最早的恐龙(最早的恐龙出现在多少年前)

导语

在地球上曾经生活过的所有生物中,超过99%的生物已经灭绝了。随着新物种为适应变化的生态环境不断进化,古老的物种也在逐渐消失。但是灭绝的速度远非恒定。

在过去的5亿年里,有好几次地球上75%到90%以上的物种在地球上一眨眼的功夫就消失了,我们称之为生物大灭绝

生物大灭绝

尽管生物大规模灭绝是致命的事件,但它们为地球上新的生命形式的出现奠定了基础。像大约发生在6600万年前白垩纪和古近纪的分界点的一次生物大灭绝,消灭了非鸟类的恐龙,为哺乳动物和鸟类的迅速多样化和进化提供了空间。

第三次生物大灭绝

此前研究表明灭绝的主要原因是西伯利亚特纳普超级火山爆发,喷发了超过72万立方英里的熔岩,引发了14.5万亿吨碳的释放。岩浆在地表流动的过程中渗入了煤盆地,释放出大量的温室气体,如甲烷

超级火山爆发的岩浆

在之后的一百万年里,海水和土壤温度大幅上升,到2.505亿年前,赤道上的海面温度高达40度,当时几乎没有鱼生活在赤道附近。随着温度的上升,陆地上的岩石在火山喷发形成的酸雨的作用下,风化得更快了。

就像在泥盆纪晚期一样,风化的加剧会使海洋缺氧,气候模型表明,当时海洋失去了大约76%的氧气,气候变暖和氧气流失是此次大灭绝的重要原因。

地球上炎热和干燥的气候意味着有一个频繁的季风,导致多年的大雨,然而这与地球在三叠纪初期即将经历的大雨相比还相差甚远,一场上百万年的大雨正在酝酿。

三叠纪初期地球温度变化

当时,地球的陆地没有七大洲,是一个巨大的整体,被称为超级盘古大陆。由于盘古大陆面积庞大,再加巨大的山脉阻挡了所有的水汽,这使大陆常年极度干燥。

根据2016年发表在《古地理学、古气候学、古生态学》杂志上的一篇文章,研究人员使用了上二叠统莫拉迪组(Moradi Formation)的生物和物理数据,以重建盘古大陆存在的时间段内的生态系统和气候。

气候模型证实,盘古大陆内部的季节性极强,通常是干旱的,有短暂的、反复出现的潮湿期,偶尔包括灾难性的山洪。

盘古大陆

待地球环境逐渐平稳后,残余在地球上的物种终于有了喘息的间隙,依靠大量的空间和资源迎来了蓬勃的发展。

在这样一个干燥的环境里,主宰世界的是一种肉食性爬行动物,其外形像鳄鱼,它能用两条后腿站立,在瞄准猎物时能快速奔跑。

恐龙也是存在的,他们被认为是早期爬行动物和哺乳动物祖先,并且不断为了争夺生存空间而斗争。

鸟鳄

卡尼期洪积事件

发生在加拿大不列颠哥伦比亚省西南部、美国阿拉斯加州南部的兰格利亚火山爆发,持续了大约500万年,这对原本干燥的气候无疑是雪上加霜。

火山的活动形成了一层厚度达数公里的熔岩,在很长一段时间造成了大量的二氧化碳排放,随着地球温度的上升,地表液态水不断蒸发,环境变得潮湿。

云层从沿海地区被推到内陆地区,一场遍布全球的大雨终于开始,并持续了足足200万年。

雨水造成了世界各地的洪水,这时发生的似乎是中小型的 “普通洪水”,但在200万年内频繁发生普通洪水,就足以改变生物的生活环境。在这一时期,大规模的生物灭绝被称为 "卡尼期大灭绝 "。

卡尼期积洪事件

今天地球的大陆与盘古大陆的样子相去甚远,那么,我们如何知道卡尼期的降雨确实存在?

研究小组发现,三叠纪的地质本该是红色的,其特点是由于干燥的气候其岩石的风化程度不高。

然而有的地层中有椭圆形的鹅卵石,还有的地层有植物的残骸如煤,这意味着三叠纪有一个大量降雨的时间段,其中发现的琥珀化石也证明了大量的植物通过不断分泌树脂来缓解降雨的压力。

此外,这种地质的特征在北美的现在的英国,从中东到远东亚洲都有所发现,换句话说,这种气候变化不是特例,而是发生在整个盘古大陆。

三叠纪地质层

持续200万年的大雨终于结束

在卡尼期,空气中的二氧化碳在数百万年时间保持着相当高的浓度,然后植物通过吸收更多的二氧化碳而变大,这样一来,大气中的碳就被植物中的叶绿体固定了。

兰格利亚火山爆发接近尾声时,二氧化碳的排放下降了。然而,由于植物作用和地壳的吸收,碳逐渐被固定,大气中的二氧化碳浓度下降。伴随着这一点,世界的降雨量逐渐下降,最后卡尼期洪积事件结束。

证据显示,当2.34亿年前兰格利亚火山喷发活动结束时,盘古大陆的气候又回到了卡尼期之前的炎热和干燥状态,这种情况一直持续到1.8亿年前盘古大陆的分裂。

大陆变化

持续约200万年的卡尼期,虽然只是地球46亿年历史中的一小部分,但在那个时代发生的变化也形成了现代的地球。例如,正是由于卡尼期洪极事件,高大植物发生了变化,出现了针叶林等。另外,随着雨水的减少和卡尼期的结束,地球已经到了全面恐龙的时代。这场大雨成功将恐龙推上了霸主的宝座。

恐龙成为事件的受益者

由于这种气候变化,地球生态发生了巨大的变化,可以说最大的变化是恐龙数量的大幅增长

从卡尼期洪积事件开始之前的时代来看,在地层中发现的脊椎动物化石中,恐龙的比例约为5%。然而,在接近卡尼期末期的地层中,这个比例已经迅速增加到90%。

恐龙

出于什么原因,恐龙突然增加了呢?

原因之一是在这个时期,植物通过大量的雨水和碳的吸收变得比以前巨大,作为动物食物的叶子也变得比以前高。

这样一来,矮小的食草动物就无法食用,个体数量逐渐减少。换句话说,由于气候变化,低矮柔软的蕨类植物被裸子植物代替,动物周围的食物环境发生了很大变化。

丰富的植物为这些恐龙提供了丰富的食物,它们可以享用树木的纤维素和他们周围的大型针叶树。这也难怪,曾经身高10英尺左右但体重只有25公斤的恐龙变成了身长超过20英尺、体重超过3吨的巨型生物。

身型巨大的食草系恐龙

雨水停止后,盘古大陆的气候再次变得干燥,但地球上的生命已经永远改变了。植物的生命完全恢复了活力,针叶林遍布整个大陆,更重要的是,旧二叠纪的生物进化为凶猛多样的恐龙,开启了地球上的一个新纪元。

其他几次生物大灭绝

第一次生物大灭绝发生在大约4.4亿年前,从4.85亿年前到4.44亿年前的奥陶纪时期,是地球上生命发生巨大变化的时期。

在3000万年的时间里,物种的多样性蓬勃发展,但随着这个时期的结束,第一次已知的生物大灭绝发生了。

当时地球温度急剧下降,大规模的冰川运动将大量的水锁在冰盖中,覆盖了南极的部分陆地,海平面的降低对生活在浅水区的生物造成了重大打击,恶劣的海洋环境使85%的物种遭到灭绝。

奥陶纪生物大灭绝

第二次生物大灭绝发生在泥盆纪晚期,从3.83亿年前开始,这一灭绝事件在大约2000万年的时间里消灭了地球上约75%的物种。

大约3.72亿年前,凯尔瓦瑟事件造成了海洋氧气水平急剧下降,珊瑚礁系统随之崩溃,大部分物种随之灭绝。

泥盆纪晚期物种灭绝的原因很难确定,但陆地植物可能也是帮凶。在泥盆纪时期,植物为了适应环境而加强了根部强度,这使得它们的根比以前更深,同时也加快了岩石的风化速度。

岩石风化的速度越快,从陆地流入海洋的过剩营养物质就越多,流入的海洋营养物质会引发藻类的生长,而当这些藻类死亡时,它们的腐烂会从海洋中带走氧气,形成所谓的死亡区。

泥盆纪晚期物种灭绝

第四次生物大灭绝发生在三叠纪晚期,约2.01亿年前,地球上的生命经历了另一个重大打击,所有陆地和海洋物种突然损失了76%

在三叠纪末期,大气中的二氧化碳水平翻了两番,海洋变酸使海洋生物更难以用碳酸钙建造它们的外壳和骨骼。

在陆地上,占主导地位的脊椎动物是鳄鱼,它们比今天要大得多,也更多样化,其中大部分都遭到了灭绝。在它们之后,在生态边缘的小而灵活的生物迅速地实现了多样化,也就是最早的恐龙。

三叠纪晚期生物大灭绝

第五次生物大灭绝发生在三叠纪晚期,关于灭绝原因主流的猜想是小行星撞击说

大约6600万年前的一天,一颗直径约7.5英里的小行星以每小时45000英里的速度撞向现在的墨西哥尤卡坦半岛附近的水域,留下了一个超过120英里宽的弹坑,将大量的灰尘被抛入大气层,阻挡了阳光的照射,带来了严重的全球变冷。

缺少阳光的照射使植物相继枯萎,植食性动物因缺少食物而死亡,接连导致肉食性动物的厮杀和灭绝。

小行星撞击说

结语

地球目前正经历着一场生物多样性危机,早前的估计表明,由于人类的活动,多达一百万种植物和动物面临着灭绝,如砍伐森林、狩猎和过度捕捞。

其他严重的威胁还包括人类贸易带来的入侵物种和疾病的传播,以及环境污染和人类造成的气候变化。

今天,灭绝发生的速度是自然发生的数百倍。如果所有目前被定义为濒危或极度濒危的物种在下个世纪灭绝,如果这种灭绝速度继续下去而得不到放缓,我们可能在最快的240至540年内接近大规模的灭绝水平。

物种灭绝速度在增加

气候变化还面临一个长期的威胁,人类对化石燃料的燃烧使我们每年向地球大气层注入数十亿吨的二氧化碳和其他气体。

按总量计算,这些过去的火山活动所排放的气体远远多于今天的人类的释放量,像西伯利亚特纳普超级火山喷发所释放的二氧化碳是2018年人类燃烧化石燃料排放的1400多倍

然而,人类排放温室气体的速度和特纳普超级火山爆发一样快,或者甚至比火山爆发更快,地球的气候也因此而迅速变化。

温室气体的排放

正如大规模灭绝向我们表明的,突然的气候变化可能具有长远的破坏性。虽然我们还没有跨过75%的大规模灭绝的门槛,但这并不意味着事态很好。

在达到这个严峻的标志之前,这种破坏将使我们称之为家园的生态系统陷入混乱,危及世界各地的物种——包括我们。

(今完)

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