《地球之美》走进地球的前世今生!

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回归寒冷(7.5 亿年前)

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几千万年间,陆地和海洋一次又一次被冰盖紧紧包裹。 我们的地球很有可能好几次变成了"雪球",尤其是在距今7.2 亿至7 亿年之间,以及距今6.5 亿至6.35 亿年之间。 7.5 亿年前,罗迪尼亚超大陆解体,新产生的小块大陆在赤道周围聚集。地球看起来十分平静, 洋中脊还不活跃,全球气温缓慢下降。大面积的冰块开始出现并且延伸至赤道。冰将更多的阳 光反射回去,海洋变得更暗,由此形成循环效应又加剧了寒冷。除了在赤道可能还有水流淌之外, 整个地球都被冻住了。地表气温降到了–50°C,海里的冰盖达到了一千多米厚……地球变成了 雪球。诚然,地球上的生命受到了重创,但在海洋深处还是有生物存活了下来。 岩石中可以找到很多冰期留下的痕迹,以至于人们提议将这一地质阶段(距今8.5 亿- 6.35 亿年)称为"低温期",但围绕冰期的假设还存在争议。 尤其是,什么样的机制足以结束这种冰封的情形,这仍然令人费解。我们猜想从火山喷出 的CO2 得以聚集,要么在大气中聚集起足量的CO2,要么聚集在冰盖之下,某次喷发时被释放 出来引发温室效应,使地球变暖并且将地球从冰盖中解救出来。但这种说法还存在疑点,因为 通过6.35 亿年前的碳酸盐中CO2 含量测算出的大气CO2 浓度,与今天的大气CO2 浓度相差不大, 远不至于结束如此不平凡的冰封期。

水下撒哈拉(3.7 亿年前)

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摩洛哥南部的伊尔福德现存有非同一般的水下动物群落,保存完好。 在泥盆纪末期(距今3.7 亿- 3.6 亿年),非洲北部被一片高温海域覆盖,海洋中的生物刚 刚经历一个危险的阶段,许多物种都已经消亡。水中生长着一个生物群,它们中大多数只有手 掌或是盘子大小。它们中有头足纲软体动物:螺旋壳体的棱菊石,和菊石有亲缘关系,还有角石, 它外壳的形状像动物的角,一般是直的(其名称也来源于此),还有节肢动物门动物(三叶虫), 看起来像海里的鼠妇和海百合。它们死后,身体沉入海底淤泥中;它们的壳体被埋葬并被保存 下来。 在摩洛哥南部伊尔福德东南约30 公里的地方,有一个景点因为完好保存了丰富多样的化石 而享誉世界。化石的颜色通常从深灰色到红色再到白色不等,绚丽的色彩赋予石头真正的审美 价值。这里的石灰岩层被加工成盥洗盆、桌面、色拉盘,还有室内装修的所有物品,销往世界各地。 这里的化石色彩丰富,美丽非凡,它们可能更值得被保护,而不是像联合国教科文组织列 出的其他有化石的景点,以旅游开发的名义被野蛮开发。

水的侵蚀(2.1 亿年前)

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液态水是我们这个星球的特征之一。水分为气态、液态、固态。人们对水已习以为常,以至于 常常忽略它的存在,然而,每一种风景中都有其自然雕琢的痕迹。 储存是水的功能之一,水的流动与对生命的供养是它的另一功能,或许较前者更为重要。 大气中的水平均每六天更新一次,水循环是地球表面每年规模最大的化学物质活动。水循环在 全球各地之间转移热能,行使着热调节器的功能。总而言之,水是形成岩石侵蚀的重要因素, 它渗入矿物的晶体点阵中,改变矿物结构,吸入二氧化碳,高处的矿物填补低洼处,古老的地 形结构就这样趋于平坦。因此,水对气候、生命与地形都至关重要。 我们的星球上有超过90 种化学元素,地壳中分布最常见的15 种元素可以形成多种化合物。 宇宙仅有两类原子,它们都是最轻的原子:约90% 的氢原子,9% 的氦原子。这两种元素不能形 成化合物,也不能形成组成生命的任何一种分子。 氢与氧之间有一种很强的电化亲和势,二者结合形成水分子。在地球上的大多数化学反应中, 无论是对矿物界还是生物界,水分子扮演着反应剂和催化剂的双重角色。 水,平淡无奇,它雕琢世界,诗人为之沉醉,孩童为之愉悦,干渴的人因之得到浸润。 水,取之不尽,必不可少,妙不可言!

被困住的恐龙群(1.25 亿年前)

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在比利时矿底发现的十多只受困的生物,让人叹为观止,也是古生物学历史中的一个重要标志。 1878 年,比利时伯尼萨特的蒙斯盆地,矿工们在煤矿300 米深的地方发现了一个黏土坑。 他们的注意力被中间的物体吸引了,"说是石头吧,太黑;说是木头吧,又太硬",它们看起来 像树枝,不能燃烧。事实上,这是恐龙的骨架。 发掘活动就这样开始了,发掘开始持续了5 个月,为了赶在矿井被水淹没之前完工,还采 用了抽水设备,发掘也因此中断。后来又继续发掘,持续了两年时间。真实的情况是:为了这 次古生物学发掘活动,煤炭开采主动终止!在这里人们发现了三十多头同一种类的完整的恐龙 骨骼—人们头一次见到这么多的恐龙骨骼—还有一些不完整的恐龙骨骼,甚至还有鳄鱼、 乌龟与植物的化石。 这种恐龙被称作伯尼萨特禽龙(1825 年禽龙就曾被提及,但都不够全面,那是人们所知道 的第二只恐龙)。大部分复原的骨骼都陈列在布鲁塞尔。 在一个地方聚集了数量如此庞大的完整标本,很可能是这群动物在逃跑中惊慌失措,从陡 峭的地方坠入喀斯特深坑,也可能是动物们慢慢地掉入泥泞的陷阱。包裹禽龙的黏土的年代从 中巴列姆阶到初阿普第阶(1.3 亿至1.2 亿年前)。 古生物学的历史并未停留在此,它对现代社会关于进化论的争论也有一定的影响。事实上, 在含煤炭的灰坑里发现禽龙,使得一些学者认为禽龙始于3 亿年前的石炭纪、侵蚀岩的时代, 而不是始于1.25 亿年前的白垩纪,填充沉积的时代。他们不认为禽龙可以作为一个古生物学的 证据来支持达尔文的观点,但声称既然禽龙至少自石炭纪就已存在,那么它应该是一直都存在的。

大规模火山爆发对世界的影响(6600 万年前)

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德干暗色岩显示,在大规模的火山爆发中生命可能遭遇了重创。 在印度西部,大片的火山熔岩积聚成德干暗色岩时,印度大陆已与南非分开了1.8 亿年, 此时正朝着西北方向移动。印度大陆途经一大片岩浆抬升形成的区域,也被称为热点。液态的 熔岩从这里流出,铺展开形成一薄层的岩层。接二连三的熔岩喷发不断地加高岩层的厚度,最 厚处可达2400 米。 受侵蚀作用的影响,后来熔岩流上形成了一道道深深的峡谷。侧面看起来像阶梯,每一道 台阶就是一股熔岩流。 火山活动又持续了将近一百万年,向大气层(含平流层)中喷出大量的水蒸气、含硫气体 和二氧化碳……它们对环境和气候都产生了重大的影响。以水蒸气为例,它能变成小团的白云(积 云)或变成高空的云雾(卷云),起到有效的遮阳作用,或是变成一股强劲的温室气体,又或者 这二者交替出现。含硫气体也是一种非同一般的温室气体,而且能迅速化成酸雨。二氧化碳则 是出了名的温室气体。在那个时候,印度大陆还位于赤道地区,其纬度位置最能体现火山爆发 对气候产生的影响。间歇性的强烈气候变化对生物的影响可能更大,虽然变化通常是有顺序的, 产生的影响有时却是逆向的。气候变化得如此突然,以至于生物未能及时地去适应,因而付出 了惨重的代价。 在这重要的一幕中,由于德干火山的影响,再加上陨星坠落与海退,这也许可以解释白垩纪- 第三纪的大量生物为何会如此快速地灭绝。

魔鬼峰(4050 万年前)

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有些地质构造的形状尤为独特,以至于披上了神秘的面纱。 它叫"魔鬼峰"(Devil's Tower),也有人称为"熊的避难所",或是"树桩"。位于怀俄明州 东北部的这一奇观,20 世纪初被美国列为国家名胜。魔鬼峰的出现源于火山运动,其海拔1558 米,俯视四周海拔较之低380 米的平原。它由熔岩柱(带斑点的响岩)组成,底部柱长约2 米, 顶部柱长约1 米。 魔鬼峰是侵入岩,也就是说,它源自地表下的液态岩浆。如周围的其他侵入岩一样,魔鬼 峰是由造山运动(拉腊米造山运动)的一股反冲力量冲破三叠纪(距今2.25 亿- 1.95 亿年)的 红色沉积岩而形成的。魔鬼峰的岩柱呈棱柱形,是熔岩冷凝的结果—在法国中央高原的火山 体系中,也能找到相似的情况。由于这种侵入岩不是完全暴露在空气中形成的,我们无法确定 它是否诞生于一次有火山灰和岩浆喷出的火山爆发。我们今天看到的魔鬼峰是侵蚀作用的结果。 它周围原有的沉积物,如砂岩和红色黏土,质地比火山岩更加疏松,因而被剥离掉,留下了这 座凸起的火山"烟囱"。 通常情况下,壮观或罕见的地形总是会引发充满神话色彩的阐释。有一则怀俄明州印第安 人的神话,说的是七个小女孩被可怕的熊抓去,正在这时,人们的祈祷使得这块巨岩拔地而起, 救下了七个小女孩,熊试图爬上巨岩,因此侧壁留下了熊爪的痕迹。七个小女孩一直被送上了 天空,成为了七颗星星(昴星团)

人属(240 万年前)

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两百多万年前,在非洲出现了一种新的二足人科动物,这种动物将获得巨大的成功,并占领生 物各界。 据化石资料显示,自240 万年前的更新世以来,非洲出现了一些人科动物,其形态与同时 代的南方古猿具有显著差异,可以自成为一个新的种类—人属,而我们智人就属于人属。 能人,意思为灵巧能干之人,出现于距今240 万年,是所知的人属中的最古老生物,即便 仍然还有一些古生物学者争论说其不属于人属。另外还有十多种人属动物被发现和认识,其中 有:鲁道夫人(非洲,鲁道夫湖)、匠人(也只在非洲)、直立人(非洲、亚洲和欧洲)、海德堡 人(非洲、中国和欧洲)、尼安德特人(分布在整个亚欧大陆,智人与其在欧洲和近东相遇,他 们最后的遗骸被发现在伊比利亚半岛南部)、弗洛里斯人(2003 年被发现于印尼的弗洛里斯岛上, 是一种小矮人,1.8 万年前仍然存活着)以及丹尼索瓦人(2010 年3 月通过基因检测而被确认, 尼安德特人和智人与其一同生活过,直到4 万年前部分进行了混血交配)。 在已知的这些人中,只有一种存活了下来—智人。智人出现于距今20 万年左右,其中有 克罗马农人,名字来源于其发现地多尔多涅的克罗马农山洞,是欧洲最早的现代智人(距今3.5 万年)。 如果说描述人属尚有一定难度,那么至少可以借助三个基本标准进行认定:长期仅用双足 行走(表征为枕骨大孔在头颅底部而非后部,盆骨宽大以利于维持平衡,股骨倾斜使双足在重 心的垂直方位)、脑容量大增(脸部同时也变得扁平了)以及出现了文化行为(如火的使用、葬 礼仪式、艺术创作)。


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