寫給孩子的地球史詩,講述板塊運動故事,《生命之舟:漂移的板塊》節選——
漂移的板塊是生命之舟
寫給孩子的地球史詩,講述板塊運動故事,《生命之舟:漂移的板塊》節選——
漂移的板塊是生命之舟

《生命之舟:漂移的板塊》馮偉民著 譯林出版社
地球怎樣從一顆毫無生機的行星演化成當今至少生存了800萬個物種的美好家園?這背后最重要的推動力之一是板塊的形成與漂移。本書將帶您領略地球演化的壯麗史詩,揭示板塊運動如何鑄就了現今的海陸分布,又如何深刻地影響了生物的分布和多樣性演變。了解地球的歷史,我們便能深入探究萬物起源的奧秘,更加深刻地理解地球與生命之間的緊密聯系,從而更加珍惜我們共同的家園。
自從地球板塊開啟漂移模式,地球生物便加快了演化的步伐,不僅生物自身走向了復雜化,而且與地表構造共同形成了紛繁復雜的自然環境。32億年來,隨著板塊不斷地聚合與離散,地球表面不斷上演海陸變遷的精彩戲碼,坐著板塊去漂移的生物也不斷演繹著輝煌與沉淪、更替與發展的史詩。
藍藻繁盛的助推手
早在地球生命誕生不久,藍藻以自養的特性和另一些異養的細菌構成了地球海洋生態系統中的兩極。藍藻屬於地球上最古老、最原始的生物,也是對地球生態貢獻最大的生物。藍藻通過不斷釋放氧氣,將地球從無氧環境改變成有氧環境,使自然界和生物界發生了根本的變化。它極大地改善了地球海洋和大氣環境,使山川河流等地貌煥然一新,形成了一系列新型礦物品種和礦藏資源﹔它也有力地推動了生命演化,使真核生物登上了地球舞台,開啟了生命演化從簡單走向復雜的征程。
那麼,是什麼成就了藍藻的偉大?因素固然很多,但不能不提及板塊運動對其繁盛的助推作用。藍藻隻能生活在淺水中,早期地球表面,海洋覆蓋全球,隻有一些由隕石碰撞形成的環形山口和海底火山活動形成的火山島等露出海面。科學家研究發現,在27億年前地幔發生了大規模對流,驅使所有的板塊像是被吸引、吞噬一樣集中到一起,板塊不斷發生碰撞和融合,逐漸形成早期大陸板塊,最終露出了海面。又經歷了漫長的歲月,它從島嶼發展成了頗具規模的大陸。新陸地的增加促使最適宜光合作用的淺灘面積不斷增加,這才有了藍藻的繁盛,才有了后來的大氧化事件,揭開了生物演化的嶄新篇章。
海洋盛世的締造者
在地球板塊運動中,曾數次發生地球上所有大陸板塊聚合在一起形成超級大陸的重大事件,其中至少有兩次發生在前寒武紀時代。
距今10-8億年前,曾有一個羅迪尼亞超級大陸。后來,源自地幔深處的岩漿再次活躍起來,強大的岩漿上涌撕開堅硬的岩石圈,將它分裂成數個板塊,向四面八方漂移。分崩離析的大陸大大增加了陸地周邊的海岸線長度,形成了由海岸向大洋延伸的大片淺海海區。這些陽光能夠照射進去的淺海區域,是海洋生物繁衍生息的樂園。另外,大陸四散漂移時經歷了極端氣候-雪球事件,堅冰覆蓋了陸地。當冰蓋消融,洋流重新活躍起來,來自大洋深處的上升流出現在世界大洋各處,為淺海帶來大量的微量營養元素,極大地促進了淺海海區生物的發展,尤其是出現了動物。這拉開了生物界演化最為重要的一幕。
地質時代進入了寒武紀,寒武紀生命大爆發就發生在淺海區域,在我國發現的雲南澄江生物群和湖北清江生物群,分別代表了淺海較淺海區和較深海區的生物面貌。現代生物門類的祖先幾乎都涌現了出來,如海綿動物、刺胞動物、軟體動物、腕足動物、節肢動物等無脊椎動物,還有半脊索動物、古虫動物和脊椎動物等。海洋生物演化的盛世偉業就此形成,奠定了5億多年來生物多樣性演化的格局。
從此,生物界掀起了一波又一波高潮迭起的演化浪潮,呈現出海陸空立體式的演化場景。無脊椎動物中的昆虫率先脫離地面的束縛飛向藍天,爬行動物中的翼龍、由恐龍演化而成的鳥類和哺乳動物中的蝙蝠也開始沖向空中。這些都彰顯了生命演化無處不在的精彩。
恐龍歡歌的演奏者
恐龍在距今2.3億年前的三疊紀中晚期誕生,那時全球大陸板塊基本上還處於大聯合狀態,超級大陸板塊幾乎從南半球一直延伸到北半球。當恐龍從初龍類中的一支演化而來的時候,遼闊的大陸給恐龍演化提供了大舞台,讓它們能與那時橫行天下的似哺乳爬行類動物抗衡。
縱觀恐龍漫長的1.6億年演化史,恰好是大陸板塊從聯合古陸到分崩離析的時期。在此過程中,恐龍坐著板塊漂移到世界各地,成就了其輝煌而壯闊的演化史。三疊紀的南美洲和非洲大陸緊挨在一起,都是那個時代恐龍生活的家園,上面出現了各種各樣的恐龍。科學家們在阿根廷的三疊紀地層發現了埃雷拉龍、始盜龍、曙奔龍和聖胡安龍,它們分別屬於恐龍家族中的三大主要分支:肉食性的獸腳類、長脖子的植食性蜥腳類和長著喙部的植食性鳥臀類。科學家們也在非洲南部古老的三疊紀岩石中發現了大椎龍和安琪龍等原蜥腳恐龍遺骸。
三疊紀的恐龍還在美國、英國、德國等國家發現過,我國則發現了三疊紀恐龍的腳印化石,說明三疊紀時代恐龍也曾涉足中華大地。但總體而言,這時恐龍還沒有那麼多種類,恐龍家族當時還在與其他古爬行類動物激烈競爭。它們是新一代肉食動物,后肢能行走,也能短距離地快跑,行動靈活而迅速。這些優勢,先后將素食和肉食的似哺乳爬行動物趕下了生命演化的歷史舞台。
侏羅紀初期,超級大陸板塊開始分崩離析,它裂開並形成了大西洋。全球氣候溫暖如春,兩極沒有冰蓋,大陸植被茂盛,分布廣泛。這樣的氣候環境十分適合恐龍大發展,恐龍家族得以迅速擴張,足跡遍及世界各地,並在不同的大陸板塊演化出類型多樣、形態差異巨大的恐龍新物種。中國、美國、英國、葡萄牙、法國、阿根廷、南非、德國和其他許多國家都發現了恐龍化石,恐龍物種多樣性遠遠高於三疊紀時期。
在侏羅紀恐龍家族中,中國發現的最多,尤其在四川、新疆、遼寧、內蒙古等地區,侏羅紀恐龍物種之豐富,多樣性之高,地球上其他地區難以比擬。早侏羅世約1.9億年前祿豐恐龍動物群、中侏羅世約1.7億年前大山鋪恐龍動物群和晚侏羅世約1.6億年前石樹溝恐龍動物群、約1.6億年前燕遼恐龍動物群,幾乎涵蓋了侏羅紀時代主要的恐龍面貌。在侏羅紀恐龍家族中已形成了兩支重要力量-身軀龐大、四足行走的植食性恐龍和二足行走的肉食性恐龍,它們構成了完整的食物鏈,在地球生物圈雄霸天下,沒有其他動物力量可以撼動恐龍的霸主地位。
白堊紀四處漂移的板塊呈現了當今地球海陸分布格局的雛形。白堊紀早期由於大規模海底火山噴發,形成了大量海台高地,極大地抬升了海平面,使島嶼紛紛和大陸隔離開來。越來越多的大陸板塊使得恐龍家族衍生出越來越多的物種。特別是鳥臀類中的甲龍、三角龍、腫頭龍、鴨嘴龍等紛紛登上演化舞台,為恐龍家族增添了多樣性的光彩。
在我國發現了約1.3-1.2億年前的熱河恐龍動物群、約1.1億年前的馬山恐龍動物群、約7000-8000萬年前的萊陽-諸城恐龍動物群和約7000-8000萬年前的巴音滿都呼恐龍動物群,這些都是極具中國特色又有世界影響的恐龍動物群。中國的恐龍物種超過320種,傲居世界首位,美國和蒙古分別位列第二和第三。
與侏羅紀的恐龍化石相對集中在某幾個地區不同,科學家在世界各地發現了更多的白堊紀恐龍化石。可以這麼說,白堊紀展現了恐龍世界最為豐富多彩的演化場景。坐著板塊去漂移,是恐龍家族演化發展的最形象比喻,也是恐龍史的最好注釋。
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