地球的 5 次大灭绝事件,已解释

在45亿年的历史长河中,火山、小行星和气候变化曾导致数百万物种灭绝。
This photo taken on July 10, 2024 shows part of an Apatosaurus' dinosaur skeleton at the Dampierre-en-Yvelines castle in France prior to an auction.
这张摄于2024年7月10日的照片显示的是在拍卖前,法国敦皮埃尔-昂-伊夫林城堡中一具迷惑龙的恐龙骨骼。图片来源:Aurelien Morissard/新华社/Getty Images。

虽然地球上的生命通常会找到出路,但其历程并非没有经历过一些极其艰难的过去——以及未来——的大规模死亡时期。灭绝并非仅限于恐龙。我们的星球至少经历过五次大规模灭绝事件,并且很可能正处于第六次大规模灭绝浪潮中——这一次,是由人类驱动的。

奥陶纪-志留纪灭绝:与阿巴拉契亚山脉的联系

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阿巴拉契亚山脉的形成可能引发了全球性的剧烈降温。图片来源:Deposit Photos

我们已知的地球第一次大灭绝发生在大约4.4亿年前。地球的物种多样性在过去的大约3000万年里一直在增加,但随着南极地区的水开始结冰形成巨大的冰盖,这一增长趋势戛然而止。

阿巴拉契亚山脉的形成是这次降温的潜在原因。当冈瓦纳大陆与现在的北美洲碰撞时,古老的伊阿珀托斯洋大约1.5亿年间逐渐闭合。这次大陆碰撞导致新形成的岩石风化,可能吸收了大气中的二氧化碳。结果,地球温度急剧下降,海平面骤降,大约85%的物种灭绝了

由于海平面下降,这对包括腕足类动物、珊瑚和三叶虫在内的海洋物种尤其不利。

泥盆纪灭绝:死亡的脉冲

A model of a "Coelacanth fish" is displayed at an exhibition hall on November 4, 2010 in Dresden, Germany. CREDIT: Robert Michael/AFP via Getty Images.
2010年11月4日,德国德累斯顿的展览馆内展示着“腔棘鱼”的模型。图片来源:Robert Michael/AFP via Getty Images。

地球的海洋物种,尤其是热带地区的物种,在大约4.19亿至3.65亿年前再次遭遇危机。泥盆纪期间发生的一系列大灭绝事件最终导致约75%的生命消失。然而,地球上一些最古老的鱼类,如腔棘鱼,却安然无恙地幸存了下来

这次大规模灭绝事件很可能没有单一的明确原因,但在此期间,海洋中的氧气含量持续下降。几种重大压力因素的结合,包括过度的沉积作用、快速的全球变暖或降温、彗星或流星的撞击、火山活动,或大陆的大量养分径流,可能导致了这些死亡脉冲。

[相关:在大灭绝期间繁盛的“活化石”。]

有趣的是,陆地植物可能也起到了作用。一些植物进化出了适应性,例如利用增强茎干的木质素化合物和维管结构。这两种特性都使得它们能够生长,并且根系可以比以前扎得更深。由于根系变深,岩石风化作用可能有所增加。

二叠纪-三叠纪灭绝:那场“大死亡”

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一群原始两栖动物在这次大灭绝事件中幸存下来。 图片来源:Deposit Photos

地球上最大规模的一次大灭绝,通常被称为“大死亡”,发生在大约2.52亿年前。大规模的火山爆发引发了灾难性的气候变化,改变了地球的整个生物圈。在大约6万年的时间里,96%的地球海洋物种和大约四分之三的陆地物种灭绝了。不幸的是,这场“大死亡”与地球当前的全球性环境危机最为相似。

古生物学家Christian Kammerer在2023年接受《趣味科学》采访时表示:“两者都涉及与温室气体排放相关的全球变暖,二叠纪是火山驱动,而现在是人类活动。”“它们代表了一种非常罕见的、在冰室地球和温室地球之间快速转变的情况。因此,我们在晚二叠世生态系统中观察到的动荡,以及整个食物网的消失,如果我们不迅速改变,将是我们世界的预演。”

然而,一些物种设法幸存了下来。一群被称为阔齿螈的原始两栖动物可能通过捕食大型陆地捕食者够不到的淡水猎物而得以生存。它们不挑食这一点也很有帮助。

三叠纪-侏罗纪灭绝:为恐龙让路

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大规模的火山爆发将二氧化碳喷入大气层。 图片来源:Deposit Photos

在“大死亡”之后,生命开始迅速多样化,但仍然举步维艰。大规模的火山爆发触发了大约2.01亿年前的三叠纪-侏罗纪灭绝。二氧化碳水平再次上升,导致海洋酸化,并将地球平均温度升高了5至11华氏度。

结果,高达80%的陆地和海洋物种灭绝了。鳄类动物当时比现在更大、种类更多。它们也是占主导地位的陆地物种,但大多数都灭绝了。

“大死亡”和三叠纪-侏罗纪灭绝最终都为恐龙统治地球铺平了道路。我们都知道那之后发生了什么。

白垩纪-第三纪灭绝:恐龙的告别

A fossil of a Sinornithos from a 130-million year old forest that existed in what is now Liaoning Province, China. CREDIT: Spencer Platt/Getty Images.
一张来自1.3亿年前,位于今中国辽宁省的一片森林中的中华龙鸟化石。图片来源:Spencer Platt/Getty Images。

大约在6600万年前,一颗巨大的太空岩石撞击了地球,地点位于今天的墨西哥尤卡坦半岛附近。这次直径近7英里的小行星的撞击引发了巨大的海啸,并将大量的尘埃、碎片和硫磺抛射到大气层中。所有这些多余的物质导致了严重的全球降温,同时在撞击地点900英里范围内燃起了野火。小行星撞击形成的陨石坑直径约120英里。

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随着生态系统的崩溃,大约75%的现有植物和动物物种灭绝了。所有非鸟类恐龙物种都灭绝了,这可以说是地球历史上最著名的大灭绝事件。

随着大多数恐龙的消失,哺乳动物得以繁衍并取而代之,为我们今天看到的生态系统奠定了基础。

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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