lecture 4

　　Permian extinction(二叠纪大灭绝)

　　二叠纪大灭绝发生在大约2.5亿年前二叠纪末期，是地球历史上规模最大的一次灭绝。海洋生物中大约一半的科级单元生物都灭绝了，而种级单元的灭绝达到了90%以上。占领海洋近3亿年，曾经无比繁盛的海洋软体动物几乎灭绝殆尽。在陆地上也发生了巨大变化，大量植物、昆虫以及四足动物灭绝了，让位于发展到现代的新生物门类，生态系统彻底更新。

　　人们普遍认为，这次灭绝的原因似乎来自地球本身。在这一时期，大陆合并形成泛大陆，海岸线和浅海减少，全球变暖，海洋可能变得缺氧。这一灭绝宣告了古生代的结束和中生代的开始。

　　五次地球性集体大灭绝

　　现在公认的全球性集群大灭绝有5次，即奥陶纪、晚泥盆纪、二叠纪、三叠纪及白垩纪大灭绝。据研究，在地球上多细胞生物的六亿年进化历史中，曾经有四十亿种动植物在地球上生活过。而现在生存的生物仅仅只有几百万种，绝大多数在地球上生活过的生物都灭绝了。

　　第一次物种大灭绝，又称奥陶纪大灭绝。

　　奥陶纪(Ordovician Period，Ordovician)，地质年代名称，是古生代的第二纪，开始于距今5亿年，延续了6500万年。奥陶纪亦分早、中、晚三个世。奥陶纪是地史上海侵最广泛的时期之一。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、玻利维亚以及欧洲的西班牙和法国南部等地。

　　第二次生物大灭绝，又称泥盆纪大灭绝。

　　泥盆纪(Devonian period)，地质年代名称，古生代第四纪，约开始于4.05亿年前，结束于3.5亿年前，持续约5000万年。泥盆纪分为早、中、晚3个世，地层相应的分为下、中、上3个统。泥盆纪古地理面貌较早古生代有了巨大的改变。表现为陆地面积扩大，陆相地层的发育，生物界的面貌也发生了巨大的变革。陆生植物、鱼形动物空前发展，两栖动物开始出现，无脊椎动物的成分也显著改变。

　　第三次生物大灭绝，又称二叠纪大灭绝。

　　二叠纪(Permian period)是古生代的最后一个纪，也是重要的成煤期。二叠纪分为早二叠世， 中二叠世和晚二叠世。二叠纪开始于距今约2.95亿年，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，自然地理环境的变化，促进了生物界的重要演化，预示着生物发展史上一个新时期的到来。

　　距今2.5亿年前的二叠纪末期，发生了有史以来最严重的大灭绝事件，估计地球上有96%的物种灭绝，其中90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物灭绝。三叶虫、海蝎以及重要珊瑚类群全部消失。陆栖的单弓类群动物和许多爬行类群也灭绝了。这次大灭绝使得占领海洋近3亿年的主要生物从此衰败并消失，让位于新生物种类，生态系统也获得了一次最彻底的更新，为恐龙类等爬行类动物的进化铺平了道路。 科学界普遍认为，这一大灭绝是地球历史从古生代向中生代转折的里程碑。其他各次大灭绝所引起的海洋生物种类的下降幅度都不及其1/6，没有使生物演化进程产生如此重大的转折。

　　科学家认为，在二叠纪曾经发生海平面下降和大陆漂移，造成了最严重的物种大灭绝。所有的大陆聚集成了一个联合的古陆，富饶的海岸线急剧减少，大陆架也缩小了，生态系统受到了严重的破坏，很多物种的灭绝是因为失去了生存空间。更严重的是，当浅层的大陆架暴露出来后，原先埋藏在海底的有机质被氧化，这个过程消耗了氧气，释放出二氧化碳。大气中氧的含量减少，对生活在陆地上的动物非常不利。随着气温升高，海平面上升，又使许多陆地生物遭到灭顶之灾， 海洋里也成了缺氧地带。地层中大量沉积的富含有机质的页岩是这场灾难的证明。

　　这次大灭绝是由气候突变、沙漠范围扩大、火山爆发等一系列原因造成。

　　第四次生物大灭绝，又称三叠纪大灭绝。

　　三叠纪(Triassic period)是中生代的第一纪，爬行动物和裸子植物崛起，位于二叠纪(Permian)和侏罗纪(Jurassic)之间。

　　始于距今2.5亿年至2.03亿年，延续了约5000万年。海西运动以后，许多地槽转化为山系，陆地面积扩大，地台区产生了一些内陆盆地。新的古地理条件导致沉积相及生物界的变化。从三叠纪起，陆相沉积在世界各地，尤其在中国及亚洲其它地区都有大量分布。古气候方面，三叠纪初期继承了二叠纪末期干旱的特点;到中、晚期之后，气候向湿热过渡，由此出现了红色岩层含煤沉积、旱生性植物向湿热性植物发展的现象。植物地理区也同时发生了分异。

　　距今1.95亿年前的三叠纪末期，估计有76%的物种，其中主要是海洋生物灭绝，此次灾难并无特别明显的标志，只发现海平面下降之后又上升，出现大面积缺氧的海水。

　　第五次生物大灭绝，又称白垩纪大灭绝或恐龙大灭绝。

　　白垩纪(Cretaceous Period，Cretaceous)是中生代最后的一纪，始于距今1.37亿年，结束于距今6500万年，其间经历了7000万年。无论是无机界还是有机界在白垩纪都经历了重要变革。位于侏罗纪之下、新生界之上。白垩纪是中生代地球表面受淹没程度最大的时期，在此期间北半球广泛沉积了白垩层，1822年比利时学者J.奥马利达鲁瓦将其命名为白垩系。白垩层是一种极细而纯的粉状灰岩，是生物成因的海洋沉积，主要由一种叫做颗石藻的钙质超微化石和浮游有孔虫化石构成。

　　在五次大灭绝中，这次大灭绝事件最为著名，因长达14000万年之久的恐龙时代在此终结， 海洋中的菊石类也一同消失。其最大贡献在于消灭了地球上处于霸主地位的恐龙及其同类，并为哺乳动物及人类的最后登场提供了契机。这次灾难来自于地外空间和火山喷发，在白垩纪末期发生的一次或多次陨星雨造成了全球生态系统的崩溃。撞击使大量的气体和灰尘进入大气层，以至于阳光不能穿透，全球温度急剧下降，黑云遮蔽地球长达数年(零点几至几个百万年)之久，植物不能从阳光中获得能量，海洋中的藻类和成片的森林逐渐死亡，食物链的基础环节被破坏，大批的动物因饥饿而死，其中就是恐龙。

　　小行星撞击说

　　支持小行星撞击说的科学家们推断，这次撞击相当于人类历史上发生过最强烈地震的100万倍，爆炸的能量相当于地球上核武器总量爆炸的1万倍，导致了2.1万立方公里的物质进入大气中。由于大气中大量高密度的尘埃，太阳光不能照射到地球上，导致地球表面温度迅速降低。没有阳光，植物逐渐枯萎死亡;没有植物，植食性的恐龙饥饿而死;没有植食性动物，肉食性的恐龙失去食物来源，在绝望和相互残杀中缓慢消亡。几乎所有的大型陆生动物都未能幸免于难。小型的陆生动物，像一些哺乳动物依靠残余的食物勉强为生，终于熬过了最艰难的时日，等到了古近纪陆生脊椎动物的再次大繁荣。

　　撞击假说的支持者发现了许多有力的证据，来证明他们的观点。最有力的证据来自在K/T(白垩纪和古近纪)地质界线上发现的铱异常和冲击石英。科学家推测，这种高含量的铱元素就是撞击地球的小行星带来的，冲击石英在撞击过程中形成，但同时撞击所形成的撞击坑却未被找到，多数的陨石坑被认为其大小与推测不相符合。

　　美国人查特吉约提出了一种类似的假说。他认为在白垩纪末期撞击地球的凶手不是一颗小行星或者陨石，而是彗星雨。大量的彗星雨撞击到地球上，形成一个环绕地球一周的撞击带，其中有2块巨大的彗星体成为了恐龙大灭绝的“主犯”：一块形成了墨西哥湾附近的巨大的陨石坑，另外一块撞击到印度大陆上，形成的陨石坑比墨西哥湾附近的陨石坑还大。

　　盘点5次生物大灭绝

　　在地球的发展史上，生命从无到有，再到多样化，经历了长达数亿年的时间。为了更直观地理解地球的演化历史，法国科学家里夫形象地把46亿年的时间压缩成了一天：这一天的前1/4 的时间，地球上是一片死寂;时针指向凌晨6时，最低级的藻类开始在海洋中出现，它们持续的时间最长;一直到了20时，软体动物才开始在海洋与湖沼中活动;23时30分，恐龙出现，但只“露脸”了仅仅10分钟便匆匆离去;在这一天的最后20分钟里，哺乳动物出现，并迅速分化;23时50分，灵长类的祖先登场，在最后的2分钟里，它们的大脑扩大了3倍，成为人类。

　　地球史好似一场演出，将各类生物比作舞台上的演员，它们依次登台，演绎了一场精彩而隆重的晚会。但是，有人登场，就会有人退场。