地球史上的五次生物大滅絕

夕 誠(chéng)

在古老的北美洲，曾經(jīng)生活著一群古人類(lèi)——克洛維斯人，他們可以制作特別的工具來(lái)獵殺大型哺乳動(dòng)物作為食物，比如猛犸象。所以，關(guān)于猛犸象的滅絕，一直以來(lái)很多人都認(rèn)為是古人類(lèi)的過(guò)度捕殺造成的?？勺屓朔艘乃嫉氖牵寺寰S斯人幾乎是與猛犸象同時(shí)滅絕的。2014年，科學(xué)家在北美洲、歐洲以及中東地區(qū)的地層中都發(fā)現(xiàn)了一種只有隕石撞擊地球時(shí)才會(huì)形成的特殊物質(zhì)，于是得出結(jié)論：在1.29億年前，地球遭遇了一次小行星撞擊，這次撞擊事件導(dǎo)致地球氣候急劇變化，從而造成大量動(dòng)物滅絕，這其中就包括猛犸象和古人類(lèi)克洛維斯人。

猛犸象的滅絕只是地球史上眾多生物滅絕事件的其中之一，地球史上還發(fā)生過(guò)五次大規(guī)模的滅絕事件，它們都發(fā)生在人類(lèi)出現(xiàn)之前，分別發(fā)生在4.4億年前的奧陶紀(jì)末期、3.75億年前的泥盆紀(jì)末期、2.5億年前的二疊紀(jì)—三疊紀(jì)過(guò)渡時(shí)期、2.08億年前的三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)過(guò)渡時(shí)期和6 500萬(wàn)年前的白堊紀(jì)末期。

第1次：4.4億年前

在奧陶紀(jì)時(shí)期，地球上淺海廣布，氣候十分適宜生物的生長(zhǎng)，海洋生物十分繁盛，比如三葉蟲(chóng)、腕足類(lèi)、雙殼類(lèi)、腹足類(lèi)、海百合、藻類(lèi)等。

然而，到了大約4.46億年至4.44億年前，即奧陶紀(jì)末期，這兩百萬(wàn)年間地球上發(fā)生了第一次大規(guī)模的物種滅絕事件，所以，又被稱(chēng)作是“奧陶紀(jì)滅絕事件”。這次滅絕事件，約85%的物種滅亡，約27%的科與57%的屬滅絕，從滅絕的數(shù)量上看，在五次大滅絕事件中排名第三位。

關(guān)于生物滅絕的原因，古生物學(xué)家認(rèn)為是由全球氣候變冷造成的，當(dāng)時(shí)的地球正經(jīng)歷安第斯—撒哈拉冰河時(shí)期，大片的冰川使洋流和大氣環(huán)流變冷，全球溫度下降，冰川鎖住了水，導(dǎo)致海平面下降，改變了生物的生存環(huán)境，沿海生物圈被嚴(yán)重破壞了，最終導(dǎo)致大量物種滅絕。值得慶幸的是，在這次生物大滅絕過(guò)后不久，進(jìn)入地質(zhì)歷史上的志留紀(jì)時(shí)期，地球生物又開(kāi)始迅速?gòu)?fù)蘇。

第2次：3.75億年前

在3.75億年前至3.6億年前，泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)過(guò)渡時(shí)期的生物大滅絕事件持續(xù)了近2 000萬(wàn)年，期間有多次滅絕高峰期，這使海洋生物大量滅絕，而陸地生物受到的影響較小。從規(guī)模上看，約82%的海洋物種滅絕，當(dāng)時(shí)淺海的珊瑚幾乎全部滅絕，深海珊瑚也部分滅絕，此次事件在五次大滅絕事件中排名第四位。

關(guān)于此次滅絕事件的原因，有學(xué)者認(rèn)為是一次與奧陶紀(jì)末期相似的全球變冷事件，即地球進(jìn)入卡魯冰河時(shí)期所致；也有學(xué)者認(rèn)為是此期間發(fā)生過(guò)彗星撞擊地球事件所致；還有人認(rèn)為是陸生植物大量繁育，它們進(jìn)化出發(fā)達(dá)的根系深入地表土之下數(shù)米，加速了陸地巖石土壤的風(fēng)化，大量的鐵元素釋放進(jìn)入地表水，造成了水系的富營(yíng)養(yǎng)化，從而導(dǎo)致了海底缺氧事件。

第3次：2.5億年前

在2.5億年前的二疊紀(jì)—三疊紀(jì)過(guò)渡時(shí)期，地球上發(fā)生了迄今為止已知的最大規(guī)模的物種滅絕事件，總共約57%的科、83%的屬、大約96%的海洋生物的種、約70%的陸地生物的種滅絕了。

在那個(gè)時(shí)代，火山頻繁爆發(fā)，沉積下來(lái)的火山灰掩蓋了一切，卻又準(zhǔn)確地記錄下了當(dāng)時(shí)的情景。科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，在我國(guó)浙江長(zhǎng)興煤山，有一段地層剖面，清晰地反映了當(dāng)時(shí)動(dòng)物滅絕的過(guò)程：在地層剖面中，蜓、四射珊瑚、三葉蟲(chóng)等生物，隨著時(shí)間的推移，越往地層的上方就越稀少，最后絕跡了?？茖W(xué)家們采用礦物測(cè)年方法確定這些事件發(fā)生的具體時(shí)間，發(fā)現(xiàn)煤山剖面標(biāo)志生物大滅絕開(kāi)始的25層火山灰為2.51941億年前，終結(jié)于2.51880億年前，這意味著大滅絕發(fā)生在大約6萬(wàn)年這一時(shí)間段內(nèi)，并且是一次突發(fā)性的滅絕事件。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，在當(dāng)時(shí)的生物大滅絕初期，地球的溫度是25℃，而生物大滅絕結(jié)束時(shí)期，溫度為33℃，短短幾萬(wàn)年的時(shí)間里地球溫度升高了8℃。這足以說(shuō)明當(dāng)時(shí)的地球經(jīng)歷了一場(chǎng)全球范圍的高溫期，溫度升高，氣候干旱，森林野火不斷，直至燃燒殆盡，二氧化碳濃度升高，海洋生物也因缺氧而大批死亡。其罪魁禍?zhǔn)?，就是?dāng)時(shí)大規(guī)模的火山活動(dòng)，導(dǎo)致地表大量溫室氣體的釋放和快速的溫室效應(yīng)。

第4次：2.08億年前

距今2.08億年前的三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)過(guò)渡時(shí)期的生物大滅絕事件影響遍及陸地與海洋，導(dǎo)致大約23%的科與48%的屬的生物滅絕。也正是這次滅絕事件，給恐龍?zhí)峁┝藦V闊的生存空間，使得恐龍成為侏羅紀(jì)的優(yōu)勢(shì)陸地動(dòng)物。

這次滅絕事件歷時(shí)很短，不足一萬(wàn)年的時(shí)間，其原因至今未有定論。常見(jiàn)的觀(guān)點(diǎn)是，隕石撞擊地球所致。法國(guó)有個(gè)羅什舒阿爾隕石坑，地質(zhì)年代大約是2.01億年前，但這個(gè)侵蝕過(guò)的隕石坑直徑約25公里，原始直徑可能約50公里，但是也有專(zhuān)家認(rèn)為這樣的規(guī)模對(duì)于造成生物滅絕而言影響太小了。2013年，日本的科學(xué)家在日本岐阜縣坂祝町河流沿岸和大分縣津久見(jiàn)市的海岸附近發(fā)現(xiàn)了濃度很高的金屬鋨，這種金屬在地表上非常罕見(jiàn)，但在隕星內(nèi)則含量豐富。同位素分析證實(shí)，新發(fā)現(xiàn)的鋨與地表本來(lái)存在的鋨不同，其來(lái)源是隕星。他們認(rèn)為這是一顆直徑為3.3～7.8公里、重量約5 000億噸的隕星撞擊地球所致，此次撞擊導(dǎo)致了三疊紀(jì)－侏羅紀(jì)生物大滅絕。

第5次：6 500萬(wàn)年前

關(guān)于恐龍的滅絕，被國(guó)際社會(huì)認(rèn)可的是“隕石撞擊說(shuō)”。20世紀(jì)70年代末，一位名叫格倫·彭菲爾德的地質(zhì)學(xué)家在墨西哥尤卡坦半島的?？颂K魯伯地區(qū)從事石油勘探工作時(shí)，驚奇地發(fā)現(xiàn)在尤卡坦半島外海的海床之下，有個(gè)直徑達(dá)70公里的環(huán)狀地形。然后他查閱了相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)尤卡坦半島也有一個(gè)這樣的弧狀地形，兩者居然可以組成一個(gè)完整的圓形，直徑達(dá)180公里。

后來(lái)，不斷有科學(xué)家們?cè)诖说赜行碌陌l(fā)現(xiàn)，比如沖擊石英、玻璃隕石等，足以證明這個(gè)圓形構(gòu)造是隕石撞擊形成的，而且推測(cè)這個(gè)撞擊體的直徑至少有10公里，撞擊產(chǎn)生的能量相當(dāng)于1 014TNT當(dāng)量，是全世界所有已知爆炸事件中規(guī)模最大的一次。再后來(lái)，有人研究發(fā)現(xiàn)這個(gè)隕石撞擊坑的形成年代大約是6 500萬(wàn)年前。于是，隨著研究的不斷深入，科學(xué)家確認(rèn)了希克蘇魯伯隕石撞擊事件是造成白堊紀(jì)—第三紀(jì)恐龍大滅絕的原因。

?？颂K魯伯撞擊事件引發(fā)了大規(guī)模海嘯、地震與火山爆發(fā)，撞擊產(chǎn)生的碎片和灰塵會(huì)造成全球性的風(fēng)暴，長(zhǎng)時(shí)期遮避陽(yáng)光，妨礙植物的光合作用，造成生態(tài)系統(tǒng)的瓦解，一系列的災(zāi)難最終導(dǎo)致約17%的科、50%的屬、75%的物種滅絕，此次滅絕事件的規(guī)模在五次大滅絕事件中排名第二。

盡管相對(duì)于地球的歷史而言，人類(lèi)的歷史極為短暫，但是，人類(lèi)誕生之后對(duì)地球生物的演化造成了極大的影響。劍齒虎、短面熊、袋狼、披毛犀、渡渡鳥(niǎo)、大地懶、恐鳥(niǎo)、愛(ài)爾蘭麋鹿、大河貍……這些曾經(jīng)盛極一時(shí)的生物早已從地球上徹底消失了。它們匆匆而來(lái)，卻又匆匆而去，留給我們的只有無(wú)限的思考。