對史前化石的統計發(fā)現，在長(cháng)達5億多年的顯生宙里，平均每百萬(wàn)年有2至4個(gè)科級的生物消亡，這是屬于正常的進(jìn)化時(shí)期。但在5個(gè)短暫時(shí)期，即奧陶紀末(約4.4億年前)、晚泥盆世(約3.75億年前)、二疊紀末(約2.5億年前)、晚三疊世(約2.08億年前)和白堊紀末(6500萬(wàn)年前)，每百萬(wàn)年的滅絕率高達10～20個(gè)科。當時(shí)，全球廣泛的生物滅絕現象涉及大多數門(mén)類(lèi)和生態(tài)環(huán)境(包括陸地、海洋)，滅絕速率和滅絕量遠遠高于正常值，這就是生物的集群滅絕，或稱(chēng)生物大滅絕。中生代白堊紀末的那次大滅絕事件最引人關(guān)注，因為稱(chēng)霸一時(shí)的恐龍就在那個(gè)時(shí)期徹底滅絕了。但規模最大、影響最深遠的大滅絕則是發(fā)生在二疊紀末的那次。
奧陶紀末大滅絕
奧陶紀末大滅絕
奧陶紀末大滅絕由前、后兩幕組成，其間相隔約50萬(wàn)～100萬(wàn)年。第一幕是生活在溫暖淺?；蜉^深海域的許多生物都滅絕了，滅絕的屬占當時(shí)屬總數的60%～70%，滅絕種數更高達80%。第二幕是那些在第一幕滅絕事件中幸存的較冷水域的生物又遭滅頂之災?？茖W(xué)家認為氣候變化及其相關(guān)事件是造成這兩幕生物滅絕的主要原因。當時(shí)在南半球(岡瓦納大陸及其邊緣)發(fā)育著(zhù)廣闊的大陸冰蓋，當冰蓋形成并達到最高峰時(shí)，全球大氣和海水溫度大幅度急劇下降，處于高緯度海域的淺、冷、高密度海水向下及向赤道方向遷移，從而產(chǎn)生了富氧和富營(yíng)養的冷深水流，海洋環(huán)境發(fā)生了強烈變化，大洋水體發(fā)生翻轉。冰蓋形成還使全球海平面大幅度下降約50～100米。同時(shí)，海水的碳、氧穩定也發(fā)生顯著(zhù)游移，水圈和大氣圈中二氧化碳含量降低，引起強烈的冰室效應，使大陸冰川繼續擴大，這些事件的綜合效應導致許多生活于溫暖水域的生物滅絕。在50萬(wàn)～100萬(wàn)年的冰期內，深海里幾乎沒(méi)有多少生物，它們主要生存于涼(冷)水域的淺海海底，繁盛的是與少量筆石、三葉蟲(chóng)相伴生存的赫南特貝腕足動(dòng)物群。隨著(zhù)大陸冰川的快速消融，大氣和海水溫度迅速回升，海平面也很快回升，全球規模的海侵和缺氧事件發(fā)生了，海中有毒水體隨上升洋流侵漫到陸表海域，那些涼(冷)水域中的動(dòng)物幾乎無(wú)處藏身，只有少量屬種僥幸逃脫，幸存至志留紀，成為嶄新生物群繁衍的主力軍。
奧陶紀末大滅絕后消亡的典型海洋無(wú)脊椎動(dòng)物 赫南特貝、正常筆石、小達爾曼三葉蟲(chóng)等動(dòng)物在奧陶紀海洋中十分繁盛，均在奧陶紀末大滅絕后消亡。
晚泥盆世大滅絕
晚泥盆世大滅絕
在晚泥盆世大滅絕事件中，滅絕的科占當時(shí)科總數的30%，滅絕的海生動(dòng)物達70多科，其滅絕情況可能比陸生生物更為嚴重。這次滅絕事件的時(shí)間范圍較寬，規模較大，受影響的門(mén)類(lèi)也多。當時(shí)淺海的珊瑚幾乎全部滅絕，深海珊瑚也部分滅絕，層孔蟲(chóng)幾乎全部消失，竹節石全部滅亡，浮游植物的滅絕率也達90%以上，腕足動(dòng)物中有三大類(lèi)滅絕。此次大滅絕中受影響最大的是那些生活在暖水中的物種，因此很多科學(xué)家認為造成這次大滅絕事件的原因，是一次與奧陶紀末相似的全球變冷事件。根據這一理論，晚泥盆世的大滅絕是由岡瓦納大陸的另一次冰川作用引發(fā)的，巴西北部這一時(shí)期的沉積物中有證據支持這一假設。此期間的彗星撞擊事件曾被認為可能是這次大滅絕的誘因。
泥盆紀繁盛的海洋動(dòng)物 腕足動(dòng)物無(wú)洞貝、3種層孔蟲(chóng)和菊石等動(dòng)物繁盛在泥盆紀海洋中，均在泥盆紀晚期大滅絕后消亡。
二疊紀末大滅絕
二疊紀末大滅絕
二疊紀末大滅絕是規模最大的一次生物滅絕事件，海洋中的種級生物滅絕量高達96%以上，滅絕科數占當時(shí)動(dòng)物科總數的50%左右，兩棲類(lèi)75%的科和爬行類(lèi)80%的科都滅絕了。受到影響的有許多古生代繁盛的重要生物門(mén)類(lèi)，如皺紋珊瑚、床板珊瑚、三葉蟲(chóng)、等，均遭全軍覆沒(méi);曾長(cháng)期統治淺海底域的腕足動(dòng)物，如長(cháng)身貝目、戟貝亞目、正形貝目全部消亡，連深水海域里的放射蟲(chóng)等也慘遭重創(chuàng )。陸生植物的厄運不亞于海洋生物，不同氣候帶的特征植物群消亡;陸生四足動(dòng)物和兩棲動(dòng)物也滅絕大半。一些研究證明，這次大滅絕事件與全球海洋發(fā)生廣泛的缺氧事件和大規模的海侵事件相關(guān)連，但這可能僅是海洋生物滅絕的一個(gè)起因。全球規模的火山噴發(fā)引起大范圍的氣候變化也是大滅絕的因素之一。曾經(jīng)提出的天體撞擊說(shuō)一度被否定，但現在看來(lái)，當時(shí)發(fā)生滅絕的時(shí)限很短，不能排除隕石碰撞地球的可能性。
二疊紀末大滅絕后消亡的海洋無(wú)脊椎動(dòng)物。一些腕足動(dòng)物的特化類(lèi)型繁盛于二疊紀最晚期的淺海中，二疊紀末大滅絕后都未能幸存。
三疊紀末大滅絕雖然三疊紀末大滅絕造成的影響相對輕微，是5次大滅絕中最弱的，但1/3的科是在此時(shí)期滅絕的。其中海洋生物有20%的科滅絕，陸地上大多數非恐龍類(lèi)的古蜥目、獸孔目爬行動(dòng)物和一些大型兩棲動(dòng)物都滅絕了。
這次大滅絕事件發(fā)生在一個(gè)氣候長(cháng)期變化、海平面快速波動(dòng)，并伴有發(fā)生地內外災難的背景下。晚三疊世聯(lián)合古陸上許多地區出現的干旱，無(wú)疑在這次大滅絕中扮演了重要的角色，但滅絕的突然性表明干旱并非造成滅絕的直接原因。一次快速而大幅度的海退-海進(jìn)旋回可能會(huì )造成海洋生物的大滅絕，海平面下降導致生境縮小，緊接著(zhù)快速上升又導致海洋缺氧，但這個(gè)假說(shuō)無(wú)法解釋近乎同時(shí)發(fā)生的陸生生物的滅絕。有人曾用流星撞擊地球來(lái)解釋這場(chǎng)災難，但對流星撞擊所留下的隕石坑測年發(fā)現，其時(shí)間遠在三疊紀-侏羅紀之前。還有人認為是中大西洋的玄武巖漿大規模噴發(fā)造成這一結果，廣泛的火山噴發(fā)釋放出大量氣體，致使大氣中二氧化碳含量迅速增加，導致全球變暖。但對古土壤的研究表明，當時(shí)二氧化碳的增加量被高估了，與火山活動(dòng)有關(guān)的原因仍待進(jìn)一步研究。
白堊紀末大滅絕白堊紀末大滅絕標志著(zhù)中生代的結束。稱(chēng)霸一時(shí)的恐龍以及菊石、雙殼類(lèi)中的固著(zhù)蛤類(lèi)和疊瓦蛤類(lèi)完全滅絕了，中生代相當繁盛的六射珊瑚、大型底棲有孔蟲(chóng)和超微浮游生物也受到很大摧殘。這次大滅絕事件沖擊了海洋和陸地的生態(tài)系統，現代最重要的成礁生物六射珊瑚，從114屬降至43屬，滅絕率達62%。這次事件滅絕的科達科總數的26%左右，滅絕的屬超過(guò)半數，滅絕的種則達75%左右，超微浮游生物從100多種降至4種。因此，白堊紀末是典型的生物大滅絕時(shí)期。
侏羅紀、白堊紀稱(chēng)霸一時(shí)的恐龍,在白堊紀末的大滅絕中全部消亡。白堊紀末大滅絕事件的特點(diǎn)是滅絕的突發(fā)性，因此很多科學(xué)家認為是外星體撞擊地球的結果。由于在許多地區白堊紀末的海相或陸相黏土層剖面中，均發(fā)現異常量的銥和顆粒狀沖擊石英，從而提出了碰撞假說(shuō)，撞擊釋放的泥沙碎屑擋住了陽(yáng)光，致使光合作用停止，食物網(wǎng)接近崩潰，從而導致全球的生物大滅絕。
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