第10章前寒武纪的地史
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管理学院08财务管理(1)班 林枫 070801319 第三次作业
1 寒武纪生命大爆发的意义
地球自38亿年前诞生了生命之后,一直保持着一个极其缓慢的进化速度,这也是自达尔文提出进化论之后众多生物学家坚持“渐变论”的原因。但是在距今约5.3亿年前一个被称为寒武纪的地质历史时期,地球上突然涌现出各种各样的动物,它们不约而同的迅速起源、立即出现。节肢、腕足、蠕形、海绵、脊索动物等等一系列与现代动物形态基本相同的动物在地球上来了个“集体亮相”,形成了多种门类动物同时存在的繁荣景象。这就是至今仍被国际学术界列为“十大科学难题”之一的“寒武纪生命大爆发”,简称为“寒武爆发”。 达尔文在其《物种起源》的著作中也提到了这一事实,并大感迷惑。他认为这一事实会被用做反对其进化论的有力证据。但他同时解释到,寒武纪的动物的祖先一定是来自前寒武纪动物,是经过很长时间的进化过程产生的;寒武纪动物化石出现的“突然性”和前寒武纪动物化石的缺乏,是由于地质记录的不完全或是由于老地层淹没在海洋中的缘故。
1984年7月1日,在人们苦苦追寻“寒武爆发”的原因时,我国青年古生物学家在云南省澄江县发现了众多古生物化石——“澄江动物群”。这些远古的化石群奇迹般地完好保存了生物的矿化骨骼,还保存了大量软体组织印痕,如:表皮、感觉器、纤毛、眼睛、肠、胃、消化腺、口腔和神经等,甚至有的动物好像在临死前还饱餐一顿,消化道里充满着的食物仍可辨认,这个惊人的发现被国际被誉为“20世纪最惊人的发现之一”,为探索“寒武纪生命大爆发”的奥秘开启了一扇宝贵的科学之窗。
“澄江动物群”包括多门类动物化石群动物类型,且十分珍稀地保存了动物软体构造,首次栩栩如生地再现了远古海洋生命的壮丽景观和现生动物的原始特征,以丰富的生物学信息为“寒武纪大爆发”研究提供了直接证据。随着中国科学家们对“澄江动物群”的不断挖掘发现和深入系统研究,探索了脊椎动物、真节肢、螯肢和甲壳等动物的起源,证实了现生动物门和亚门以及复杂生态体系起源于寒武纪早期,挑战了自下而上倒锥形进化理论模型,为自上而下的爆发式理论模型提供了化石证据。现已描述的澄江动物群化石共120余种,分属海绵动物、腔肠动物、鳃曳动物、叶足动物、腕足动物、软体动物、节肢动物、棘皮动物、脊索动物等十多个动物门以及一些分类位置不明的奇异类群,此外,还有多种共生的海藻。
地球46亿年演变史顺序表
地球46亿年演变史的顺序表可以按照以下时间线进行概述:
1. 前寒武纪(46亿年至5.42亿年前):这是地球的早期阶段,地球上没有生命,只有一些简单的单细胞生物。
2. 太古宙(38.4亿年前至20亿年前):在这个阶段,出现了生命,最早的生物是所有生物的祖先“露卡”,它存在于地下极深的地方,以“硫、铁、氢和碳”为生。
3. 古元古代(20亿年前至11亿年前):这个时期出现了蓝藻等更复杂的生物,大气中出现了氧气。
4. 中元古代(11亿年前至5.7亿年前):这个时期出现了超大陆瓦巴拉大陆,多细胞生物开始繁殖。
5. 新元古代(5.7亿年前至6亿年前):这个时期出现了雪球地球时期,二氧化碳减少,“第二次生物大灭绝”发生。
6. 显生宙(5.42亿年前至今):这个时期是生物多样性的高峰期,包括寒武纪大爆发和生物的繁殖和多样化。
请注意,这个时间线仅是一个概述,具体的演变过程可能因地质学研究的深入而有所修正。
地质年代划分及其标志性事件
地球的历史悠久而复杂,经历了亿万年的变迁。为了研究和理解这些变化,科学家们对地质年代进行了细致的划分。地质年代不仅为我们提供了一个系统化的时空框架,也为我们理解地球演化、生物演替以及环境变化提供了重要依据。本文将探讨地质年代的划分方法及其标志性事件,以便更好地理解这一领域的基本概念和社会意义。
地质年代的划分
地质年代是通过对地球历史的时间进行分段而形成的时序体系。这个体系可被用于描述岩石层、化石及其环境,以及大规模生物灭绝和大气成分变化等历史事件。目前,国际上较为公认的地质年代体系是由《国际地质科学联合会》(IGC)建立的,该体系将地球历史划分为四个主要的时代:前寒武纪、古生代、中生代和新生代。
前寒武纪
前寒武纪是指地球形成至约五亿年前的一段时期,占据了地球历史的绝大部分。这个时期虽然没有大量的化石记录,但它是地球及生命发展的基础阶段。前寒武纪可以进一步细分为三个部分:
太古宙(Hadean):约从太阳系形成开始(约46亿年前)至约40亿年前。在这一时期,地球表面经历了剧烈的碰撞和熔融,形成了初步的岩石圈。 原洪宙(Archean):约从40亿年前到25亿年前。此时,第一批单细胞生物如原核生物出现,海洋开始形成,并且逐渐稳定。
元古宙(Proterozoic):约从25亿年前到5.4亿年前。在这一阶段,发生了大气和海洋中的氧气积累,包括著名的大氧化事件,生物开始进行光合作用,大量游离氧气进入大气。
古生代
古生代持续了约5.4亿年,从寒武纪开始,到二叠纪结束。这个时期是多细胞生命迅速发展的阶段,包括:
寒武纪:以“寒武纪大爆发”闻名,这一时期生命形式急剧增加,各种无脊椎动物快速演化,多样性前所未有。
奥陶纪-志留纪:海洋生物继续繁荣发展,陆地上的植物和早期脊椎动物也逐渐出现。
泥盆纪:被称为“鱼类的时代”,鱼类多样性达到高峰,同时陆生植物开始占据主要位置,昆虫与两栖动物也在陆地上发展。
第二章 中国地质环境背景与主要地质灾害类型及分布特征
2.1 中国地质环境背景概述
一、地球的演化
地球从形成到现在已经经历了约46亿年,根据地壳运动的特征、岩层结构、生物演变可以将其发展演化过程分为太古代、元古代、古生代、中生代和新生代五个不同阶段,其中太古代与元古代合称为前古生代,又称隐生宙,而古生代、中生代与新生代合称为显生宙。
1、前古生代,又叫前寒武纪,约距今40~5.43亿年
前古生代是指自地壳形成至古生代开始的一段地质时期,延续约34亿年,是地球地质历史上第一个阶段,约占地质历史85%的时间,大致以25亿年前为界,分为太古代与元古代两个阶段。
太古代时(40~25亿年),地壳处于早期阶段,地壳薄弱,为脆弱的玄武岩圈,地壳运动极频繁,火山活动也极强烈。当时全球几乎都是浅海洋,有分散的孤立的岛屿式小陆块。后经过多次的强烈构造运动,至太古代末,形成了最初的较稳定的基底地块(称之为陆核),陆核的形成标志着地壳构造发展的第一阶段的结束。太古宙大约经历了十几亿年的时间,已经形成了薄而活动的原始地壳,出现了水圈和气圈,孕育和诞生了低级的生命。主要表现在:①缺氧的气圈及水体;②薄弱的地壳和频繁的岩浆活动;③岩石变质很深;④海洋占绝对优势;⑤陆核形成;⑥原始生命萌芽。目前已知最古老的生物化石是在南非发现的32亿年前的超微化石—古杆菌和巴贝通球藻。
元古代时(25~5.43亿年),由于陆核的出现和扩大,地壳稳定性得到加强。到早元古代末,地球上发生一次较广泛而强烈的地壳运动(我国称吕梁运动),一些洋壳褶皱隆起,并伴有岩浆喷溢和岩层的变质作用,使陆核加大,形成一些较大而稳定的古陆。以后又围绕这些古陆不断焊接增长,至晚元古宙时,逐渐形成了大型的稳定古陆。元古宙的地史具有下述特征:①从缺氧气圈到贫氧气圈,由于藻类植物日益繁盛,它们通过光合作用不断吸收大气中的CO2,放出O2,使气圈和水体从缺氧发展到含有较多氧的状态。②从原核生物到真核生物,太古宙已出现菌类和蓝绿藻类,到元古宙得到进一步发展。③由陆核到原地台和古地台。④古元古代地层和中、新元古代地层有很大区别。