生物灭绝的原因是什么
自从6亿年前多细胞生物在地球上诞生以来,物种大灭绝现象已经发生过5次。
地球第一次物种大灭绝发生在距今4.4亿年前的奥陶纪末期,大约有85%的物种灭绝。第一次物种大灭绝中,约85%的物种灭亡,27%的科与57%的属灭种。依据灭种的生物分类的属的数量,被评为五次大灭绝事件的第二位。直接原因是冈瓦纳大陆进入南极地区,影响全球环流变化,导致全球冷化进入安第斯-撒哈拉冰河时期,海面大幅度下降。
古生物学家认为这次物种灭绝是由全球气候变冷造成的。在大约4.4亿年前,撒哈拉所在的陆地曾经位于南极,当陆地汇集在极点附近时,容易造成厚厚的积冰——奥陶纪正是这种情形。大片的冰川使洋流和大气环流变冷,整个地球的温度下降了, 冰川锁住了水,海平面也降低了,原先丰富的沿海生物圈被破坏了,除此之外,奥陶纪末期4亿多年前英国还发生了3次大规模8级火山爆发,可能也导致了全球变冷,并杀死了大量生物,最终导致了85%的物种灭绝 另有一种更受垂青的说法认为,距离地球6000光年的一颗衰老恒星发生爆炸,释放出伽马射线。伽马射线在穿越了宇宙后,击中了地球。在击中地球后,伽马射线摧毁了30%的臭氧层,导致紫外线长驱直入,浮游生物因此大量死亡,食物链的基础被摧毁,产生饥荒。同时被伽马射线打乱的空气分子重新组合成带有毒性的气体,这些气体遮挡了阳光中的热量,地球一时没有任何生机。(参考自央视纪录片《远古生物大灭绝》)
在距今约3.65亿年前的泥盆纪后期,发生了第二次物种大灭绝,海洋生物遭到重创。很多科学家认为造成这次大灭绝事件的原因,是一次全球变冷事件。根据这一理论,晚泥盆世的大灭绝是由冈瓦纳大陆的另一次冰川作用引发的,在巴西北部这一时期的沉积物中有证据支持这一假设。而加拿大古生物学家迪格比迈凯轮在1969年提出泥盆纪灭绝事件是由小行星撞击造成的。但是没有存在一个足够大的泥盆纪火山口的证据支持。通过全面的环境分析,元素分析,热冷气候快速变化分析,少雨、海平面下降、海水含氧量下降,这些变化可能也是造成大规模灭绝中的一个因素。
发生在距今约2.5亿年前二叠纪末期的第三次物种大灭绝,是地球史上最大最严重的一次,估计地球上有96%的物种灭绝,其中90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物灭绝。关于二叠纪-三叠纪灭绝事件的发生过程,已有多种假设,包含剧烈与缓慢的过程;剧烈过程理论,包含大型或多颗陨石造成的撞击事件、连续性火山爆发、或是海床急骤释放出大量甲烷水合物。缓慢过程理论,包含海平面改变、缺氧、以及逐渐增加的干旱气候。
第四次发生在1.85亿年前,80%的爬行动物灭绝了。科学家认为,这次灾难的罪魁祸首是岩浆。大量岩浆由于不明原因,从美国东部以及加勒比地区喷涌而出,在地表形成一道长约2500千米,宽50米的裂缝,把盘古大陆分成两半。约1800万立方千米的岩浆开始从这道裂缝喷出。岩浆扩散的速度极快,1天就能淹没200平方千米的地区。岩浆所到之处,一切生命都被摧毁。岩浆烧毁了大片森林,破坏了食物链的基础。在全球范围内,从植食性动物到顶级掠食者都在饥饿中艰苦地挣扎,大批动物因此灭绝。火山喷发,同时还喷出了大量的有毒气体。大量的二氧化碳扩散到了大气中,遮天蔽日。火山喷发出的热气无法扩散,导致全球气温剧烈升高。全球平均温度,从灾难发生前的16摄氏度,在数百年间迅速升高至30摄氏度。这摧毁了剩余的大部分植物,使得饥荒更加严重。由于有毒气体与植物消失等因素,大气中的含氧量也迅速下降,动物们感到呼吸困难,这也摧毁了很多动物。灾难发生约一万年后,大气中的含氧量下降到了10%,而大气二氧化碳的含量却上升至8%。呼吸功能较差的鳄类动物大多因无法适应低含氧量而灭绝。大气中的水蒸气与二氧化硫发生化学反应,形成酸雨。连续数万年的酸雨的泛滥使植物的数量进一步减少,土壤发生酸化。灾难发生10万年后岩浆,岩浆烧毁了大片森林,只剩易燃的枯木。枯木在高温下开始燃烧,产生了大量的有毒气体和灰烬。数百吨的灰烬在大气中滚动,摧毁了所到之处的大部分事物。灾难发生20万年后,岩浆终于停止了喷发。但喷发形成的火山灰遮天蔽日,地球获得的太阳能只有平时的50%。火山喷发形成的热量耗尽后,地球进入了大规模的冰期中,全球平均气温从原先的30摄氏度迅速下降至10摄氏度。大批动物的卵因此无法孵化,很多动物因此灭绝。地球开始了十多万年间的第一场降雪。大雪持续了数年,覆盖了大片纬度较高地区。30万年过去了,冰期终于结束了,新增的灭绝因素也逐渐减少,但此时,地球上的生命迹象已几乎消失,地球需要漫长的时间才能恢复生机。总之,滚烫的蒸汽、1800立方千米岩浆、二氧化硫、二氧化碳等有毒气体、忽冷忽热的极端气候、连下数万年的酸雨、极低的含氧量……这些因素叠加在一起,构成了第四次物种大灭绝——中大西洋岩浆区灭绝事件。
第五次发生在6500万年前的白垩纪,也是为大家所熟知的一次,统治地球达1.6亿年的恐龙灭绝了。关于这次灭绝,最通常的说法是小行星撞击地球。6500万年前,一颗十公里宽的小行星碎片抵达地球,它质量达20000亿吨,速度在地球引力下快速加快,从每小时6.5万公里增加到7.2万公里,合每秒20公里,这么快的速度,大气层根本无法减速。它进入大气层,开始燃烧,温度接近20000℃,亮度是太阳表面的100万倍,它飞越大西洋,朝墨西哥撞去,但当时的中国东海岸也能看见它。它5秒内就穿越了大气层,爆炸威力相当于1亿兆吨TNT当量。它撞击了墨西哥湾浅水区,那里的海水被蒸发,以每小时16万公里的速度冲击外太空。撞击使大量的气体和灰尘进入大气层形成了一片温度高7800℃的云层,5小时内,这片热云便包围了地球,但却难以消散,小行星还引发了地震和海啸,致使火山大量喷发,云层厚几千米,以至于阳光不能穿透, 全球温度急剧下降,这种黑云遮蔽地球长达数十年之久,植物不能从阳光中获得能量, 海洋中的藻类和成片的森林逐渐死亡,食物链的基础环节被破坏了,大批的动物因饥饿而死,其中就有恐龙。支持小行星撞击说的科学家们推断,这次撞击相当于人类历史上发生过最强烈地震的100万倍,爆炸的能量相当于地球上核武器总量爆炸的l万倍,导致了2.1万立方公里的物质进入了大气中。由于大气中高密度的尘埃,太阳光不能照射到地球上,导致地球表面温度迅速降低。没有了阳光,植物逐渐枯萎死亡;没有了植物,植食性的恐龙也饥饿而死;没有了植食性的动物,肉食性的恐龙也失去了食物来源,它们在绝望和相互残杀中慢慢地消亡。几乎所有的大型陆生动物都没能幸免于难,在寒冷和饥饿中绝望地死去。撞击假说的支持者发现了许多有力的证据,来证明他们的观点。最有力的证据来自在白垩纪和古近纪地质界线上发现的铱异常和冲击石英。科学家推测,这种高含量的铱元素就是那颗撞击地球的小行星带来的,冲击石英就是在撞击过程中形成的。美国人查特吉提出了一种类似的假说。他认为,在白垩纪末期撞击地球的凶手不是一颗小行星或者陨石,而是彗星雨。大量的彗星雨撞击到地球上,形成一个环绕地球一周的撞击带,其中有2块巨大的彗星体成为了恐龙大灭绝的“主犯”:一块形成了我们熟知的墨西哥湾附近的巨大的陨石坑,另外一块撞击到现在的印度大陆上,形成的陨石坑比墨西哥湾附近的陨石坑还大。
历史上有几次生物大灭绝
历史上有五次生物灭绝事件,最早由大卫·骆普和杰克·塞科斯基1982年发布的论文所认定: 奥陶纪-志留纪灭绝事件:发生在奥陶纪晚期或奥陶纪与志留纪过渡时期,4.50亿年前至4.40亿年前,约27%的科与57%的属灭种。从灭种的生物分类的属的数量,被评为五次大灭绝事件的第三位。直接原因是冈瓦纳大陆进入南极地区,影响全球环流变化,导致全球冷化进入安第斯-撒哈拉冰河时期,海面大幅度下降。泥盆纪后期灭绝事件:3.75亿年前至3.60亿年前,接近泥盆纪-石炭纪过渡时期。这次主要是海洋生物的灭绝,陆地生物受影响不显著。约19%的科、50%的属灭绝。这次大灭绝事件持续了近2000万年,期间有多次灭绝高峰期。造礁生物消失,竹节石类、腕足动物的3个目、四射珊瑚10多个科灭亡,称凯勒瓦瑟尔事件,也称弗朗斯-法门事件。由于灭绝事件持续时间很长,其根源很难辨识。可能的生物学原因是在此前的泥盆纪陆生植物大量繁育,导致地球大气中氧含量的增加、二氧化碳的大幅减少,地球进入卡鲁冰河时期所致。陆生植物进化出发达的根系深入地表土之下数米,加速了陆地岩石土壤的风化,大量铁等元素释放进入地表水,造成了水系的富营养化大暴发,导致了海底缺氧事件。海洋表层的繁盛的有机物的沉降,使得全球碳循环中大气层的二氧化碳大量进入海底沉积层,也加强了地球冷化。泥盆纪也是陆地上生成大煤田的时期,这也加剧了二氧化碳固化入岩石圈。二叠纪-三叠纪灭绝事件:发生在2.51亿年前的二叠纪-三叠纪过渡时期。这是已知的地质历史上最大规模的物种灭绝事件。许多动物门类整个目或亚目在此次灭绝事件中全部灭亡。曾普遍分布的舌羊齿植物群几乎全部绝灭。早古生代繁盛的三叶虫全部消失。䗴类原有40多个属,该世结束时完全消失。菊石有10个科绝灭;腕足类之前有140个属,在该事件后所剩无几。总共约57%的科、83%的属(53%的海洋生物的科、84%的海洋生物的属、大约96%的海洋生物的种),估计有70%的陆地生物包括昆虫的物种灭绝了。对于植物的影响较不明确,但新植物类群在此次灭绝后开始占优势。全世界几乎没有三叠纪早期形成的煤田。这次大灭绝事件的可能成因包括西伯利亚大规模玄武岩喷发造成的附近浅海区可燃冰融化大量释放温室气体甲烷,盘古大陆形成后改变了地球环流与洋流系统等等。三叠纪-侏罗纪灭绝事件:2.0亿年前的三叠纪-侏罗纪过渡时期。约23%的科与48%的属的生物灭绝。其原因尚无定论。白垩纪-第三纪灭绝事件(缩写为K-T灭绝或K-T事件):6千5百万年前,约17%的科、50%的属、75%的物种灭绝。这次灭绝事件被评为五次大灭绝事件的第二位,仅次于二叠纪-三叠纪灭绝事件。其成因一般认为是墨西哥尤卡坦半岛的陨石撞击。
地球上5次生物大灭绝,分别是什么原因造成的?
奥陶纪生物大灭绝大约在5亿多年前,地球迎来了第一次生物大灭绝奥陶纪生物大灭绝,在此次灭绝事件中,共有85%的生物死亡,其中主要是海洋底栖生物,引起灭绝的主要原因可能是伽马射电暴。在奥陶纪生物大灭绝之前,地球生物曾经迎来了一个繁盛的时期:寒武纪生物大爆发,在短短2千万年-2.5万年的时间里,也就是不到地球生命发展史1%的时间里,迅速出现了90%以上的动物门类。在此之后,地球环境变得温暖且稳定,海洋比如今要高100多米,使得奥陶纪时期有许多浅海可以供生物生存。虽然当时地球上已经出现了种类繁多的生命,但如果你穿越到此时的地球,站在陆地上你将寻觅不到任何生物的踪迹,这是因为此时所有的生命都在海洋中。然而在大约5亿多年前,地球生物开始大量灭绝。造成该现象的原因有一个比较主流的假说:伽马射电暴。距离地球6000万光年外有一颗恒星爆炸了形成了一个超新星,而在此时它的两极发生了巨大的能量束也就是伽马射电暴,不幸的是它刚好击中了地球。伽马射电暴一共持续了10秒钟,但在这10秒中产生的能量包含了10个太阳的能量,使得地球大气分子发生变性,其中有30%的臭氧层被伽马射电暴带走,导致大量的太阳紫外线能够直接到达地球表面。而在奥陶纪时期,大量的生物生活在浅海,紫外线能够直接穿越大气与海水照射到这里,使得大量对环境敏感的浮游生物死亡。而浮游生物是海洋生物的基石,浮游生物的死亡也导致了海洋生物大量死亡甚至灭绝。泥盆纪生物大灭绝3.8亿年前,地球正处于泥盆纪晚期,在这个时期,地球上的海洋生物遭受重创;导致此次生物大灭绝的原因,可能是多次小行星撞击以及火山喷发综合作用的结果。在泥盆纪晚期,植物已经走向陆地,不过当时还没有出现食草动物,所以此时植物几乎处于没有任何天敌的状态,只要环境条件合适,它们就能够大量生长。而植物的生长又导致地球上的碳-氧循环遭受破坏,由于没有足够的生物消耗氧气,导致地球上的氧气含量不断上升,二氧化碳含量不断下降,最终导致地球温度下降,许多无法适应寒冷的生物因此而灭绝。除此之外,地球在这个时期还遭受了多次的小行星撞击事件,虽然这些小行星撞击事件没有像6500万年前一样威力巨大,但这个时期经历的次数多,而每一次都引起少量生物灭绝,但合在一起就引起了地球生物大灭绝。二叠纪生物大灭绝大约在2.5亿年前,地球迎来了历史上最大规模的一次生物大灭绝,超过95%的生物物种在这个时期灭绝消失,而导致这次超大规模生物灭绝的原因,很可能是地幔柱喷发。我们知道,地球有一个炙热的地核,而地核之上又是熔融状态下的地幔层,地幔层的物质粘稠且具有流动性。而且,下地幔层的温度较高,而上地幔层的温度较低,上下温度不一致导致了地幔层内部会发生热对流事件。地幔层的物质在热对流作用下缓慢地流动,而这也导致地幔层上方的地壳发生移动,这就是地球板块运动的原因。在二叠纪晚期时,所有的陆地因为板块运动都挤压在了一起,形成了盘古超大陆。但与此同时,火山运动以及地震等灾害的发生,导致陆地再次分离。导致此次盘古超大陆分离的主要元凶就是:超级地幔柱的喷发。超级火山的爆发只是导致生物灭绝的前因,超级火山爆发之后引起的气候剧变才是导致生物灭绝的主要原因。由于当时地球上已经出现了植物,而且植物数量非常多,所以火山在爆发时,携带高热量的火山碎屑点燃了整片森林,使地球温度升高。而且,火山喷发时还会导致大量二氧化硫进入空气,当二氧化硫和空气中的水分结合时,就会形成酸雨,酸雨改变了地球土壤以及河流、海洋中的成分,使得大量生物灭绝。除此之外,火山灰还会进入空中遮挡太阳,使地球上长达几十年没有太阳的照射,而这也会导致生物大量灭绝。种种因素的累加,导致了大量生物灭绝,但仍旧有幸存的生物逃过了大灭绝,继续演化。三叠纪生物大灭绝大约在2亿年前,地球又迎来了一次生物大灭绝三叠纪生物大灭绝,此次导致了76%的生物灭绝,但也因此把恐龙推向了地球霸主之位。我们知道,在二叠纪时期地球形成了超级盘古大陆,而盘古大陆的形成使得荒漠干旱地区增多,这使得更为保水的羊膜生物开始繁盛。其中就包括恐龙的祖先:蜥形纲和哺乳动物的祖先合弓纲。但由于卡尼期洪积事件,也就是在当时下了一场持续200万年的大雨,使得恐龙开始崛起。在三叠纪开始之前,恐龙化石只有5%,但三叠纪结束之后恐龙的化石达到了90%以上。然而其他生物就没那么幸运了,大约在2.35亿年前,在现如今美国和加拿大地区有一个地方叫做兰格利亚, 这里发生了一次火山喷发,史称:兰格利亚火山喷发。和其他火山喷发不同的是,这次火山陆陆续续喷发了500多万年,向地球喷发了大量的二氧化碳以及二氧化硫,而二氧化碳又导致当地温度升高,使得海洋中的甲烷被释放到大气层中。甲烷是一种比二氧化碳强劲20倍的温室气体,这也导致了当时地球全球温度上升了4-7摄氏度。正是因为这次高温事件,导致了卡尼期洪积事件的发生。但也导致地球海洋酸化以及火山灰阻碍太阳光线的进入,使得地球又重现二叠纪一般的生物大灭绝。白垩纪生物大灭绝地球第五次生物大灭绝就是我们最熟悉的恐龙大灭绝,在这次事件后龙族一蹶不振,而兽族开始繁盛了起来。导致恐龙大灭绝的原因目前比较主流的说法是小行星撞地球。在当时一颗直径超过10公里的小行星撞击了地球,引发地球火山爆发、地震、海啸等自然灾害。和二叠纪、三叠纪一样,火山爆发又会导致地球温度下降,海水酸化,以至于大量生物死亡。但仍有极少部分的生物逃脱了生物灭绝,并且在之后的日子再次繁盛了起来。经过了5次生物大灭绝之后,属于哺乳动物的时代,终于来临了。