大家好,今天来为大家分享物种大灭绝的一些知识点,和地球历史上的五次物种大灭绝的问题解析,大家要是都明白,那么可以忽略,如果不太清楚的话可以看看本篇文章,相信很大概率可以解决您的问题,接下来我们就一起来看看吧!
物种大灭绝是怎么回事
随着地球变得越来越热、气候环境越来越恶劣,关于物种大灭绝的声音也越来越强烈。2009年12月初,哥本哈根世界气候大会的开幕,把有关生物灭绝的预测推向了新的高峰。据说只要全球气温再平均升高1℃,很多如今的米粮川就会成为撒哈拉那样的不毛之地,惊呼新的一次生物大灭绝已经来临。据说,生物大灭绝已经在地球上不止发生过一次,恐龙的灭绝就是最好的例子。在我国云南发现的澄江化石群和辽宁化石群,都证明确确实实发生过多次的生物大灭绝。
据科学家估计,以单细胞细菌形式存在的一些种类的生命,在地球上已经存在35亿年了,曾经存在过的99.9%的物种最终都灭绝了,这不是夸张的数字。究竟发生了什么使得亿万物种惨遭灭绝?劳普于1991年著的《大灭绝:坏基因还是坏运气?》一书中介绍了两个学派。
坏基因学派认为,因为地球在不断变化,它的大陆板块在不知不觉中形成新大陆,它的气候冷暖有序,即使很微弱的地磁场完全反转,也将引发地震、火山喷发、冰河和热带热浪,这些肯定会对现存的生物带来挑战。那些具有复杂的遗传结构并能适应这种变化的生物自然最有希望生存下来。这些具有复杂遗传结构——同样也意味着具有最大和最复杂的有机体的生物将不会灭绝。另外,当任何物种经历长时间的进化以获取更大的遗传效率时,即使没有外来的大规模的环境变化的压力,它的不太适应环境的祖先也将逐渐灭绝。如果能发展出一种比从其进化而来的物种更有效的摄取微小食物的能力,甚至一些相当原始的早期海洋生物也胜过与它相似的生命形式。适应性即适者生存对许多科学家来说,解释大多数物种灭绝似乎足够了。
然而,随着时间的推移,当从记录了地球生命史的化石中了解到越来越多的东西后,科学家注意到这种方法出现了越来越多的问题。单独靠进化论不能解释5次物种大灭绝发生的原因,在这5次大灭绝中,大多数曾经存在的生命形式灭绝了。经历了过去的半个世纪后,越来越多的科学家转向了“坏运气”假说,这一假说认为大灭绝是由于经历了罕见的自然灾难,其强度足以毁灭整个行星。在讨论这种灾难性事件的证据之前,先让我们来看一看过去5亿年间所发生的5次物种的大灭绝。
大灭绝发生在5次不同的地质时期:奥陶纪、泥盆纪、二叠纪、三叠纪和白垩纪。大灭绝发生在整个6亿年间(被称为显生宙,在这段时间中,复杂的生命已经在地球上形成了)是毫无疑问的,其他6个地质时期并没有发生大灭绝。生存于奥陶纪(从5.05亿年前到4.40亿年前)的唯一的生物是海洋生物。直到从将近4.1亿年前到3.6亿年前的泥盆纪,才出现陆地生物,它们迅速在陆地上扩张。从大约2.86亿年前的泥盆纪开始,大大小小的脊椎动物才开始在陆地上盛行。从二叠纪往前,出现了爬行动物和哺乳动物,但是哺乳动物的种类在大约6500万年前恐龙灭绝后才开始渐渐多了起来。
1989年,一本名为《精彩的生命》著作提出,把显生宙划分成独立的分类,如鱼类时代、爬行类时代和哺乳类时代是极其简单的,但当海洋和陆地被复杂的物种占据的时候,经常会发生一定程度的交叉。人们对恐龙巨大身躯的特别兴趣导致使用诸如“当恐龙统治地球时”这样的措词,但是事实上只是有些恐龙身形庞大,有些恐龙的身体和小鸟差不多,恐龙的种类大约只有50种,而现存的松鼠就有150种之多。我们不会说松鼠在统治地球,也不会说数量正在急剧减少的最大的陆地哺乳动物——大象在统治地球,可见身形庞大并不一定重要。此外,如果严格按数量来评判,那么昆虫从二叠纪开始就应该统治地球了,如果说生物多样性在统治地球,那就更不正确了——人类正在不断地毁坏多样性,尽管我们的生活依靠多样性延续。
尽管没有一种动物主宰地球,在大灭绝期间总有一些生命形式像恐龙一样被永远毁灭。
证明恐龙的灭绝是目前大灭绝原因的争论的关键。有两个原因:其一,自从1842年理查德·欧文创造了“恐龙”这个词以后,恐龙就成了公众感兴趣的对象,至今已经一个半世纪了;其二,因为恐龙消失在5次大灭绝的最后一次,世界各地都有记录了它们1.4亿年存在史的化石,在中国的四川、河南等地都发现了大量的恐龙化石,恐龙化石比其他早期的生命形式的化石更完好。
诺贝尔奖获得者、加州理工大学物理学家路易斯·W·阿尔瓦雷茨和他的儿子沃尔特——一位地质学家一起建立了一个新的理论,在20世纪70年代震惊了恐龙研究界。他们开辟了一条思考大灭绝的全新道路。
1973年,沃尔特·阿尔瓦雷茨和一个地质学家小组在意大利北部的古比欧的一个地方发掘能证明地球磁场反转的证据。因为某种未知的原因,地球磁场每100万年反转一次。在古比欧,沃尔特·阿尔瓦雷茨发现一个夹在两个石灰层之间的泥土层没有化石,而这两个石灰层都有很多化石遗迹。这件事引起了他极大的兴趣,因为泥土层在地质年代上与白垩纪末期一致,恐龙就是白垩纪末期灭绝的。1977年,沃尔特回到美国,随身带了一些泥土层的样品。然后,他就这件事情跟他的父亲路易斯·W·阿尔瓦雷茨进行了讨论。古比欧的地层样品激起了他的极大兴趣,他开始测量这些泥土样品的化学成分,在1978年又得到了一些额外的样品,并发现在地层中铱元素的含量是其上下层的石灰层的含量的30倍。铱是地球上的稀有元素,但在陨星上很普遍,白垩纪末期的地层中铱含量之高令人惊奇。
阿尔瓦雷茨认为有几种可能的解释。一个假设是在那段时间银河系正好有一颗超新星发生爆炸,富含铱元素的爆炸碎片大量落到地球上,但是没有找到有力证据的支持。路易斯和沃尔特·阿尔瓦雷茨转向了另一个假说:一颗大陨星坠落地球。它的直径至少有10千米,撞击后扬起的尘埃遮天蔽日达数年之久,海洋和陆地的植物得不到充足的阳光而深受影响,食物链的崩溃导致了包括恐龙在内的大量物种同时灭绝。
阿尔瓦雷茨父子的假说于1980年6月发表在《自然》杂志上,当时很多人认为这不过是一个带科学性质的戏剧性故事而已。许多地质学家拒绝接受这一假说,他们说,猛烈的火山喷发也可能造成遮天蔽日的尘云。有的科学家认为陨石撞击假说可能是真实的,但有待验证。富含铱元素的类似沉积物在全球的其他不同地方还能找到吗?是否存在一个正好产生于白垩纪末期、并且足够大的陨石坑来证明这样一颗陨星确实撞击过地球呢?
结果是在两年内,地质学家在世界各地都找到了包含确切年代的富含铱元素的地层。但是有些科学家开始提出一个新的问题:铱元素能在大气中长期停留、从撞击点散布到全球吗?计算机模拟的模型显示“冲击扩散”是可行的。陨石假说还存在一个大问题:这个巨大的陨石坑究竟在哪里?1989年,海洋学家在绘制尤卡坦半岛的北部海滨的地形图时,发现了一个海底陨石坑,随后科学家对这个名为奇休鲁布的陨石坑展开了测量。1993年,科学家宣布这个陨石坑直径为180千米,比西弗吉尼亚州还大,实际上是现在已知的地球上最大的陨石坑,年代测量显示这个陨石坑正好形成于6500万年前,与恐龙灭绝的年代相符。通过对从陨石坑中取得的样品进行的测试,1977年,一些研究者得出结论:这个陨石坑中铱元素尤卡坦半岛陨石坑
含量与古比欧、丹麦、新西兰所发现的地层的铱元素含量相同。到此为止,大多数科学家都接受陨石撞击是导致恐龙灭绝的重要原因。1996年11月宣布的一项研究成果指出,尤卡坦半岛陨石撞入地球,这将在北美洲产生巨大的风暴性大火。
尽管这些试图证明过去5亿年间地球经历的5次大灭绝,都是因为陨石撞击所引起的发现和推论极具煽动性,但仍有一些科学家对这个假说持怀疑态度,甚至怀疑恐龙灭绝真的完全是因为陨石撞击所引起。这些科学家只愿意承认陨石撞击只是恐龙灭绝的部分原因,而不是全部。印度西部的高原地区分布着广阔的火山岩堆积物,被称为德干高原火成岩,一些科学家认为这种不断出现的火山活动也可起到与陨石撞击相似的效果,一些人认为火山爆发和陨石撞击都存在,同样起决定性作用。而其他专家坚持恐龙在北美洲比在其他地方灭绝得快,尤卡坦半岛的陨石撞击应该是主要的原因。还有一部分人认为恐龙在陨石撞击前就开始消失了,陨石撞击只不过是加速了它们灭亡而已。因为在他们看来,许多恐龙因为体积太大,食量惊人,一旦环境稍有变化,就会引起它们的食物匮乏,而体积小的恐龙,可能进化成像现代爬行类的动物了,有的可能进化成原始的鸟类了。
一些庞然大物般的恐龙,显示对适应环境变化的脆弱性,而小的物种则更具适应性。大卫·劳普指出,有些物种灭绝是因为遗传问题,这类问题出现的范围,可能从疾病影响了一个物种或一些物种,到栖息环境的改变可能对一些栖息在一个狭窄的生活空间的物种来说是致命的。这些问题是显然存在的,劳普本人相信三叶虫也是受坏基因的影响。在寒武纪地层的化石中发现了6000种三叶虫物种,在接下来的两次大灭绝中,它们的数目急剧减少,到了3.25亿年以后的古生代末期,它们统统消失了。
然而,劳普也说明,坏基因并不能解释这么多物种在大灭绝中为何会全部消失。应该发生过一些重大的事件,不仅杀死了具有好基因的物种,同时也杀死了具有坏基因的物种。劳普本人对一个被大量引用的数字承担责任,即在二叠纪末期,96%的物种已经灭绝了。这个数字出自他于1979年发表的一篇文章,在那篇文章里他把这个数字作为一个上限提出来,而且还附了许多防止误解的说明。即使有70%的灭绝率对于灾变性事件来说也还是太大。
尽管如此,劳普认为陨石撞击是5次大灭绝的主要原因的假说依然得不到许多科学家的承认。尽管他有他的支持者,但仍有人对他的理论提出异议。对那些坚持认为不断发生的火山活动扮演了主要角色的人(他们确实有一些地质学证据支持他们的观点)来说,这可能意味着,巨大陨石撞击引发了大规模的剧烈火山活动。虽然如此,一些专家还是认为,即任何一次大灭绝都不是由单一的原因引起的,而是几个原因共同作用的结果。还有人认为5次大灭绝都有一个最主要的原因,但是可能每次大灭绝的主要原因都不一样。有一次可能是因为火山活动,还有一次可能是因为海平面上升,另外一次可能是因为气候突变。所有这些灾难,包括陨石撞击,也许发生过不止一次。
自从发生在6500万年前的白垩纪末期的那次最大的灭绝事件后,我们人类正在制造另一起大灭绝。一些科学家担心我们可能正在制造一次环境崩溃,它将使我们人类自身灭绝。另外,如果一颗足够大的陨星再次撞击地球,我们将面临白垩纪大灾难重演的厄运。我们已经知道小行星有好几次与地球擦肩而过,一些天文学家怀疑地球将迟早会遭遇到巨大的撞击。除非我们能把这种小行星在太空中击碎,有些科学家认为利用原子弹也许可以达到这个目的。如果真有小行星撞击地球,我们将能获得是什么造成恐龙突然灭绝的第一手资料。且把这种获得大灭绝发生原因的灰暗的方法搁置一边,最初的4次大灭绝依然是一个谜,发生的原因引发了无休止的争论,可以得出可信结论的只是第5次和最近发生的大灾难。
什么是物种大灭绝
恐龙在地球上生活了1.6亿年之久,可是在白垩纪末期,它们却突然在世界各地销声匿迹了。恐龙的灭绝是地球生命史上的一大悬案,自20世纪70年代以来,各种有关恐龙灭绝的理论、假说纷纷出台,展开了一场规模空前的大争论。有的恐龙化成了鸟类。历史上的物种大灭绝事件名称时间可能原因后果奥陶纪物种大灭绝4.38亿年前气候变化50%的物种灭绝,主要为海洋生物泥盆纪物种大灭绝3.6亿年前伽马射线辐射40%的物种灭绝二叠纪物种大灭绝2.45亿年前火山活动等超过95%的物种灭绝白垩纪物种大灭绝6600万年前陨星撞击等45%的物种灭绝来自中国的古生物学和物理家黎阳2009年在耶鲁大学发表的论文引起国际古生物学界的轰动,他和他的中国团队在6534.83万年前的希克苏鲁伯陨石坑K-T线地层中发现了高浓度的铱,其含量超过正常含量232倍。如此高浓度的铱只有在太空中的陨石中才可以找到,地球本身是不可能存在的。根据墨西哥湾周围铱元素含量的精确测定,当时是一颗相当于珠穆朗玛峰的小行星的物质不仅撞击了地球中美洲地区,还撞破了地壳,然后是地球上从来没有发生过的大地震。撞击使熔浆被抛到数千米的高空,继而是长达几十天的流火现象,高温也许不是最致命的。数以千万吨的灰尘、有毒物质在随后的一个月内遍及全球。
在以后的四个多月里,太阳只是一个模糊的影子,植物停止了生长,食草动物大量减少,污浊的空气、短缺的食物、肆意的疾病等无不摧残着幸存下来的恐龙。由于尘土的遮盖,地球上面临着寒冷的侵袭。但寒冷似乎不是最严重的问题,但是,请记住一些动物的性别是由温度决定的,恐龙正是其中之一。造成此次生物的大灭绝。
以前学术界都是把外来天体撞击说和火山喷发说分开讨论的,但这两个学术都有相当大的缺陷,外来天体说光是撞击不足以影响那么严重,时间那么久,范围那么远(全球性的),而火山说,地球上的火山活动本身就很多很剧烈,但都不足引起如此大的生物灭绝,包括黄石超级火山在内,而中国学者黎阳提供的论证方向和证据完美地解答了国际古生物界的长期疑问,两者的结合才可能造成如此重大的地球生物大灭绝。德国科学家提出,恐龙灭绝是由当时恶劣的“空间天气”造成的,也就是说,来自宇宙的强烈粒子流闯入地球大气并导致地球气候发生剧烈变化,从而致使恐龙灭绝。
据德国《科学画报》杂志报道,来自波恩天体物理学研究所的约尔格.法尔教授介绍说,地球在6000万年前曾陷入一次强烈的宇宙粒子流“风暴”中。在遭遇这样的风暴时,高速进入地球大气的各种粒子会达到平时的上百倍之多,将大气中的分子“撕裂”成为形成雨水所必要的凝结核,最终导致地球大气中云层增厚,降雨频繁,气温急剧下降。
美国物理学家路易·阿尔瓦雷兹提出的小行星撞击地球的假说备受各方关注。他在研究意大利古比奥地区白垩纪末期地层中的黏上层时发现微量元素枣铱的含量比其他时期地层陡然增加了30-160多倍,之后人们从全球多处地点取样检测都得出同样结论,白垩纪末期地层中铱元素含量异常增高的确是普遍性的。于是阿尔瓦雷兹认为在白垩纪末期有一颗直径约10公里的小行星撞击了地球,产生的尘埃遮天蔽日。造成地表气候环境巨变,导致了恐龙的消亡。
科学家认为,正是宇宙粒子流的爆发导致了地球气候条件的剧烈变化,而不能适应此种气候变化的恐龙也因此在较短时间内灭绝。
疑点:
但是,用小行星撞击地球来解释岩层中铱含量增加和恐龙灭绝存在许多疑点。
1、小行星一般都是由硅、铁类元素构成,这样巨大的小行星落在地球表面即使经历漫长岁月也不可能踪迹全无,而在地球上从未发现有这样大型的陨石;
2、白垩纪末期的岩层大部分是熔岩冷却形成的火成岩,由尘埃堆积而成的沉积岩只占地表很小一部分。仅一颗小行星撞击扬起的尘埃能够把当时地球上绝大多数动植物埋入深达几千米的岩层中吗?
3、一颗小行星所含的铱元素就能均匀的散布以至覆盖整个地球表面吗?铱元素在地球深处也同样存在,为什么只推测铱元素来自地球以外而不是来自地球内部呢?
我们知道,地球内部的热核反应会不断积聚起巨大能量,一旦地壳承受不住时,内部压力便冲破地壳突然释放形成大爆发。铱枣这种主要存在于地核内的元素在大爆发时通过熔岩喷发从地球深处被带到地壳表层,而公认的标志白垩纪结束的黏土层正是由大量火山灰尘堆积形成。所以,白垩纪末期地层中铱含量普遍增多证明当时地壳曾发生了普遍性剧烈喷发。
化石档案告诉我们,绝大多数恐龙的死亡时间和绝大部分恐龙蛋化石的产出年代是在白垩纪末期,已发现的恐龙和恐龙蛋化石全部保存在富含铱的薄黏土层下的地层中,这与地质学界认定的白垩纪末期大规模造山运动等一系列全球性地壳构造剧烈变动的时间相吻合。
在内蒙古巴音满都呼白垩纪末期的地层里出土的数百个原角龙和甲龙化石中,大量完整的恐龙骨架成群堆积在一起,从遗骸的埋葬姿势看,它们是在极度痛苦中死去,其中还有整群的恐龙幼仔骨架。这一情景显示它们是灾难性的集体死亡。
大量体现当时地球环境特征的动植物化石显示,白垩纪末期以前,地球大气层的密度和厚度远远超过2000年,地表较为平坦,全球都是非常温暖潮湿的气候环境。那时极地和赤道温差很小,20世纪80年代,加拿大地质学家曾在北极圈内的埃尔斯米尔岛发现了一片以水杉为主的化石树林,林中还有鳄等动物化石,说明极地曾具有热带的气候环境。
一些早在侏罗纪就已经进化为原始鸟类、哺乳类的动物、遵循自然界物竞天择、适者生存的法则,在相对恶劣的环境中,经过7000万年不断演变,大多数物种改变了原来的形态。当然,每次大规模物种进化后,总会有一些物种保留原状,像鱼类进化为两栖类后,鱼类还延续生存,爬行类中也有极少数(鳄、蜥蜴等)至今仍然保持了7000万年前的原始形态。
地球岩层中的生物遗迹揭示,在生物进化史上,每隔一定时期就会发生一次物种大灭绝,白垩纪末期的恐龙灭绝不是生物进化史上惟一的灾难,在更早的年代曾发生过绝大部分无脊椎动物在很短时间突然出现的“寒武纪生命大爆炸”现象。就像生物从单细胞向多细胞进化与爬行动物向哺乳动物进化一样,它们需要一个进化的过程(有1984年发现的我国云南澄江化石群为证)。
地球内部至今仍在继续的地质构造频繁变动的事实表明,周期性地壳构造变动引起的环境“灾变”在生物进化过程中始终起主导作用,当然,小规模的物种逐渐进化也是贯穿于整个生命演变过程。周期性天体爆发(如新星爆发)是包括地球在内的所有行星在演变过程中不可缺少的重要环节。那些山脉中的海洋生物化石和海底矿藏就是解释恐龙时代因地壳剧烈变动而终结的最好说明。我们知道,恐龙灭绝的时间是在距今约6500万年前,地质年代为中生代白垩纪末或新生代第三纪初。而且在那个时候,不仅统治了地球达1亿多年的各种恐龙全部绝灭了,同样悲惨的命运还同时降临到了地球上的很多种其它的生物头上。在这次灾难中灭绝的还有鱼龙、蛇颈龙等海洋爬行动物,有翼龙等会飞的爬行动物,有彩蜥等恐龙的陆生爬行动物亲戚,有菊石、箭石等海洋无脊椎动物﹔海洋中的微型浮游动植物,钙质浮游有孔虫和钙质微型浮游植物等也几乎被一扫而光。经过这场大劫难,当时地球上大约50%的生物属和几乎75%的生物种从地球上永远地消失了。
这场大灭绝使得在距今约6500万年这个时间的前后,地球上生物世界的面貌发生了根本性的巨变。这场大灭绝标志着中生代的结束,地球的地质历史从此进入了一个新的时代——新生代。
在此,仅将一些较为人所知的说法分述如下:饿死、互相残杀等等,不过说法越来越多,但中国科学家考证,陨石撞击后,恐龙还存活了200万年左右。1980年,美国科学家阿弗雷兹父子在6500万年前的地层中发现了高浓度的铱,其含量超过正常含量几十甚至数百倍。这样浓度的铱在陨石中可以找到,因此,科学家们就把它与恐龙灭绝联系起来。根据铱的含量还推算出,撞击物体是直径大约10公里的一颗小行星,这么大的陨石撞击地球,是一次无与伦比的打击,以地震的强度来计算,大约是里氏10级,而撞击产生的陨石坑直径将超过100公里。科学工作者用了10年时间,终于有了初步结果,他们在中美洲墨西哥犹卡坦半岛的地层中找到了这个大坑。据推算,这个坑的直径在180-300公里之间。在2000年,科学工作者们还在对这个大坑做进一步的研究。
由于这一陨石坑现已被找到,科学家也已经掌握了一些相关证据,所以,恐龙灭绝之谜似乎可以尘埃落定了。因为火山的爆发,二氧化碳大量喷出,造成地球急激的温室效应,使得植物死亡。而且,火山喷发使得盐素大量释出,臭氧层破裂,有害的紫外线照射地球表面,造成生物灭亡。但这个学说有一个前提,那就是火山大规模地爆发。
意大利著名物理学家安东尼奥-齐基基提出,恐龙大绝灭的原因很可能是大规模的海底火山爆发。齐基基教授认为,白垩纪末期,地球上在海洋底下发生了一系列大规模的火山爆发,从而影响了海水的热平衡,并进而引起了陆地气候的变化,因此影响了需要大量食物维持生存的恐龙等动物的生存。过去,所有的科学家都认为恐龙像其他爬行动物一样是冷血动物或变温动物,但是随着化石资料的不断增多,人们的认识也发生了变化,有人提出,有些恐龙可能是温血动物。首先,他们认为有些恐龙行动极为敏捷,也不是像蛇一样在地上爬行,而是靠两条后腿在地面上跑动,其速度可达每小时20至90多公里。这就需要有强壮的心脏并且维持较高的新陈代谢,这些显然冷血动物是做不到的。其次,恐龙的食量都相当大,据推测,一头30吨重的蜥脚类恐龙,每天可能要吃掉近2吨食物,只有温血动物才需要这么多的能量。从食肉恐龙远远少于食草恐龙来看,这一点也是合理的。另外,还有一些身体较小的恐龙,它们身上覆盖着一层羽毛或毛发,这也是为了防止体温散失。其它方面,如骨骼的研究,也初步表明一些恐龙是温血动物。温血恐龙的说法一提出,就受到强烈抨击,但到底结论如何,还难下定论。
有些人认为恐龙是温血性动物,因此可能禁不起白垩纪晚期的寒冷气候而导致无法存活。因为即使恐龙是温血性,体温仍然不高,可能和现生树懒的体温差不多,而要维持这样的体温,也只能生存在热带气候区。同时恐龙的呼吸器官并不完善,不能充分补给氧。温血动物和冷血动物不一样的地方,就是如果体温降到一定的范围之下,就要消耗体能以提高体温,身体也就很快地变得虚弱。它们过于庞大的体驱,不能进入洞中避寒,所以如果寒冷的日子持续几天,可能就会因为耗尽体力而遭到冻死的命运。但是,这种学说有一个疑点,那就是恐龙不都是那么庞大的,也不一定都不能躲进洞里避难,所以这种学说也有不完善的地方。认为恐龙由于繁荣期长达1.6亿年,使得肉体过于巨体化。而且,角和其它骨骼也出现异常发达的现象,因此在生活上产生极大的不便,最终导致绝种。
恐龙中最具代表性的迷惑龙,体长25米,体重达30吨,由于体型过于庞大,使动作迟钝而丧失了生活能力。另外,三角龙等则因不断巨大化的三只角以及保护头部的骨骼等部位异常发达,反而走向自灭之途。根据深海地质钻探得到的资料,一些科学家认为在6500万年前的地球上的气候发生了异常的变化,温度忽然升高。这种变化使恐龙等散热能力较弱的变温动物无法很好地适应环境,引起其身体中的内分泌系统紊乱,尤其是造成雄性个体的生殖系统严重损坏。结果,恐龙无法繁殖后代,从而走向了最终的绝灭。
还有一种理论,虽然同样是认为气候骤变引起恐龙绝灭,但是推测的过程却不一样。这一派学者认为,在距今大约7000万年前,北冰洋与其它大洋之间被陆地完全隔开,并在最后的日子里,那咸咸的海水因各种因素的作用渐渐地变成了淡水。到了距今6500万年前,分隔北冰洋与其它大洋的“堤岸”突然发生了决口。大量因淡化而变轻的北冰洋的水流入其它大洋。由于北冰洋的水温度很低,这些“外溢”的冷水形成了一层冷流,使得地球大洋的海水温度迅速地下降了大约20度。海洋温度的下降又严重影响了大陆气候,使大陆上空的空气变冷。同时,空气中的水蒸气含量也迅速减少,引起了陆地上普遍的干旱。
气候骤变造成恐龙绝灭的一条可能的途径是严重影响恐龙的卵。一些科学家发现,在恐龙灭绝之前的白垩纪末期,恐龙蛋的蛋壳有变薄的趋势,说明在恐龙大绝灭之前有气候急剧变化造成的作用。我国的一些古生物学家也发现,在一些化石地点产出的恐龙蛋中,临近绝灭时期的那些恐龙蛋蛋壳上的气孔比其它时期的恐龙蛋蛋壳中的气孔要少,这很可能与气候变得寒冷干燥有关。白垩纪末期的恐龙大绝灭是生物历史上的一个千古之谜,科学家提出了一个又一个的理论来试图解释其原因,但是至今没有一个让所有人都能够接受的定论。较为流行的说法是小行星撞击地球引起的灾难导致了恐龙的灭绝,但是这一理论并不完善。因为恐龙是当时地球上最成功的动物,其丰富的多样性更是表现得大小不等、形态各异、生活方式也是多种多样。
现代科学分析使我们了解到,在地球刚刚形成的遥远年代里,空气中基本上没有氧气,二氧化碳的含量却很高。后来,随着自养生物的出现,光合作用开始了消耗二氧化碳和制造氧气的过程,从而改变了地球上的大气环境。同时,二氧化碳一方面通过生物的固定以煤、石油沉积在地层里,另一方面也通过有机或无机的过程以各类碳酸盐的形式沉积下来。这种沉积是一直进行的。
有证据表明,恐龙生活的中生代二氧化碳的浓度很高,而其后的新生代二氧化碳的浓度却较低。
众所周知,每种生物都需要在适当的环境里才能够正常地生活,环境的变化常常能够导致一个物种的兴衰。当环境有利于这一物种时,它就会兴旺发展﹔反之,则会衰落甚至绝灭。环境因素包括温度、水等因素,还包括大气的成分。那么,大气成分的变化会不会影响生物的生活呢?答案是肯定的。
恐龙生活的中生代,大气中的二氧化碳的含量较高,说明恐龙很适应于高二氧化碳浓度的大气环境。也许只有在那种大气环境中,它们才能很好的生活。当时,尽管哺乳动物也已经出现,但是它们始终没有得到大发展,也许这正是由于大气成分以及其它环境对它们并不十分有利,因此它们在中生代一直处于弱小的地位,发展缓慢。随着时间推移,到了白垩纪之末,大气环境发生了巨大的变化,二氧化碳的含量降低,氧气的含量增加,这种对恐龙不利的环境可能体现在两个方面:1、恐龙的身体发生了不适,在新的环境下,很容易得病,而且疾病会像瘟疫一样蔓延。2、新的大气环境更适于哺乳动物的生存,哺乳动物成为更先进、适应性更强的竞争者。在这两种因素的作用下,恐龙最终灭绝了。而那些孑遗的爬行动物则是少数既能适应旧环境,又能适应新环境的少数爬行动物物种。
大气成分变化造成恐龙灭绝这一理论有两个出发点,一个是中生代的大气成分与现代不同,另一个是每种生物需要合适的大气环境才能生存。远古时代的大气中几乎没有氧气,而二氧化碳的含量很高。后来由于生物的出现,在光合作用下大气中二氧化碳的含量逐渐减少、氧气的含量逐渐增加的这一过程也许可以解释生物进化史中的很多现象。例如寒武纪的生命大爆发,这也是进化史中的一个难解之谜。大气成分变化也可以对此作出解释,因为动物不能直接利用无机物进行光合作用,它的起源落后于植物的起源,必须发生于大气中的氧气含量达到相当的程度时。因此,寒武纪的生命大爆发必须以大气中的氧气含量已经达到了一定程度做保障,而这一点已经被科学所证明。
除了上述12种比较著名之说外,还有许多较鲜为人知的说法(如太阳黑子爆发、电磁扰动、地球磁场方向及强弱发生变化)。
但无论发生了什么,有一点是不容质疑的,那就是恐龙无法适应所发生的事件所造成的影响或改变。科学家最新研究显示,0.65亿年前小行星碰撞地球时间或早或晚都可能不会导致恐龙灭绝,真实灭绝原因是当时恐龙处于较脆弱的生态系统中,环境剧变易导致灭绝。
0.65亿年前小行星碰撞地球之前,恐龙就已遭受环境变化的影响,大量的火山活动和温度变化,导致恐龙生态系统易受伤害。如果小行星碰撞地球早发生数百万年,大量的恐龙种类以及较稳定的食物链,使恐龙能幸存下来;如果小行星碰撞地球晚发生数百万年,恐龙将有机会完善进化,更好地适应恶劣环境条件,可能逃离灭绝厄运。
大约0.65亿年前,当直径10公里的一颗小行星碰撞在现今墨西哥境内,恐龙世界遭受了环境剧变,使它们处于易受伤害的状态中。这项最新研究是由英国爱丁堡大学古生物学家带领一支国际研究小组负责的,他们研究分析大量恐龙化石标本,其中多数挖掘自北美洲。
研究小组发现全球广泛出现的火山活动性,海平面变化以及气温波动,导致恐龙食物链出现危机,此时,一颗直径10公里的小行星碰撞地球,更是雪上加霜,加速了恐龙灭绝消亡。
这项最新研究报告发表在近期出版的《生物学评论杂志》上。当小行星碰撞地球将导致海啸、地震、野火、气温突然变动以及其它环境因素变化,对原本脆弱的恐龙生态系统带来致命一击,使得恐龙物种陆续灭绝消失。
唯一幸存的是空中飞行的恐龙物种,它们逐渐进化形成现今的鸟类。英国爱丁堡大学地质科学院的史蒂夫-布鲁萨特博士说:“恐龙是‘糟糕运气’的受害者,当时地球遭受一颗巨大小行星碰撞,正值恐龙生态系统处于最差时期,恐龙很容易遭受攻击伤害。这项最新研究有助于澄清解释恐龙灭绝之谜。”
地球历史上的五次物种大灭绝
五次物种大灭绝的真正原因是渴死的
关于五次物种大灭绝的原因人们提出了灾变说、陨石说等几十种说法,但这些说法都是对一定的地质现象或某一物种进行的研究,所以还没有找到物种大灭绝的真正原因。要想找到物种大灭绝的真正原因,必须站在地球演化的高度,对五次物种大灭绝进行整体研究,从中找出规律性的东西。根据我提出的地球膨裂说得出的地球演化史认为,46亿年前太阳因燃烧而发生爆炸,飞出许多熔融的火球,地球就是其中之一。40亿年前,由于地球逐渐冷却,岩石圈形成。39亿年前,空气中的水蒸汽凝结成水珠,降回地表形成海洋,这时的海洋覆盖着整个地球,深度1.2万米。38亿年前,生命在海洋中诞生。6亿年前,发生了寒武纪生命大爆发。地球从寒武纪到白垩纪共发生了11次大的膨裂,其中5次形成了大的造山运动[1],每次造山运动都使海洋从大陆上退却[5],造成了物种的大量灭绝。这5次大的物种灭绝每次都与造山运动形成的时间惊人的相同,这绝不是巧合。这5次大灭绝的物种中都有海洋生物,每次都与海退、大陆面积增加、大陆架减少、海平面下降有关[6]。这足以说明地球膨裂,形成造山运动,使海水从大陆上5次退却使物种渴死是造成物种大灭绝的真正原因。证据:
1.5次造山运动与5次物种大灭绝的时间惊人的相同
1.1、寒武纪以来的第一次造山运动是加里东运动。《地球科学辞典》释文:“加里东运动泛指古生代志留纪与泥盆纪之间发生的地壳运动,属早古生代的主造山幕,欧洲普遍用于早古生代变形的名词,以苏格兰的加里东山而命名。那里志留系及更早地层被强烈褶皱,与上泥盆系呈明显的不整合接触”。志留纪始于4.38亿年前,“志留纪及更早地层被强烈褶皱”这说明第一次造山运动的开始时间是4.4亿年前,这和第一次物种大灭绝的时间4.4亿年前完全相同。
1.2、寒武纪以来的第二次造山运动是海西运动。《地球科学辞典》释文:“海西运动又称华力西运动,泛指晚古生代发生于欧洲的造山运动,其时限自泥盆纪初期至二叠纪末”。泥盆始于是4亿年前,“自泥盆纪初期”这说明海西运动始于3.65亿年前,这和第二次物种大灭绝的时间3.65亿年前完全相同。
1.3、第3次造山运动是印支运动。《CNKI知识元数据库》:“印支运动是从三叠纪到早侏罗世之间的地壳运动”。三叠纪始于2.5亿年前,这说明印支运动始于2.5亿年前,这和第3次物种大灭绝的时间2.5亿年前完全相同。
1.4、第4次造山运动是燕山运动。百度网百度百科:“燕山运动,侏罗纪和白垩纪期间中国广泛发生的地壳运动”。侏罗纪始于2.05亿年前,这说明燕山运动始于2.05亿年前。这和第4次物种大灭绝的时间2.05亿年前完全相同。
1.5.第5次造山运动是喜马拉雅运动。百度网百度百科:“喜马拉雅运动,新生代以来的造山运动”。新生代始于6500万年前,这说明喜马拉雅运动始于6500万年前。这和第5次物种大灭绝的时间6500万年前完全相同。
2、5次大灭绝物种的生存方式
由于地球发生膨裂,形成5次大的造山运动,使海水从陆地上逐步退却,一些浅海变成了陆地[2],原先生活在这些浅海地区的海洋浮游生物、海洋底栖生物的生存方式适应不了陆地环境而灭绝了。由于海退,沼泽和浅水湖干涸了,一些生活在沼泽和浅水湖地带的两栖类和爬行类消亡了。这些灭亡的物种都是些浅海、底栖、固着、不能主动寻找食物、体形庞大、喜欢水环境的物种[6]。
奥陶纪末4.4亿年前第1次大灭绝的物种主要是生活在水体的各种无脊椎动物,这次灭绝中死去的大多数为原始海洋生物。当海水从陆地上退出,这些生活在海洋表面或靠近水面、固着在海底的生物,由于适应不了陆地生存环境而难逃死亡的噩运。
泥盆纪末3.65亿年前第2次大灭绝的物种主要是许多鱼类和海洋无脊椎动物。这次灭绝的主要是一些原始鱼类,它们适应新环境的能力很差。当海水退去,这些原始鱼类因适应不了新的环境而退出了历史舞台。
二叠纪末2.5亿年前第3次大灭绝的物种主要是海百合、腕足动物、苔藓虫组成的表生、固着生物、75%的两栖类、85%的爬行类。当海水从陆地上退出,这些被动摄食、固着海底的生物由于适应不了变化了的环境而被那些可移动、主动摄食的生物取代了。两栖类的卵和幼年期仍生活在水中,它们还不能远离水边,扩散的范围很小,一旦海水退去,这些两栖类必然会走向灭亡。
三叠纪末2.05亿年前第4次大灭绝的物种主要是海洋生物、古生代的主要植物群。蕨类植物生活在水边。当海水退去,土地变得干旱,这些蕨类植物适应不了这种干旱环境而被裸子植物所取代。
白垩纪末6500万年前第5次灭绝的物种主要是裸子植物、恐龙等爬行动物、菊石等。裸子植物生长在湿润地区;恐龙生活在沼泽和浅水湖地带;翼龙生活在岸边的悬崖上[3]。一旦海水退去,这些依赖水环境生存的生物必然会遭到灭顶之灾。
3、5次大灭绝物种的生殖方式
那些生活在浅海、滨海地区、不论是无性生殖还是有性生殖的生物,它们的生殖方式离不开水环境,一旦离开了水环境,这些物种就不能进行生殖。因为地球发生膨裂,形成5次大的造山运动,使海水从陆地上逐步退却,浅海变成了陆地,这些物种没有了生殖的水环境,所以必然走向灭绝。
奥陶纪灭绝的生活在水体的各种无脊椎动物。它们生活在海洋表面或靠近水面,它们的繁殖也在海洋表面进行。当海水退去,浅海变成陆地的时候,这些在浅海中进行繁殖的无脊椎动物,由于不能在陆地上进行繁殖而灭绝了。
泥盆纪灭绝的主要是鱼类和70%的无脊椎动物。鱼类主要在浅海中进行卵生繁殖,当海水退去,由于这些鱼类不能在陆地上进行产卵受精而退出历史舞台。
二叠纪灭绝的物种主要是腕足动物、75%的两栖类、80%爬行类。两栖类的卵和幼年期仍生活在水中,一旦海水退去,这些两栖类由于不能在水中产卵、幼年期不能在水中生活而消亡。
三叠纪灭绝的物种主要是海洋生物和古代蕨类。蕨类植物的配子体独立生活,在水的帮助下受精形成合子,配子体没有水不能受精。当海水退去,气候变得干旱的情况下,由于蕨类植物不能进行正常受精而被裸子植物所取代。
白垩纪灭绝的物种主要是裸子植物、恐龙等爬行动物、菊石、箭石等。恐龙下蛋后,用土埋上,靠阳光孵化。恐龙蛋的孵化,一靠温度,二靠湿度。温度过高,胚胎发育过于迅速,胚胎死亡增加;湿度过低,将加速蛋内水分蒸发,造成失水过多,引起胚胎和壳膜粘连而导致胚胎死亡。由于海水退去,气候变得干燥,气温升高,土地干旱,土壤的湿度下降,恐龙因为湖泊干涸渴死,恐龙蛋不能正常孵化(广东河源15000枚恐龙蛋没有孵化便是最好证明)最终导致灭绝。裸子植物的胚珠和种子是裸露的。由于气候干燥,裸露的种子很快被晒干而失去发芽能力,裸子植物最终被种子由果实包裹的能在干旱条件下繁植的被子植物所取代。由于卵生对温度和湿度的依赖性特强,所以卵生动物被胎生的哺乳动物所取代。
由于地球发生膨裂,形成造山运动,使海洋从大陆上逐次退却,使大陆面积增加、气候干燥、土地干旱,湖泊干涸,那些生存方式和生殖方式需要水环境的物种因为不适应新的干旱环境渴死灭绝了。
参考文献
[1]、柴东浩、陈廷愚:《新地球观——从大陆漂移到板块构造》山西科学技术出版社,2001、1版
[2]、金性春:《漂移的大陆》上海科学技术出版社,2001、10版
[3]、汪建川:《走进自然博物馆》2001、12版
[4]、百度网;赖柏林地球膨裂说
[5]、百度网:《中国各地质历史时期的地理环境》
[6]、百度网:五次物种大灭绝
作者:赖柏林
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