞生物开始登上历史舞台。

03.

生命的可能起源

44.4亿年前至41.9亿年前,当地球进入志留纪时,大陆上的生命开始慢慢走向多样化。

一开始的生命形态主要是苔藓和库克逊蕨属之类的维管植物,库克逊蕨属的短根和木化组织让它们能够很好地利用水分和原始的光合作用来生存。

多种动物群的生活地蔓延到远离河溪和海岸的地方,有些生物学家认为淡水是关键,也就是所谓的“原始汤”孕育出了多样的生命。这些处于内陆的水体是生命转向陆地生活的绝佳过渡地带。

恐龙称霸世界之前的地球

志留纪时期海洋里的生物达到了前所未有的多样化程度

“我们发现在一些古湖床里找到的化石质量非常好,”布莱瑟说,“我们找到了保存得非常完美的化石。在这些沉积物里发现的生物多样性和复杂性都让人震惊,其中包括本应生活在淡水里的一些藻类和各种各样的细菌,种类比同一时期的海洋沉积物都要丰富。”

淡水水体是进化的温床之一,这一理念非常吸引人,因为这样的水体中储存着比海水更多的氧气,也没有海水中那么多的盐分。

事实上,达尔文在19 世纪70 年代的一封信里就提到了这一点,他认为生命可能起源于一个温暖的池塘里。

04.

继承者们

随着史前地球进入古生代的后期(泥盆纪、石炭纪和二叠纪),大陆开始缓慢地走向洲际相连的状态,各种气候、环境和生态系统的融合显示出生命的无限可能性。

早期的维管植物从海岸线向内陆蔓延,生长在沼泽和相对干燥的土壤里。类似于仙人掌的有机体类,以及类似灌木丛的蕨类和马尾草森林开始在盘古大陆荒芜的内陆地区大片地生长。

在泥盆纪初期,昆虫王国的成员们也变得更加多样化,并和早期的种子植物形成了共生关系,这就是植物多样性的“泥盆纪爆炸”。

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泥盆纪概念图

除此之外,四足动物开始出现并繁盛起来,这是很多陆地野兽的进化方向。真掌鳍鱼之类的总鳍鱼进化成早期形态的两栖动物,由于它们无法在离水体更远的地方生活,所以这一类的动物很多都灭绝了。

随着石炭纪和二叠纪拉开帷幕,更多的陆地生物在统一的盘古大陆上开始进化(盘古大陆也是三叠纪最初形态的恐龙生活的家园)。

由于大气中氧气充足,节肢动物开始加速繁育; 阔齿龙属、盘龙目以及如二齿兽下目和兽头亚目之类的兽孔目动物的种群数量也不断增加。

在古生代尾期的时候,早期形态的哺乳动物——下孔类开始形成规模。初龙亚纲(爬行类、鸟类、恐龙和鳄目动物的祖先)也在这个时候出现,很好地适应了由于盘古大陆形成而产生的极度干燥的环境。

也就是在那个时候,经过了几百万年的进化,地球表面又被清扫一空,为恐龙的出现腾出了位置。

这场发生在2.5亿年前的大变故叫作二叠纪- 三叠纪灭绝事件,也被称作“大灭绝”。“大灭绝”产生的原因我们并不完全了解,但它改变了地球的大气和温度,让生命永远地走上了另一条路。

恐龙称霸世界之前的地球

大灭绝事件可能是火山喷发或是小行星撞击地球造成的

几百万年间,大约有90% 至95% 的物种从地球上消失了。幸存下来的生命进化成了恐龙,并为我们今天自然界的多样性提供了遗传基础。

恐龙出现之前,世界好像在做进化试验,只有最强大的物种才能在星球上最大的生态变故中存活下来,从而继承这个星球。

• end •

本文内容摘选自《恐龙星球》,有删减

恐龙称霸世界之前的地球

《恐龙星球》

[英] 安德鲁·里奇韦 编著

定价: 58.00

中国画报出版社

出版时间:2017.6

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