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說到地球的歷史，可能會讓人感到困惑又著迷。之所以感到困惑，是因為地球的歷史太久遠了(46億年)，人類文明與之相比較，只是瞬息之間。但地球在漫長的46億年里，過得并不乏味，經(jīng)歷了大陸的聚合與分離、生物物種的大爆發(fā)與滅絕等一系列重大事件，去探尋這些事件的起因、過程及結(jié)果，又是令人著迷甚至回味無窮的。
今天我們就一起回望地球歷史上發(fā)生過的那些重大自然事件。
一、合久必分，分久必合的大陸板塊
給你一張撕碎的報紙，我相信你總能根據(jù)報紙邊緣的文字、每一個碎片的輪廓把它復(fù)原拼接起來。
當(dāng)你面對世界地圖的時候，你可曾有過一刻的沖動，把無際的藍色大洋上點綴的一片片陸地拼接成無縫銜接的整體呢?
在人類史上還真有這么一位，懷著天馬行空的想法，乾坤大挪移般地把地圖上的各個大陸“撕扯”下來拼接在一起，他就是大名鼎鼎的阿爾弗雷格·魏格納，大陸漂移說的創(chuàng)始人。
經(jīng)過魏格納及后來的地質(zhì)學(xué)家們一步步的論證研究，最終形成了現(xiàn)在的板塊構(gòu)造理論
，即地球表面覆蓋著不變形且堅固的板塊(巖石圈)，這些板塊在以每年1厘米到10厘米的速度在移動。
隨著板塊的移動和演化，地球上的大陸在歷史上分分合合，即聯(lián)合古陸的旋回。
隨著大陸的不斷聚合就出現(xiàn)了超級大陸(聯(lián)合古陸)，
在地質(zhì)歷史中曾經(jīng)出現(xiàn)過5次聯(lián)合古陸，分別在約2500Ma1、約1900Ma、約1400Ma、約850Ma、約250Ma形成。
注1：Ma為年代單位，表示100萬年
巖石圈演化圖(356 Ma-未來150 Ma，Scotese, 1997)
250Ma左右形成的聯(lián)合古陸是距離我們最近的一次，空間分布上，聯(lián)合古陸呈典型的經(jīng)向半球形分布，今天我們所看到的海陸分布格局就是在此基礎(chǔ)上裂解、漂移形成的。
大量的地球科學(xué)資料表明，與此次古陸形成相伴發(fā)生的其他重大歷史事件有：陸地面積大量增加、淺海面積急劇減少、氣候變冷、海平面下降、缺氧沉積、火山的大爆發(fā)、淺海生物大滅絕等等
。
所以說，板塊移動是地球上一系列重大事件發(fā)生的一個重要因素。
二、生物集群滅絕事件
在太陽系、乃至銀河系，地球都因其擁有種類繁多的生命體而與眾不同。
在地球漫長的歷史中，生命始終存在嗎?
法國科學(xué)家里夫通過形象的描述給予了我們答案。
把地球的46億年的時間壓縮成一天，那么：
一天的前6個小時，地球上一片死寂;
在凌晨6點的時候，最低級的藻類才開始在海洋中出現(xiàn)，他們持續(xù)了相當(dāng)漫長的時間;
直到20時，軟體動物才開始在海洋中、湖泊沼澤中開始活動;
23時30分，恐龍出現(xiàn)，但登場僅僅10分鐘便匆匆下臺;
在這一天最后20分鐘，哺乳動物才出現(xiàn)，并開始分化;
23時50分，我們的祖先才緩緩登場;
最后2分鐘里，它們的大腦擴張，成為了人類。在里夫的描繪里，地球如同一個舞臺，有人登場，就有人下臺。
科學(xué)家把不同時期生物的下臺稱之為“滅絕”。地史時期，若多門類生物近乎同時滅絕，這種滅絕稱之為集群滅絕。
其主要特征是：在較短的時間內(nèi)或在同一時間內(nèi)主要生物類別或大量生物突然消失，生物分異度和生物量驟然降低。
據(jù)統(tǒng)計，在地球歷史上，生物集群滅絕事件有15次之多，重大集群滅絕事件有5次。
海生動物主要滅絕事件及分異度變化(據(jù)Raup and Seokoski,1982)
第一次大滅絕事件：
4.50億年前至4.40億年前，約3千米厚的冰層覆蓋了非洲北部和中部地球，以及南美洲的部分地區(qū)，這導(dǎo)致洋流和大氣環(huán)流變冷，整個地球進入大冰期，85%的物種滅絕，約27%的科與57%的屬滅絕。
從滅絕數(shù)量上看，在五次大滅絕事件中排名第三位。
第二次大滅絕事件：
到3.75億年前至3.6億年前，氣候再次冰冷，海洋生物再次面臨巨創(chuàng)，而陸地生物收到影響較小。約82%的海洋物種滅絕，當(dāng)時淺海的珊瑚幾乎全部滅絕，深海珊瑚也部分滅絕，此次事件在五次大滅絕事件中排名第五位。
第三次大滅絕事件：
2.51億年(251Ma)，海平面下降，生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴重破壞，地球爆發(fā)了又一次物種大滅絕，這也是地球歷史上最嚴重的大滅絕事件，總共約57%的科、83%的屬，大約96%的海洋生物和70%的陸地生物滅絕。
此次徹底滅絕的動物包括：三葉蟲、海蝎、重要珊瑚類群、陸棲單弓類群動物和許多爬行類群。
第四次大滅絕事件：
2.0億年前，除魚龍外所有的海生爬行動物滅絕，一半海洋物種消失。陸地所有迷龍和大多數(shù)合弓類動物消失。槽齒目動物滅絕了，幸存的植物有針葉類和蘇鐵。也正是這次滅絕事件，給恐龍?zhí)峁┝藦V闊的生存空間，使得恐龍成為接下來一段時間地球的霸主。
這次滅絕事件歷史很短，不足一萬年的時間，其滅絕原因至今未確定。
火山噴發(fā)、流星撞擊、極寒天氣都有可能是兇手。
第五次大滅絕事件：
6500萬年(65Ma)，地球爆發(fā)了第五次大滅絕事件，恐龍滅絕就發(fā)生在這一段時間。大氣層中微粒遮辟了陽光，依賴光合作用的植物減少，草食性恐龍受到巨創(chuàng)，肉食恐龍也因缺乏食物而滅亡。
顆石藻與軟體動物遭受嚴重打擊。雜食性、食蟲性、以及食腐動物在幸存下來，如鱷魚和哺乳動物，河流生物群落也得以保存。
此次滅絕事件，最終導(dǎo)致約17%的科、50%的屬、75%的物種滅絕，此次滅絕事件的規(guī)模在五次大滅絕事件中排名第二。
我們?nèi)祟愐娮C第六次重大集群滅絕事件嗎?
據(jù)《科學(xué)》雜志最新發(fā)表的一項研究，一個國際科學(xué)家團隊警告稱，動物的滅亡和減少正是地球第六次生物大滅絕的前奏。從1500年開始，超過320個陸棲脊椎動物物種接連滅絕。剩余物種也表現(xiàn)出了平均25%的衰退，這種現(xiàn)狀在無脊椎動物中也極其相似。
雖然之前的大滅絕是由地球的自然變化或者災(zāi)難性的小行星撞擊導(dǎo)致的，但是如今生物的滅絕與人類行為非常相關(guān)。
所以我們在這里呼吁：保護動物，保護與我們一同生活在地球上的朋友!
三、讓你找不著北的地球磁極
驢友外出旅行的時候，一定會隨身攜帶一個指南針，當(dāng)置身大山深處無法辨別方向的時候，就會求助于它。指南針是借助地球磁極來校準的，而如今的地球恰好磁北極與地理北極近乎一致，因此指南針可以幫助我們辨別南北。
我們都知道，地球有南北極磁場，很多人以為它們是固定不變的。然而科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，地球磁場的磁極并不是一成不變的，在過去的千萬年中已經(jīng)發(fā)生了好幾次翻轉(zhuǎn)。
即地磁的北極變成地磁的南極，而地磁的南極變成了地磁的北極，這就是所謂的“磁極倒轉(zhuǎn)”
地球磁場的這種磁極變化，在地球的歷史中一直存在。如果把地球的歷史縮短成1天，在這期間，你會發(fā)現(xiàn)手上的指南針像瘋了似的亂轉(zhuǎn)，一會兒指南，一會兒指北。但磁極的倒轉(zhuǎn)在地質(zhì)時期的尺度上是還是緩慢的，常常以千年、萬年為周期。
上圖(引自NASA)為超級計算機中的地球磁場模型，左側(cè)為通常所見具有兩個磁極的地磁場，這是兩次倒轉(zhuǎn)之間漫長年代的典型形態(tài);右側(cè)為短時間(相對而言)內(nèi)處于磁極倒轉(zhuǎn)過程中地磁場發(fā)生了劇烈變化的復(fù)雜形態(tài)。
我們是如何知道磁極是變化的?
各個地質(zhì)時代的巖石常都有一定的磁性，這些巖石便能記錄下來它們生成時期的磁極方向。下圖是地質(zhì)記錄，提示了過去1.6億年間地球磁場方向的變化，黑色代表磁場與目前一致，白色代表磁場與目前相反，從圖中可以看出，地球磁極的反轉(zhuǎn)并無固定周期可言。
為什么會出現(xiàn)磁極變化呢?地球磁場反復(fù)變化有什么規(guī)律嗎?
科學(xué)家們對此也沒有得出統(tǒng)一的觀點。大部分科學(xué)家認為，當(dāng)?shù)厍騼?nèi)部液態(tài)鐵質(zhì)流圍繞著地核中心流轉(zhuǎn)時，如果突然發(fā)生變化，其流動方向倒轉(zhuǎn)，就會引發(fā)磁極倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
四、冰河時代
對于全球變冷事件相信大家不會陌生，隨著電影《后天》《冰河時代》等一系列電影的熱映，我們見識到了全球氣候變冷的壯闊場景和大自然的強大力量。這里要告訴大家的，冰河時代真的在地球上出現(xiàn)過，還不止一次。
地史上出現(xiàn)過三次著名的全球性跨區(qū)域的氣候變冷事件
，公認的有前寒武紀晚期大冰期(約500 Ma)、石炭紀-二疊紀大冰期(350～250 Ma)和第四紀大冰期(約10 Ma)。
冰期時期最重要的標志是全球性大幅度氣溫變冷，在中、高緯(包括寒冷的冰期極地)及高山區(qū)廣泛形成大面積的冰蓋和山岳冰川。由于水分由海洋向冰蓋區(qū)轉(zhuǎn)移，大陸冰蓋不斷擴大增厚，引起海平面大幅度下降。所以，冰期盛行時的氣候表現(xiàn)為干冷。冰蓋的存在和海陸形勢變化，氣候帶也相應(yīng)移動，大氣環(huán)流和洋流都發(fā)生變化，這均直接影響動植物生長、演化和分布。
關(guān)于氣候變遷的原因或冰期的成因問題，在科學(xué)界至今還是一個“謎”。
目前，科學(xué)家們提出了冰期成因的七種假說：
1.由太陽系在宇宙間所處的位置變化引起。
當(dāng)太陽系隨同銀河系的自轉(zhuǎn)通過宇宙間寒冷區(qū)域時，或轉(zhuǎn)到宇宙塵微粒子稠密區(qū)域時，部分太陽輻射被宇宙塵埃吸收，地球得到的太陽輻射減少，溫暖降低，地球出現(xiàn)冰期。
2.地球公轉(zhuǎn)軌道的偏心率每93000年就會發(fā)生一次變化，造成地日距離加大，或地球受木星的吸引，地球公轉(zhuǎn)軌道變圓(大約每10萬年一次)，地日距離變遠，地球溫暖降低，形成冰期。
3.地球轉(zhuǎn)速的變更，造成地殼運動，兩極大氣的變化，如地球轉(zhuǎn)速加快時，兩極寒冷的大氣涌向赤道，氣候變冷。
4.強烈的地殼運動，使火山活動頻繁，火山噴發(fā)出大量碎屑，遮天蔽日，減弱了太陽輻射熱。強烈的地殼運動還會造成大陸上升，大量新巖石暴露于空氣中，巖石風(fēng)化使大氣中保護地球熱量不致散發(fā)的二氧化碳含量降低，造成氣溫下降、冰川活動，產(chǎn)生冰期。
5.大陸飄移使各大陸相對兩極的位置在不同時期發(fā)生不同的變化。在移近兩極時氣候寒冷，出現(xiàn)冰期，如石炭——二疊紀冰期，非洲、澳洲、南美洲、南極洲以及印度原是一個完整的古大陸，而非洲就是當(dāng)時的南極，北極在太平洋中。所以那時南半球的古大陸都有冰川行動。
6.地球南北磁極互相倒轉(zhuǎn)的過渡時期，地磁場相當(dāng)微弱，大氣層中彌漫著帶電子粒子和宇宙塵，陽光被遮擋，氣溫下降，雨和雪斷斷續(xù)續(xù)，一下就是數(shù)百年，冰期到來。
7.寒冷的北冰洋的海水通過海峽與溫暖的太平洋、大西洋交流時，潮濕的氣候使北冰洋上空大雪彌漫，結(jié)成冰蓋，將大部分的太陽輻射反射掉，致使氣候變寒，冰期出現(xiàn)。
到底哪種假說更切合實際?是否還有什么其他原因?下一次大冰期何時將至?都有待人類繼續(xù)探討。
五、缺氧事件
眾所周知，氧氣是給予生命、維持生命的重要要素，可想而知在生物繁盛的地球，氧氣量驟降會造成怎樣的災(zāi)難。
地史中，大規(guī)模的缺氧事件沉積主要發(fā)育寒武紀初期(約500Ma)、奧陶紀-志留紀之交(約440Ma)、晚泥盆世(約360Ma)、晚石炭世-早二疊世(約300Ma)、二疊紀-三疊紀之交(約250Ma)和三疊紀-侏羅紀之交(約200Ma)。
除寒武紀初期和晚石炭世-早二疊世的缺氧事件外，其他四次分別與上述的四次生物集群滅絕的時間大體吻合。
造成海洋缺氧，可能是受氣候條件、大洋環(huán)流、海面升降和大陸位置等多種因素的共同影響。例如，有人認為，氣候溫暖時期，大洋經(jīng)向溫差變小，世界洋流停滯，形成滯水期，使得大洋缺氧層增厚。大陸缺氧的最直接因素可能就是二氧化碳濃度的升高。
過去40萬年，二氧化碳在大氣中的濃度約為180至280ppm(表示每百萬個空氣分子中二氧化碳分子的數(shù)量)，但從工業(yè)革命后，二氧化碳濃度不斷上升，到2004年已達到前所未有的379ppm。這個濃度已經(jīng)是侏羅紀時期發(fā)生嚴重溫室效應(yīng)時二氧化碳濃度的四分之一。
專家表示，人類如果再任由二氧化碳的濃度如此增長下去，100年以后，或者是更短的時間內(nèi)，很可能發(fā)生像侏羅紀時期同樣程度的溫室效應(yīng)。屆時，兩極冰蓋融化，陸地減少，氣溫大幅上升，大量生物滅絕。安東尼·科恩說，“雖然這種情形是極端的氣候事件，但并不排除其發(fā)生的可能性。問題的關(guān)鍵在于我們?nèi)祟悓刂贫趸寂欧诺牧Χ取！?/p>
六、天外來客
地球的成長歷程并不是一帆風(fēng)順的，除了自身的板塊活動、巖漿活動、缺氧時間、全球變冷等等，還時不時受到外界的影響——小行星的撞擊。按照科學(xué)家公布的模型，早期的地球看上去就好像射擊場的靶子，在40億-45億年之前，地球的表面曾經(jīng)反復(fù)受到來自小行星的撞擊。
在過去三十年里，科學(xué)家們一直爭辯著究竟是何種因素導(dǎo)致6500萬年前恐龍滅絕，氣候變化、火山活躍或者是一顆小行星碰撞。
研究人員現(xiàn)已證實恐龍滅絕與10公里長小行星碰撞地球是同一時間，最新災(zāi)難預(yù)測模型表明小行星碰撞將發(fā)送汽化巖石微粒進入地球大氣層，使天空變成紅色，溫度高達1500攝氏度。
環(huán)境科學(xué)研究合作協(xié)會(CIRES)研究員道格拉斯·羅伯森說：“很可能紅外線熱量相當(dāng)于整個地球范圍內(nèi)每6.4公里半徑內(nèi)爆炸1兆噸氫彈，相當(dāng)于80顆原子彈的爆炸力。”
我們所生活的地球，在漫長的發(fā)展演化中經(jīng)歷過眾多的重大事件，正是因為經(jīng)受住了板塊移動、火山噴發(fā)、全球變冷、生物滅絕、小行星撞擊，如今的地球才會展現(xiàn)出壯麗的河山、多彩的生命，所以我們不必為曾經(jīng)地球的多災(zāi)多難而扼腕嘆息，但是我們一定要時刻警醒自己，不要因為人類自己的發(fā)展而給地球帶來下一個災(zāi)難。