作者：廖永巖 編輯：探礦者 1、新元古冰期的形成 因為O2達到現代大氣濃度的1/10時(shí)，所產(chǎn)生的O3濃度就幾乎完全屏蔽了有害的紫外輻射（Wayne, 2000）。到新元古宙（9-8.5億年前至寒武紀開(kāi)始的5.7億年前），O2含量達現在大氣含氧量的6%~10%，所以能允許真核單細胞藻類(lèi)在海洋表面（水深4.2 m至空氣）進(jìn)行強烈光合作用，旺盛地生長(cháng)繁殖，引起真核藻類(lèi)的繁盛。 新元古宙，大約有2-3個(gè)冰川期，這和新元古宙以前不一樣，冰川期與冰川期之間的間隔縮小。這主要是由于大量的真核細胞進(jìn)行強烈的光合作用，能在不太長(cháng)的時(shí)間里，使火山噴發(fā)和地震產(chǎn)生的CO2在較短的時(shí)間內又得以降低而造成的。由于O2濃度的升高，這種反復形成的冰川，引起的生存空間變化，使多細胞生物得以演化產(chǎn)生。 可能冰川形成和消融時(shí)形成的去氣作用，先弱后強，具有一定的階段性。至新元古宙最大一次冰川期時(shí)，由于綠色植物的生物量已足夠大，光合作用已足夠強，小規模冰川形成的火山噴發(fā)和地震等去氣作用，仍然沒(méi)有光合作用消耗CO2的能力強，所以，溫度繼續降低，冰川繼續增大，從而造成地球歷史上最大的一次冰川期。 如果光合作用太強，礦物有機碳沉積作用也太強，冰川作用造成的CO2的增加，永遠趕不上光合作用消耗CO2的作用，這將導致一個(gè)真正雪球的出現。但是，7-6億年前多細胞生物的出現，導致6-5.6億年前多細胞動(dòng)物的出現，也就是藻類(lèi)的天敵——植食動(dòng)物出現（郝守剛，2000）。由于這時(shí)尚沒(méi)有肉食動(dòng)物的出現，植食動(dòng)物沒(méi)有自已的天敵，植食動(dòng)物得以大發(fā)展。大量的植食動(dòng)物的繁盛，導致單細胞藻類(lèi)的急劇下降。由于單細胞藻類(lèi)的急劇下降，無(wú)法維持CO2的平衡，造成CO2的劇增，從而導致這次大冰川的結束。 2、奧陶紀冰期的形成 奧陶紀以前冰川作用引起的造山運動(dòng)，使地球上的陸地得以增加。由于有了大塊的（或較多的）陸地，也就有了淺海區域（大陸架）。這就為底棲多細胞藻類(lèi)的生存準備了條件。同時(shí)，單細胞藻類(lèi)的減少，也為多細胞藻類(lèi)的生存提供了生態(tài)空間。所以，新元古宙之后，紅藻等多細胞藻類(lèi)出現，并引起適應輻射（Taylor, 1992）。 攝食單細胞藻類(lèi)的動(dòng)物受藻類(lèi)大量減少的影響，動(dòng)物的生存競爭不斷加劇。為了釋放生存競爭的壓力，尋找生存空間，動(dòng)物就向各個(gè)所能找到的生態(tài)位擴散。經(jīng)過(guò)不斷的變異和演化，就演化出了很多適合不同生態(tài)環(huán)境的、形態(tài)和功能各異的生物。除了有植物食性的動(dòng)物，也演化出了肉食性的動(dòng)物。就出現了深海底、淺海底，淺海中，海表（因O2足夠多，臭氧遮擋絕大部分紫外線(xiàn)）等不同生態(tài)位的五花八門(mén)的生物。這也就是所謂的寒武紀生物大爆發(fā)。 由于出現了比較完善的生態(tài)系統，單細胞藻類(lèi)的數量得到一定的恢復。紅藻等多細胞藻類(lèi)能生存在較深的海域，躲避紫外線(xiàn)的傷害，繼續進(jìn)行光合作用。經(jīng)過(guò)2億多年的積累，大氣中的O2不斷升高，達現代大氣的10%以上，CO2逐漸減少。這時(shí)，各種大型底棲藻類(lèi)，尤其是巨藻等大型褐藻得以在淺海區大量繁盛起來(lái)，更加劇了CO2的減少（Taylor, 1992）。當CO2減少至不足以提供足夠的溫室效應時(shí)，表示又一次冰川的形成，也表示又一個(gè)冰期的到來(lái)。 因為這時(shí)的海洋生態(tài)系統已相當復雜和完善，奧陶紀冰期不可能有新元古宙時(shí)長(cháng)，規模也不會(huì )有新元古宙時(shí)大。 當然，奧陶紀冰期雖然較短和規模較小，但除由巨藻引發(fā)而形成外，它也可能由其它的底棲藻類(lèi)引發(fā)而形成，所以，奧陶紀冰期（在其前后不遠的時(shí)間段內），也有可能由幾個(gè)小冰期共同組成。 隨著(zhù)采食大型底棲藻類(lèi)的動(dòng)物——腹足類(lèi)和海膽類(lèi)等動(dòng)物的出現（何心一和徐桂榮，1993），這些動(dòng)物和大型底棲藻類(lèi)之間，建立了一種生態(tài)平衡，也就標志著(zhù)這一次的冰期的結束。 自從奧陶紀冰期以后，海洋里已沒(méi)有更高等的能引起冰川形成的植物出現，所以，海洋植物引起的冰川形成，造成冰期的時(shí)代，也就宣告結束了。 那么，石炭、二疊紀冰期的又是怎么形成的呢？且聽(tīng)下回分解。 未完，待續。 下回預告：地球科學(xué)原理之39 石炭、二疊紀冰期的形成 參考文獻： 郝守剛，馬學(xué)平，董熙平，齊文同，張昀. 生命的起源與演化——地球歷史中的生命. 北京：高等教育出版社, 2000, 1-242 何心一，徐桂榮. 古生物學(xué)教程. 北京：地質(zhì)出版社,1993（第二版）, 89-174 Taylor T. N.著(zhù)，梅美棠，杜賢銘，李中明譯. 化石植物生物學(xué)導論. 北京：科學(xué)出版社, 1992, 20-418 Wayne R P. Chemistry of Atmospheres(third edition). Oxford University Press. 2000. （注：本“地球科學(xué)原理”系列，是根據廖永巖著(zhù)，海洋出版社（2007年5月）出版的《地球科學(xué)原理》一書(shū)改編而來(lái)，轉載者請署明出處，請不要用于商業(yè)用途） |
聯(lián)系客服
