基本介紹
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名稱
滅絕生物化石
奧陶紀的海底時間
生物事件
事件：導致當時大約60%的物種滅絕。
關於奧陶紀
奧陶紀簡介
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。
奧陶紀主要海洋生物食物網結構圖“奧陶”一詞來源
“奧陶”一詞由英國地質學家拉普沃思（C.Lapworth）於1879年提出，代表露出於英國阿雷尼格（Arenig）山脈向東穿過北威爾斯的岩層，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。
奧陶紀
奧陶紀奧陶紀生物演化
當時氣候溫和，淺海廣布，世界許多地方（包括我國大部分地方）都被淺海海水掩蓋。海生生物空前發展。
筆石是奧陶紀最奇特的海洋動物類群，它們自早奧陶世開始即已興盛繁育，分布廣泛。腕足動物在這一時期演化迅速，大部份的類群均已出現，無鉸類、幾丁質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，為了防禦，三葉蟲在胸、尾長出許多針刺，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，復體珊瑚雖說還較原始，但已能夠形成小型的礁體。
奧陶紀地史特徵
科學家認為，奧陶紀時期，各大陸相對於兩極的位置和大陸之間的相對位置都曾發生過重要的改變。當時，西伯利亞中北部、加拿大北部的部分地區、中國北部和澳大利中西部都屬於乾熱氣候的地區；相反，北非的撒哈拉沙漠、南非開普地區曾經覆蓋著厚厚的冰層，屬於寒冷氣候地區。這說明，奧陶紀時，古南極在現在的撒哈拉沙漠以南，古北極位於南太平洋，古赤道恰好穿過西伯利亞中西部和中亞一帶，經加拿大西部向南太平洋岸南下。
中國的海侵是在海域延續下來的。揚子地台和中朝地台西部邊緣地帶，在中、晚寒武世或早奧陶紀略有上升，奧陶紀早期地層缺失，較新的奧陶紀地層與寒武系呈假整合接觸。在中朝地台的中部、東部和揚子地台，奧陶紀地層與寒武紀地層皆呈整合接觸。中奧陶世之後中朝地台上升為陸地，除西部邊緣地區外，晚奧陶世沒有沉積。奧陶紀加里東運動在地台區表現為頻繁的震盪運動，地槽區有較多的火山噴發岩、中基性和中酸性火山岩，如北方地槽區。祁連山地槽區火山活動有兩個時期，一是早奧陶世中期，另一是晚奧陶世。
中國奧陶紀地理圖
中國奧陶紀地理圖歐亞大陸上有4個穩定的地台區,即俄羅斯地台(或東歐地台)、西伯利亞地台和規模較小的中朝地台、揚子地台。印度半島和阿拉伯半島也屬穩定區，但包括在南大陸的範圍。前述4個地台，除少數地區外,基本上被海水侵入,形成淺海水域,地台的周圍被地槽區所圍繞。俄羅斯地台和揚子地台的南緣，呈東西向條帶狀的海域即占地中海。古地中海的南緣止於非洲北部、阿拉伯半島中部、伊朗南部和印度半島北部，向南經中南半島與澳大利亞東部及北部奧陶紀的海域相連，更南可能伸延到南極地區。北美大部為地台淺海地區，沉積以石英砂岩、頁岩和為主，厚度不大。北美大陸的東西兩側為地槽區的海域，西部以碎屑岩和碳酸鹽岩為主，東部有硬砂岩、泥岩和火山岩為特徵。南美的西部太平洋沿岸地帶為地槽海域，北部的中部為地台淺海海域。南大陸的周圍邊緣地帶皆被地槽區或地台型海域所圍繞，非洲、印度半島、澳大利亞西南部、南美東部和南極洲的東部皆為陸地。
奧陶紀早、中期繼承了寒武紀的氣候，氣候溫暖、海侵廣泛；奧陶紀晚期南大陸的西部發生了大規模的大陸冰蓋和冰海沉積，代表寒冷的極地氣候。按古地磁數據，奧陶紀南極應位於現在北非西北部，這與非洲冰磧層的分布應位於南極圈內的解釋是吻合的。南大陸的東部仍處於赤道附近。北美、西伯利亞和中國華北地區有蒸發岩沉積,推測為乾熱氣候環境,屬於低緯度地區。奧陶紀北極應位於南太平洋，大陸地區基本上位於南半球，從沉積物來判斷，當時南半球的氣候分帶比較明顯。還由於晚奧陶世末期大冰期的存在，同時影響全球海平面的下降，並引起廣泛的。
滅絕的原因
在距今4.4億年前的奧陶紀末期，是地球史上第三大的物種滅絕事件，約70%的物種滅亡。古生物學家認為這次物種滅絕是由伽馬射線暴導致的全球氣候變冷造成的。在大約4.4億年前，現在的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，容易造成厚厚的積冰---奧陶紀正是這種情形。大片的冰川使洋流和大氣環流變冷，整個地球的溫度下降了， 冰川鎖住了水，海平面也降低了，原先豐富的沿海生物圈被破壞了，導致了60%的物種滅絕。
奧陶紀初期，海洋生物進入鼎盛時期，筆石、珊瑚、海百合等海洋無脊椎動物空前繁榮。但是，在4.4億年前的奧陶紀末期，發生了地球史上第一次重大的生物大滅絕事件，約60%的物種從地球上消失。經過10年的研究探索，專家研究首次證實，是氣候突變導致了此次滅絕事件。中科院南京地質古生物研究所樊雋軒博士所在的研究小組在華南上百個地質剖面採集樣本，對化石進行詳細分析，首次把生物多樣性變化鎖定在10萬年的時間尺度內。研究證實，滅絕事件經歷了兩幕：在距今4.46億年，發生了第一幕生物大滅絕，原因是氣候突然變冷，當時的南極冰蓋迅速擴大，海平面下降150米之多，導致海洋生物的生存空間驟然減少，筆石、三葉蟲等海洋動物從此大傷元氣；部分逃過一劫的生物接來又遭遇了第二幕的大滅絕——氣候突然變暖，海平面迅速上升，使生物再次遭到滅頂之災。由於證據充分，這一觀點得到國內外專家的普遍認可。“過去的歷史是應對未來的一把金鑰匙”，樊雋軒博士說，生物大滅絕事件並不是壞事，舊的物種消失，為新物種騰出了生存空間，形成新的生命大爆發。科學家要做的事，就是準確理解生命的過程，為人類應對突變的災難提供支撐[1]。
地球氣候變化的歷史，是在大冰期與大間冰期之間不斷反覆更迭的變換過程，極端的寒冷和極端的溫暖都會導致生物的大規模滅絕，且後者是前者的次生結果（第二幕的大滅絕）。這是不以人類意志為轉移的客觀規律。準確研究氣候變化的原因，才能確認目前地球所面臨的各種災難及其規模。地球歷史上曾出現過5次生物大滅絕[2]。
奧陶紀至志留紀之交的生物大絕滅（4.39億年前）這一時期大多數生物的機體是軟體組織，形成化石的幾率很小，只有那些具有殼或硬組織的動物才留下了比較多的線索，因而我們無法弄清楚當時到底發生了什麼，以及都有哪些物種受到了影響。古生物學家認為，這次物種滅絕是由全球氣候變冷造成的。那時，大片的冰川使洋流和大氣環流變冷，整個地球的溫度下降，冰川鎖住了水，海平面也降低了，原本充滿生機的沿海生物圈被破壞，從而導致了物種大規模滅絕。
晚泥盆紀弗拉斯期至法門期之交的生物大絕滅（3.67億年前）雖說科學家可以確定在泥盆紀後期發生了大絕滅，但究竟持續了多長時間卻不清楚。經過這次絕滅，70%的物種消失了。對於這次絕滅的起因我們知之甚少，從暖水海洋中物種不成比例的消失來看，當時應該是發生了氣候變化，全球變冷可能是一個重要的因素，同時還有跡象顯示當時比較淺的水域裡的氧氣含量也下降了。
二疊紀至三疊紀之交的生物大絕滅（2.5億年前）地球歷史上最大的一次集群絕滅事件發生了。據統計，物種數減少了97%以上，受影響最大的是海洋生物，特別是底棲生物和窄鹽性生物。對此，科學家們提出了多種解釋：海平面的波動、海洋中鹽度的變化、火山活動，而最重要的影響因素似乎還是氣候變化。
三疊紀至侏羅紀之交的生物大絕滅（2.08億年前）一些研究顯示，這次災難造成了60個科的海洋生物滅絕，科的滅絕率大約是1/4。牙形石類全部滅絕；菊石、海綿動物、頭足類動物、腕足動物、昆蟲以及陸生脊椎動物中的多個門類都走到了進化的終點。雖然這次大絕滅的損失相對較小，但卻騰出了許多“生態位”，為很多新的物種的產生提供了有利的條件。恐龍就是從這個時候開始了它們統治大地的征程。也許是因為這次大絕滅所引起的關注較少，我們對它的起因也很不清楚，不過氣候變化似乎仍然是一個重要的因素，特別是降雨的增加。
白堊紀至第三紀之交的生物大絕滅（6500萬年前）此次絕滅是地球歷史上第二大的集群絕滅事件，而恐龍時代在此終結，更使它成為最廣為人知的大絕滅。據統計，在白堊紀末，生物圈有2868個屬，到了第三紀初就只剩下1502個屬，滅絕率達52%，物種的滅絕率達85%，受影響最大的是陸地上的恐龍和海洋生物界的浮游生物，也包括一些海洋底棲生物類別。專家分別從火山噴發、氣候變化、環境污染和宇宙射線角度進行了分析，而目前國外科學界普遍接受的一種解釋是，這次大絕滅是一顆巨大的小行星或彗星墜落到地球上引起地球生態系統劇烈變化的直接結果。
冰期有廣義和狹義之分，廣義的冰期又稱大冰期，狹義的冰期是指比大冰期低一層次的冰期，又稱亞冰期。大冰期是指地球上氣候寒冷，極地冰蓋增厚、廣布，中、低緯度地區有時也有強烈冰川作用的地質時期。大冰期中氣候較寒冷的時期稱亞冰期，較溫暖的時期稱亞間冰期。大冰期、亞冰期和亞間冰期都是依據氣候劃分的地質時間單位。大冰期的持續時間相當地質年代單位的世或大於世，兩個大冰期之間的時間間隔可以是幾個紀，有人根據統計資料認為，大冰期的出現有1.5億年的周期。冰期、間冰期的持續時間相當於地質年代單位的期。
前兩次大冰期至少是3次生物大滅絕的氣候背景。令人驚奇的是，第四紀大冰期並沒有導致第六次物種大滅絕的到來。在此期間，亞冰期和亞間冰期已經反覆交替變化至少17次，最末一次冰期使海平面下降130米。按照第一次物種滅絕的方式，第六次物種大滅絕應該首先從氣候變冷開始，部分逃過一劫的生物接下來又遭遇了第二幕的大滅絕——氣候突然變暖，海平面迅速上升，使生物再次遭到滅頂之災。
歷史並沒有提供全球變暖導致生物大滅絕的直接證據，已有的證據只能表明它是變冷導致生物大滅絕後的次生結果。
滅絕事件具體過程
4.49億年前，地球進入了奧陶紀晚期。此時的地球與現在的有很大不同：泛大陸尚未形成，今天的南美洲、澳洲、南歐、非洲、印度以及南極洲形成岡瓦納大陸，其它陸地則分裂成一系列島嶼，分布在世界各地。奧陶紀是地球史上海侵最嚴重的時代，海平面比現在高出400米，現今1/3的陸地都被淺海覆蓋。
奧陶紀的陸地上沒有任何動物，植物在那時根本沒有出現。所有動物都生活在海洋中。那時的動物與現在的也有很大不同，脊椎動物只有數種，節肢動物的種類也不到現在的1/10，海洋有一些鮮為人知的動物統治著。
海中的頂級捕食者要屬直殼鸚鵡螺。它身長6米，重150千克，是鸚鵡螺、章魚等頭足類軟體動物的祖先。它幾乎什麼都吃，包括三葉蟲、星甲魚、板足鱟等動物。直殼鸚鵡螺也有競爭對手：有史以來最大的節肢動物：3.6米長的板足鱟。板足鱟看上去像是一隻巨大的，沒有尾鉤的蠍子，是最古老的節肢動物之一。板足鱟經常與直殼鸚鵡螺爭奪食物，但總是敵不過它們。
海洋的動物們悠閒地生活著，誰也沒有意識到，滅頂之災即將來臨。
這次災難的罪魁禍首是伽馬射線暴。距離地球6000光年以外的地方，一顆中子星與黑洞由於不明原因相撞，產生數束伽馬射線暴，其中一束不偏不倚擊中了地球。其實伽馬射線擊中地球的機率極小，小於1/100,000,000，這次地球真是很倒霉。
4.49億年前的一天，一束來自6000光年以外的伽馬射線穿透大氣層，擊中了地球。射線擊碎了氣體分子，地球大氣頓時變得四分五裂。
海洋中的動物只感覺到大地劇烈的晃動，並不知道滅頂之災已經降臨。
射線擊毀了1/3的臭氧層，陽光中的紫外線直接穿透大氣層，殺死了大量浮游生物，破壞了海洋食物鏈的基礎，饑荒開始四處蔓延。射線帶來的輻射還殺死了大量珊瑚，破壞了海洋生物的棲息地。
災難發生一年後，饑荒已經蔓延至全球，無論生物處於食物鏈頂端還是底端，都在飢餓中苦苦掙扎。掠食者們需要殺死同類才能獲得充足的食物。
災難過後數十年，被擊碎的氣體分子重新組合，形成一種叫做二氧化氮的有毒氣體。二氧化氮遮天蔽日，遮住了50%的陽光。地球失去了陽光的照射，氣溫開始迅速下降。動物的卵無法在低溫中正常發育，導致種群數量大幅下降。
由於陽光照射忽然下降，氣候變得很不穩定。海水產生巨大波浪，攪得動物不得安寧。直殼鸚鵡螺想去深海避難，但深海的水壓很大，高水壓將直殼鸚鵡螺不堅固的外殼壓碎，這樣它們只有死路一條。而它們的近親鸚鵡螺有著堅固的外殼，使它們能夠幸免於難。
災難發生十年後，水溫由原先的25攝氏度下降到10度，殺死了更多浮游生物，這加速了食物鏈的崩潰，但食物需求量較少的小型動物卻不覺得飢餓，所以在饑荒中小型動物更容易生存。
災難發生500年後，地球上1/3的生物都消失了，剩下的生物還在飢餓中掙扎。由於缺少陽光照射，全球平均氣溫由22攝氏度下降至10度，導致大量海水結冰，海洋動物再次失去了大量棲息地。冰川的蔓延速度快得難以想像，數年後，超過10%的海水都凍結了。冰川消耗了大量海水，導致海平面下降了約100米，原先的海洋有不少變為陸地。
冰期事件越來越嚴重，海洋中出現了大量冰山，冰山就像失控的汽車，橫衝直撞，大量生物被它殺死。
災難發生15萬年後，全球平均氣溫已經下降至5攝氏度，超過一半的生物都在嚴寒中滅絕了，剩下的生物能夠倖存嗎？
災難發生20萬年後，冰川時代終於過去。但地球的生命跡象幾乎全部消失，地球需數十萬年才能恢復以往的生機。原先生機勃勃的海洋變得死氣沉沉，但剩下的浮游生物不斷繁衍，修復了食物鏈。
距伽馬射線暴擊中地球已經過去了40萬年，災難已經基本結束。這場席捲全球的浩劫是地球史上第一次物種大滅絕，造成56%物種滅絕。直殼鸚鵡螺奇蹟般地活了下來，但發生了不良基因突變，體型縮小至2米。板足鱟在災難之後迅速取代直殼鸚鵡螺，成為頂級掠食者。在這場災難中還有一個獲益者——最早的脊椎動物之一：星甲魚。星甲魚屬於頭甲魚類，沒有頜部，它們的一支在災難之後進化成最早長有頜部的脊椎動物：棘魚。
致命的射線，嚴重的饑荒、遮天蔽日的有毒氣體以及嚴重的冰期構成了第一次物種大滅絕——伽馬射線暴擊中地球事件。
