泥沙掩埋下的地球史册(上)(图)

  地质学家和古生物学家根据地层自然形成的先后顺序,将地层分为5代12纪。即早期的太古代和元古代(元古代在中国含有1个震旦纪),以后的古生代、中生代和新生代。古生代分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪,共6个纪;中生代分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪,共三个纪;新生代只有第三纪、第四纪两个纪。在漫长的地质年代里,地球上曾经生活过无数的生物,它们死亡之后的遗体或是生活时遗留下来的痕迹,许多都被当时的泥沙掩埋起来,成了后来的化石。在各个不同时期的地层里,各类动、植物化石出现的早晚是有一定顺序的,越是低等的,出现得越早,越是高等的,出现得越晚。

  震旦为中国之古称,作为地层专名,始于德国F·von李希霍芬。1922年A·W·葛利普根据对中国地层的研究重新厘订震旦系的涵义,正式提出震旦系是系一级的地层单位。1924年李四光、赵亚曾在长江三峡地区建立完整的震旦系剖面;后来高振西等在天津蓟县建立了华北地区的震旦系标准剖面。在这一时期形成的地层称震旦系。由于古印度人称中国为Cinisthana,在佛经中被译为震旦,故名震旦纪。震旦纪分为早震旦世和晚震旦世,相应的地层为下震旦统和上震旦统,分界线亿年前。

  寒武纪是在地质时间上约为541±1——485.4±1.9百万年前古生代初期的一段地质时间。在传统理论上它可区分为三个时期:早寒武纪(5.41-5.4亿年前)、中寒武纪(5.4-5.23亿年前)以及晚寒武纪(5.23-4.92亿年前)。这是建立在岩石地层学上的分法。寒武纪是古生代的第一个纪。“寒武”源自英国威尔士的古拉丁文“Cambria”。日本学者音译(日语寒武读作kanbu,音近Camb),中国沿用。1936年赛德维克在英国西部的威尔士一带进行研究,在罗马人统治的时代,北威尔士山曾称寒武山,因此赛德维克便将这个时期称为寒武纪。

  奥陶纪是古生代的第二个纪(原始的脊椎动物出现),开始于距今488个地质单位之前(4.8亿年前)-444个地质单位之前(4.4亿年前),延续了4200万年。在奥陶纪与志留纪之间隔着一起大规模物种大灭绝——伽马射线暴。在此次物种大灭绝中,60%的物种灭绝,主要灭绝动物有:圆月形镰虫、彗星虫、原始生物。奥陶纪开始于同位素年龄485.4±1.9Ma(MillionAnniversary,百万年),结束于443.4±1.5Ma。

  奥陶纪是历史上海侵最广泛的时期之一,世界许多地区都广泛分布有海相地层。在板块内部的地台区,海水广布,表现为滨海浅海相碳酸盐岩的普遍发育,在板块边缘的活动地槽区,为较深水环境,形成厚度很大的浅海、深海碎屑沉积和火山喷发沉积。奥陶纪末期曾发生过一次规模较大的冰期,其分布范围包括非洲(特别是北非)、南美的阿根廷和玻利维亚以及欧洲的西班牙和法国南部等地。

  志留纪(笔石的时代,陆生植物和有颌类出现)是早古生代的最后一个纪,也是古生代第三个纪。日本学者音译(日语志留读作siru,音近Silu),中文借用。由于志留系在波罗的海哥德兰岛上发育较好,因此曾一度被称为哥德兰系。志留纪可分早、中、晚三个世。

  志留纪的生物面貌与奥陶纪相比,有了进一步的发展和变化。海生无脊椎动物在志留纪时仍占重要地位,但各门类的种属更替和内部组分都有所变化。如笔石动物保留了双笔石类,新兴的单笔石类也很繁盛;腕足动物内部的构造变得比较复杂,如五房贝目、石燕贝目、小嘴贝目得到了发展;软体动物中头足纲、鹦鹉螺类显著减少,而双壳纲、腹足纲则逐步发展;三叶虫开始衰退,但蛛形目和介形目大量发展;节肢动物中的板足鲎,也称“海蝎”,在晚志留纪海洋中广泛分布;珊瑚纲进一步繁盛;棘皮动物中海林檎类大减,海百合类在志留纪大量出现。

  在泥盆纪里蕨类植物繁盛,昆虫和两栖类兴起。泥盆纪(距今4-3.6亿年前)是晚古生代的第一个纪。泥盆纪时地球许多地区升起,露出海面成为陆地,地理面貌与早古生代相比有很大的变化。在泥盆纪与石炭纪中间隔着一次大规模物种大灭绝——超级地幔柱。在此次物种大灭绝中,75%的物种灭绝。是灭绝物种第二多的物种大灭绝,仅次于第一多的二叠纪物种大灭绝——西伯利亚暗色岩事件。主要灭绝动物有:盾皮鱼类、艾登堡母鱼。脊椎动物进入飞跃发展时期,鱼形动物数量和种类增多,现代鱼类——硬骨鱼开始发展。泥盆纪常被称为“鱼类时代”。

  早期裸蕨繁茂,中期以后,蕨类和原始裸子植物出现。无脊椎动物除珊瑚、腕足类和层孔虫等继续繁盛外,还出现了原始的菊石和昆虫。脊椎动物中鱼类(包括甲胄鱼、盾皮鱼、总鳍鱼等)空前发展,故泥盆纪又有“鱼类时代”之称。晚期甲胄鱼趋于绝灭,原始两栖类开始出现。

  石炭纪约处于地质年代两亿八千六百万至三亿六千万年前,它可以区分为两个时期:始石炭纪(又叫密西西比纪,三亿两千至三亿六千万年前)和后石炭纪(又叫宾夕法尼亚纪,两亿八千六百至三亿两千万年前)。

  石炭纪是古生代的第5个纪,开始于距今约3.55亿年至2.95亿年,延续了6500万年。石炭纪时陆地面积不断增加,陆生生物空前发展。当时气候温暖、湿润,沼泽遍布。大陆上出现了大规模的森林,给煤的形成创造了有利条件。石炭纪是地壳运动非常活跃的时期,因而古地理的面貌有着极大的变化。这个时期气候分异现象又十分明显,北方古大陆为温暖潮湿的聚煤区,冈瓦纳大陆却为寒冷大陆冰川沉积环境。气候分带导致了动、植物地理分区的形成。

  二叠纪是古生代的最后一个纪,也是重要的成煤期。二叠纪开始于距今约2.99亿年,延至2.5亿年,共经历了4500万年。二叠纪的地壳运动比较活跃,古板块间的相对运动加剧,世界范围内的许多地槽封闭并陆续地形成褶皱山系,古板块间逐渐拼接形成联合古大陆(泛大陆)。陆地面积的进一步扩大,海洋范围缩小,自然地理环境变化,促进了生物界的重要演化,生物发展史上一个新时期到来了。

  二叠纪是生物界的重要演化时期。无脊椎动物中主要门类仍是珊瑚、腕足类和菊石,但组成成分发生了重要变化。节肢动物的三叶虫只剩下少数代表,腹足类和双壳类有了新的发展。二叠纪末,四射珊瑚、横板珊瑚、三叶虫全都绝灭;腕足类大大减少,仅存少数类别。脊椎动物在二叠纪发展到了一个新阶段。鱼类中的软骨鱼类和硬骨鱼类等有了新发展,软骨鱼类中出现了许多新类型,软骨硬鳞鱼类迅速发展。两栖类进一步繁盛。爬行动物中的杯龙类在二叠纪有了新发展;中龙类游泳于河流或湖泊中,以巴西和南非的中龙为代表;盘龙类见于石炭纪晚期和二叠纪早期;兽孔类则是二叠纪中、晚期和三叠纪的似哺乳爬行动物,世界各地皆有发现。

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