地球演化史之志留纪漫长的复苏,成就石炭纪参天森林的大变革前奏曲

自从多细胞生命出现以来,志留纪或许是最没存在感的一个地质纪元了。它既没有寒武纪的生命大爆发、奥陶纪伽马射线暴辐射带来的惨烈灭绝,也缺少后续泥盆纪和石炭纪各种吸引眼球的巨型生物,而且2500万年的持续时间也是古生代最短的(寒武纪5600万年;奥陶纪4100万年;泥盆纪6000万年;石炭纪6000万年;二叠纪4700万年)。但就在这看似平淡而“短暂”的时光里,地球和经历了奥陶纪大灭绝残存下来生命正在悄悄的复苏,准备着一场成就石炭纪参天森林的大变革。

地球地质年代表(全面版)

劫后余生的地球海洋生物

4.38亿年前,奥陶纪末期的物种大灭绝以带走85%的海洋生物物种结束,只留下几近崩溃的生态系统和少量苦苦求生的幸存者,萧索空旷的地球就这样步履蹒跚地走进了名为志留纪(Silurian)的地质时代。

志留纪的海洋生物终于恢复元气

在整个志留纪地球都在努力恢复被重创的生态系统,终于在志留纪末期,历经长达2500万年的漫长复苏,海洋生物的种类和数量(主要依据是科和属的数量)追平了奥陶纪的最高水平。

笔石类动物,集群生活,分泌蛋白质的外壳,像树木枝杈一样互相连在一起

浅海海底的松软沙土中,大片的底栖生物尽情生长,作为底栖生物的主体,腕足生物种群是在奥陶纪大灭绝结束后迅速恢复和发展的,其代表如五房贝,像牡蛎一样一簇簇地生长在一起;还有恢复元气的珊瑚、海百合、笔石类,他们像一丛丛的“铁链”(链珊瑚)和“树枝”(即笔石给自己建造的房子)固结在海底。

链珊瑚—志留纪特有的一类珊瑚,每个珊瑚虫给自己造出圆筒状的“管子”,聚集一起连成铁链

在这些海底居民的头顶,一大群白色的水母如浮云般缓缓游过,三叶虫和甲壳类动物也在海洋中游曳,扮演着初级消费者的角色。

板足鲎—凶恶的外表下隐藏着一颗食腐的心

不过元气大伤的三叶虫和奥陶纪海洋霸主的直壳鹦鹉螺再也没能恢复往昔的繁盛,不得不把越来越多的生态位让给日趋兴盛的甲壳属节肢类动物,其中的代表就是如同蝎子和螃蟹混合体的板足鲎,它其实是鲎的远亲。凭借船桨一样的巨大附肢,它不光能在海底爬行,还能在水中游泳,是毫无疑问的志留纪新一代海洋霸主。当然板足鲎的荣耀也成就了节肢动物第一次也是唯一一次登上地球生态系统的顶峰。

志留纪代表有颌鱼类—胴甲鱼

志留纪的海洋生态系统看似以奥陶纪演化生物群为主体,但进化的力量已经在悄然改变了这个世界。进入志留纪中期,陆生维管植物和有颌鱼类这两类划时代的生命类型出现,奏响了大变革时代的前奏曲。在奥陶纪时期,它们都位于生态系统的绝对边缘,是否存在对整个地球生态系统几乎没有任何影响。但长达百万年的奥陶纪生态灾难中,无数种类更多,分布更广,更加强大有力的物种灭绝了,奇迹般地幸存下来它们摸索出异常强大的生存武器。

第一个登上陆地的植物—陆生维管植物

陆生维管植物演化出支撑躯体和输送养料的维管系统,吹响了进军陆地的号角,作为陆生高等植物的先驱,低等维管束植物如裸蕨类和石松类,开始出现并逐渐占领陆地。而饱受头足类直壳鹦鹉螺和节肢动物板足鲎“欺负”的脊椎动物第一次拥有了可以自由咬合的上下颌骨,开始了逆袭之路,这是脊椎动物演化上的重大事件,鱼类在志留纪末期开始征服水域,为泥盆纪鱼类大发展创造了条件。志留纪时期成就的这两项演化,塑造了之后4亿年的地球景观和演化历程。

地壳发展转折期的志留纪古地理

古生代第二纪—奥陶纪时期地球陆块分布图

随着奥陶纪冰期结束,冈瓦纳大陆所处的南极冰盖迅速消融,在志留纪早期形成海侵广泛,中期海侵达到顶峰,晚期各地有不同程度的海退和陆地上升,表现了一个巨大的海侵旋回。志留纪晚期,地壳运动强烈。介于劳伦和波罗地两大板块之间的古大西洋(加里东海)闭合,形成加里东褶皱带,并且形成广泛的沉积红砂岩;在劳伦板块西南形成阿巴拉契亚山脉。

古生代第三纪—志留纪时期地球陆块分布图

志留纪的板块除了最大的冈瓦纳大陆还处于南极高纬度外,劳伦和波罗地合并后的欧美大陆处于赤道低纬度,西伯利亚和哈萨克地块位于北半球低纬度,而我国的华北和华南地块与现今的地理方位几乎转了180°,华南地块处于华北地块的北面,分属各半球低纬度。志留纪地壳活跃,各板块间的碰撞导致地槽褶皱升起,古地理面貌巨变,大陆面积显著扩大,标志着地壳历史发展到了转折时期。

古生代第四纪—泥盆纪时期地球陆块分布图

地球演化史名片:

地质时期:显生宙-古生代-志留纪(第三纪)

起止时间:4.38亿年前 – 4.1亿年前

持续时间:2千5百万年

气候类型:奥陶纪冰期结束,南极冰盖迅速消融,海洋和大气环流减弱,纬度气候带分布不明显,除冈瓦纳大陆外,其他各板块大都处于干热或温暖的气候条件下

发生事件:海洋生态系统恢复,陆生维管植物出现,有颌鱼类出现

代表生物:海洋无脊椎动物门类,甲胄鱼类

代表化石:腕足动物,笔石,板足鲎,无颌类和有颌类

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