地球極極極極簡史

為什麼地球只有46億年?


太陽系裡的天體幾乎是在同一時間形成的,包括源自各個小行星的隕石,所以地球與隕石的形成時間相同,即相同年齡。

而落在地球上的隕石絕大多數源自太陽系裡的小行星,通過對地球上的隕石進行年齡測定,就能得知地球的真實年齡。

1956年,克萊爾·帕特森通過隕石測量出地球年齡:45.5±0.7億年。

這也是至今最精確的數字,無人能及。

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克萊爾·帕特森


那麼46億年裡,地球都發生了什麼?

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前寒武紀

(45~5.42億年前)

約45.5億年前(前寒武紀)

伴隨太陽系的形成,原生地球誕生了。

地球沒有氧氣,沒有陸地,只有一片岩漿的海洋。

同時,各行星與太陽系形成後餘下的物質不斷撞擊。

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岩漿地球


約45.3億年前(前寒武紀)

地球質量逐增,吸引住了“忒伊亞”。

這是一顆大小與質量與火星相當的行星,

它不斷地向地球靠攏,發生大碰撞後,

“忒伊亞”的一部分質量熔入了地球,剩餘的物質與噴出物形成了月球。

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大碰撞想象圖


約44.5億年前(前寒武紀)

在澳大利亞發現了目前最古老的礦物——鋯石,距今約44億年前。

古老鋯石的發現,宣示此刻的地球在慢慢冷凝,地殼開始形成。

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鋯石礦物生長形成的環帶,保留了44億年的年齡信息


約40億年前(前寒武紀)

在加拿大發現了最古老的岩石阿卡斯塔片麻岩,約40億年前。古老片麻岩宣示了地球上第一個大陸的誕生。

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北美洲地質圖,紅色和粉色區域代表38-28億年前的岩石


約40-38億年前(前寒武紀)

地球、月球以及其它行星遭遇了大大小小的隕石與彗星的轟炸期。

期間,地球形成了初始海洋,但沒有植物,沒有人,沒有生命,只有死寂。

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約40億年前的地球想象圖。有火山口,一些熔岩帶,一些冰和一些液態水


約38億年前(前寒武紀)

最早的生命出現了。

關於生命的起源依舊是個迷,地球首先孕育出能自我複製的分子。

隨後分化出細菌以及古菌,已知最早且可信度較高的生物化石形成於35億年前,來自澳大利亞西部的疊層石。

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右下角(n)來自澳大利亞西部的疊層石,形成時間約35億年前。疊層石是由一些微生物,尤其是藍綠菌所黏結堆


約24.5億年前(前寒武紀)

藍藻慢慢產生氧氣,積少成多,使地球進入了第一次大氧化事件。

但氧氣是有毒的——對於厭氧生物而言,這是一場災難,大量生命死去。

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藍藻,是目前以來發現到的最早的光合放氧生物,對地球表面從無氧的大氣環境變為有氧環境起了巨大的作用。


約24億年前(前寒武紀)

大氧化事件期間,厭氧菌大量死亡,釋放的甲烷減少;光合作用生物繁榮,消耗大量二氧化碳;以及各種地質運動,導致地表碳含量降低。

地球進入了最嚴重且持續時間最長的一次大冰期——休倫冰河時期。

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休倫大冰期可能是地球上最嚴重最漫長的寒冷期,因冰蓋遺蹟證據在休倫湖北岸被發現而命名。


約13-9億年前(前寒武紀)

造山運動,陸塊合併形成超級大陸——羅迪尼亞大陸

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羅迪尼亞大陸是古代地球曾經存在的超大陸


約8.5億年前(前寒武紀)

你是否記得大氧化事件?距此刻已過去16億年了,海洋和陸地的氧氣達到飽和狀態(岩石、鐵以及各種礦物完全氧化)。

於是氧氣開始累積,氧含量飆升——迎來第二次大氧化事件。為真核生物的分化,扣上關鍵的一環,生命大爆發就要來了。

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段2:24.5億年前,第一次大氧化事件;階段3:陸地和海洋的含氧量逐漸飽和;階段4-5:時間是8.5億年前-今天


約7.5-6.3億年前(前寒武紀)

別急,生命大爆發再稍微等一等。

伴隨羅迪尼亞大陸的分裂,地球進入第二次冰河期——成冰紀大冰期(Cryogenian)

這是第二嚴重的冰河期,極地冰蓋覆蓋到赤道,海洋完全凍結,形成“雪球地球”。

白雪皚皚,一片冰冷,乾燥的大氣,抬頭只是灼眼的陽光,卻留不住一絲溫暖,再多的日照都會被反射。

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這是生命大爆發前夕的平靜


約6.35億年前(前寒武紀)

億年冰封,破於火山運動。

停止光合作用的地球,二氧化碳快速累積,溫室效應驅散了“雪球地球”。冰雪消融,地球回暖,氧氣含量繼續飆升。

生命大爆發的前奏響起了,多細胞生物應運而生——埃迪卡拉生物群。

它們沒有消化器官,呈葉狀、管狀、藻體狀,普遍無法移動,附著在海底,用液體支撐扁平的身軀,從流動的海水中獲取養分。

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此時的海洋生態尤其簡單,沒有捕食者,“和諧”是宗旨


1億年後,埃迪卡拉生物群突然消失,標誌著地球進入新紀元。


古生代

(5.42~2.51億年前)

約5.42億年前 (寒武紀)

生命大爆發奏起主歌,生物多樣性呈爆發式的發展。

動物紛紛披上裝甲,演化出大量硬體動物,軍備競賽開始。

大人小孩都聽過的三葉蟲出現了,此時的海洋霸主是奇蝦,體長可達1米,世界各地海洋中都可見到它們的身影。

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奇蝦Anomalocaris 盯上了三葉蟲,準備攻擊

但無論是奇蝦還是三葉蟲,它們都屬於海生無脊椎動物。

已知最早演化出原始脊椎骨、眼睛和大腦等重要頭部感官的是海口魚、昆明魚。

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海口魚Haikouichthys,化石發現於雲南的澄江動物群,是至今發掘的最古老的魚類


約4.8~4.4億年前(奧陶紀)

淺海廣佈、氣候適合,海生無脊椎動物進一步繁盛,分異更為顯著。

棲息著三葉蟲、腕足類、角石類、海百合以及板足鱟。

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這是角石,可長達1米。

相比海洋,陸地生態系統確顯荒涼。

得益於光合作用產生的氧氣,積累後形成臭氧層,吸收了太陽的大部分紫外線。植物和真菌在水的邊緣生長已久,或許是時候跨越水線了。

部分植物先行登陸,形成了溼地、礁湖、三角洲等生態系統,逐漸複雜化的食物網也給我們的“祖先”打造了機會,正可謂“兵馬未動,糧草先行”。

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奧陶紀陸生群落


約3.7億年前(泥盆紀)

來了,一群具有肺樣結構的“肉鰭魚類”嘗試登陸,它們把鰭當成腿,緩緩地離開水面,爬上陸地,抬起脖子,環顧四周,首個四足動物出現了。

此後,無數似魚非魚的“怪物”扭動身軀,揮動肉鰭,活躍於各個池塘沼澤。

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提塔利克魚

所有的四足動物演化都源自於此,包括恐龍、翼龍、滄龍以及你和我。


約3.59~2.99億年前(石炭紀)

先行登陸的植物此時已可達40米高,目光所及,全是蕨類。

麻煩出現了,分解者無法分解植物的木質素,碳元素在植物殘骸的木質素中日積月累,這些植物殘骸便是今天豐富的化石能源。

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蕨類植物的時代


碳元素深埋於地下,二氧化碳含量急劇下降,氧含量攀升,地球大氣的氧含量最高可能達到35%。(你是否記得第二次大氧化事件?圖中的最高峰就是石炭紀,忘了?往上翻翻)

氧含量飆升,最大受益者不是四足動物,而是昆蟲。

因為昆蟲的呼吸方式簡單,依靠氣孔將氧氣擴散至全身,更高的氧含量可以促使昆蟲體型突破極限。

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巨脈蜻蜓


以及比四足動物早登陸近一億年的節肢動物。

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普莫諾蠍,節胸蜈蚣


約2.99~2.51億年前(二疊紀)

森林的主導地位易主,裸子植物開始取代蕨類植物。

昆蟲開始多樣化,四足動物大量繁盛,明星生物三葉蟲趨於滅絕。

哺乳類的早期祖先獸孔類逐漸成為陸地優勢動物。

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爬行動物開始重返海洋,以及嘗試向天空發展


約2.51億年前(*二疊紀——三疊紀滅絕事件)

峨眉山暗色巖、西伯利亞暗色巖火山相繼爆發。

缺氧導致海洋一片死寂,高達96%的海中生物消失;動植物硫化氫中毒,臭氧層破壞。約70%的陸生脊椎動物消失,連昆蟲都遭受重創,約83%的屬消失。

哺乳類祖先短暫統治了陸地。

我們所熟悉的明星生物三葉蟲也就此謝幕。

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在滅絕事件中,這是規模最龐大的一次


一場浩劫結束了古生代,生命的演化進入新階段。


-中生代-

(2.51~0.66億年前)


約2.4億年前(三疊紀)

大陸間彼此碰撞,解體的大陸又重新併攏——盤古大陸。由於大陸內部遠離海洋,所以多為沙漠地區,乾燥缺水以及滅絕事件帶來的全球低氧。

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盤古大陸

看來只有擺脫稀薄空氣帶來的限制,才有機會佔領大滅絕洗禮後的陸地。

主龍類做到了,它們用四肢將軀體撐起來了,肺部離開了地面,運動過程中可以保持呼吸,這意味著擁有更多活力,迅速成為了陸地上的優勢脊椎動物。

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鱷魚、翼龍、恐龍均演化自主龍類


約2.31~2億年前(三疊紀)

主龍類持續適應輻射,其中一個分支演化成恐龍。

然而,此時的陸地統治者是鱷類——主龍類另一個演化分支。

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勞氏鱷Rauisuchus


天空的統治者是翼龍類——主龍類的又一個演化支。

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沛溫翼龍Preondactylus,一種早期翼龍


至此,主龍類正式接管地球的陸地與天空。

面對異軍突起的陸空環境,一群陸棲爬行動物早已另尋出路,重返海洋。

從結果來看,這是明智的,海洋生態遭遇了大滅絕的嚴重打擊,造成大量空白生態位,重返海洋的它們迅速成為了新的統治者——魚龍。

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西卡尼·薩斯特魚龍


約2億年前(*三疊紀——侏羅紀滅絕事件)

中大西洋岩漿省爆發,使至少50%的物種消失。

天空統治者翼龍類倖免,一家獨大局面不可動搖。

海洋統治者魚龍類倖免,與後來者蛇頸龍類平分秋色。

陸地統治者大型鱷類集體陣亡,地盤拱手相讓,誰來接管?蓄勢已久的恐龍迅速填補空缺的生態位,全面佔領陸地環境。

恐龍時代正式來臨。

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約1.8億年前(侏羅紀)

盤古大陸開始分裂,北為勞亞大陸,南為岡瓦納大陸。

獨立板塊增多,海岸線增加,形成溫暖潮溼的侏羅紀世界。

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盤古大陸分裂


恐龍開始擴散至各大陸,地理隔離促使生物多樣性增加。

海洋裡,魚龍類與蛇頸龍類互相搶佔生存空間。

天空中,翼龍類一枝獨秀,霸主地位依舊穩固。

地底下,細小的哺乳類在苟活,等待屬於它們機會。

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劍龍Stegosaurus

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侏羅紀時期的海洋,上龍類在捕食


約1.2億年前(白堊紀)

從侏羅紀開始,恐龍就開始對飛行做了各種不同的嘗試與演化。例如兩對翅膀、蝙蝠般的翼膜等等,但絕大部分都走進了演化的死衚衕,定格在白堊紀。

恐龍只有一個分支成功演化成鳥類,翼龍的天空霸主地位開始動搖。

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熱河鳥Jeholornis


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小盜龍Microraptor


與此同時,被子植物適應輻射,數量激增。

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遼寧古果Archaefructus,被譽為“地球上的第一朵花”


約6600萬年前(*白堊紀-古近紀大滅絕)

一個直徑長10公里的隕石撞向尤卡坦半島,引發全球火災風暴、火山爆發、地震、海嘯以及後續全球性寒冬,恐龍時代結束。

食物網崩潰,處於食物網頂端的生物受嚴重影響,一系列明星動物恐龍、翼龍、滄龍以及蛇頸龍等等陸續謝幕。只有隱匿於海洋、河流、洞穴、沼澤以及樹洞的小型動物才能獲得一線生機。

苟活了整個中生代的哺乳類和恐龍的後裔鳥類均留下了火種。大難不死,必有後福。輻射演化,攜手成為新生代的優勢動物。

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小行星撞地球


天外的不速之客終結了中生代,地球進入新紀元。


新生代

(6600萬年前~今天)

約6500萬年前

北方的勞亞大陸與南方的岡瓦納大陸已完全解體,七大洲初現雛形。

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約6500萬年前的板塊


約258萬年前

第四紀大冰期開始,南極大陸與格陵蘭島形成了永久性的冰蓋,歐亞大陸北部與北美的北部也出現了面積廣大的大陸冰蓋,並在世界各處高緯度或高海拔地區廣泛出現了山嶽冰川,延續至今。

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200萬年前的地球板塊

隨後,地球處於冰期與間冰期交替出現的旋迴。

約200~1.1萬年前

200萬年前人屬裡的首個動物出現。

直立人最晚在79萬年前掌握了控制火的能力。

隨後,人類一批又一批走出非洲,後來者淘汰前者,繼續往前走。

大約1.1萬年前,部分“智人”抵達了南美洲的南端,至此遍佈全世界。

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1=智人,2=尼安德特人,3=早期人科

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此時的人類祖先已能夠和猛獁象、劍齒虎對決


約1.1萬年前-至今

末次冰期結束,地球進入間冰期,人類文明興起。

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新石器時代

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青銅時代

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鐵器時代

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第一次工業革命


如果把地球的歷史轉換成24小時,“智人”大約是在最終的2秒出現,在0.1秒進入青銅時代,在0.012秒出現文藝復興......

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那麼,你活在第幾秒?


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