地球上正在发生第六次生物大灭绝

地球上正在发生第六次生物大灭绝

大约在46亿年前地球形成时,它只是一颗炽热而荒芜的行星,经过数亿年的冷却和圈层分异,才开始出现适合生命发生的大气圈、水圈和岩石圈。地球提供了仅有的能够维持已知生命进化的环境。大约38亿年前,最早的生命在地球上出现,它们是单细胞的原核生物——细菌和古菌。36亿年前,海洋中开始有了生命的活动。出现最原始的原核细胞生物——菌类和蓝绿藻 。32—29亿年前能起光合作用的藻类开始繁殖,开始消耗二氧化碳,产生出氧气大约到27亿年前,游离氧在海洋中出现。绿色植物的大量繁殖,更加快了大气和海洋环境的变化,使其有利于高等喜氧生物的发展。

恐龙化石

生物绝灭是某些生物类别在地质历史上消失的现象称为灭绝(extinction)。各地质时期都有生物灭绝事件发生,通常表现为属种灭绝,其灭率绝较低,这种现象称为背景灭绝(background extinction)或正常灭绝。但在地质历史的各个阶段又发生特别集中的灭绝事件,称为集群灭绝(mass extinction)。自寒武纪以来,重大集群灭绝有5次,分别发生在奥陶纪—志留纪之交、晚泥盆世弗拉斯期—法门期之交、二叠纪—三叠纪之交、三叠纪—侏罗纪之交和白垩纪—第三纪之交。

蒙古国中戈壁火焰崖恐龙化石遗址

绝灭是各种灾害共同影响的结果。科学家一直在研究绝灭的起因和规律,并提出了多种解释,比如陨星撞击、宇宙射线变强、火山喷发、气候变化、大气成分变化、海洋盐度变化、地磁变化等。这些观点虽然听起来各不相关,但大致可以分成两部分,也就是来自地球内(地内事件)和地球外(地外事件)的影响。

引起大绝灭的外因:生物与地球的不协调演化——环境恶化,包括火山爆发事件、海水进退事件、铱等元素异常与撞击事件、碳氧稳定同位素异常事件、稀土元素异常事件、缺氧事件等。

本文作者等在蒙古国中戈壁火焰崖恐龙化石遗址考察

蒙古国中戈壁火焰崖恐龙化石遗址

南非巴伯顿玛空瓦山脉(Barberton Makhonjwa Mountains)位于南非东北部,面积占巴伯顿绿岩带的40%,这里世界上最古老的地质构造之一。巴伯顿玛空瓦山脉代表了历史上保存最完好的火山岩和沉积岩的序列,其历史可追溯至36亿年至32.5亿年,当时第一块大陆开始在原始地球上形成。陨石撞击后形成的降落角砾岩(fallback breccias),这些角砾岩被认为是“大爆炸”(Great Bombardment)(4.6—3.8亿年前)之后的陨石撞击造成的。巴伯顿玛空瓦山脉是大陆地壳作用过程和早期生命生存环境的多样化信息库,展示出地球上最古老的地表岩石。

地层刨面

2014年4月,一项新的研究揭示出约32.6亿年前那次撞击事件的力量和规模。科学家认为那次小行星撞击形成了南非巴伯顿绿岩带地区的地质特征。科学家表示在该地区附近发现最大的小行星撞击事件证据。2019年5月,科学家在这一地区33亿年前的火山岩中发现地外有机物(extraterrestrial organic materials)。因此,这里也被称为“地球生命的发源地”。

南非的弗里德堡陨石坑(Vredefort Dome)可以追溯到20.23亿年前,是迄今为止地球上发现的最古老的陨石坑。它的半径为190千米,也是面积最大和撞击最深的陨石坑。陨石坑是行星、卫星、小行星或其他天体表面通过陨石撞击而形成的环形的凹坑。弗里德堡陨石坑证明了已知的世界上最大的能量释放事件,它具有毁灭性的全球影响,根据一些科学家的说法,包括重大的进化变化。它提供了地球地质历史的重要证据,对理解地球的演化至关重要。

最初人们一直将这个坑看作是古老的火山口,后来科学家经过研究发现,坑里面石头中的矿物质成分与火山岩不同,并且证实了它是地球之外的星体撞击地球后产生的。据研究,弗里德堡陨石坑的形成可能是一颗直径为10公里的彗星或者某个行星撞击形成的,能量相当于历史上所爆当量最大原子弹的10倍以上,撞击时的速度为每小时4万至25万公里之间。21亿年前的地球生命由微生物构成,因此没有造成类似物种灭绝的灾难。

地层层理

第一次生物大灭绝

时间:发生于奥陶纪末期,距今4.4亿年前。

规模:III级。

事件:导致大约85%的物种绝灭。第一次物种大灭绝又称奥陶纪大灭绝。4.4亿年前的奥陶纪末期约85%的物种灭亡,腕足和苔藓虫1/3的科消失了:牙形刺、三叶虫、笔石中的很多种类也灭绝了,造礁生物受到了沉重打击。总和有超过100个科在这次事件中消失。

第二次生物大灭绝

时间:3.7亿年前的泥盆纪末期。

规模:IV级。

事件:海洋生物遭受了灭顶之灾,主要是海生无脊椎动物。受影响最大的是造礁生物,如层孔虫、四射珊瑚、床板珊瑚等。腕足、三叶虫、牙形刺、疑源类、无颌类和盾皮鱼类同时也受到影响。

第三次生物大灭绝

时间:2.5亿年前的二叠纪末期。

规模:I级。

事件:导致超过96%的地球生物灭绝,这次大灭绝使得占领海洋近3亿年的从此衰败并消失,90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物灭绝。

二叠纪的植物化石

距今约2.5亿年前的二叠纪(Permian)末生物大灭绝,是地球生命历史中最具灾难性的生物灭绝事件,造成90%以上的海洋生物和约75%的陆地生物灭绝。这次绝灭事件其实相当复杂,因为其中至少包含两个跨度数百万年的灭绝时期。海洋生物受影响严重,而昆虫也经历了它们历史上唯一一次大灭绝。小行星撞击、火山喷发、大规模甲烷释放、氧含量降低、海平面变动等诸多原因综合在一起,导致了这次灭绝事件。近年来, 大量研究表明, 二叠纪末的生物大灭绝是一次全球范围的突发性灾变事件。

二叠纪的植物化石

第四次生物大灭绝

时间:1.95亿年前的三叠纪末期

规模:V级。

事件:发生了第四次生物大灭绝,爬行类动物遭遇重创,76%的物种,主要是海洋生物灭绝。

三叠纪(Triassic)是中生代的第一纪,位于二叠纪(Permian)和侏罗纪(Jurassic)之间,爬行动物和裸子植物崛起。

第五次生物大灭绝

时间:6500万年前的白垩纪末期。

规模:II级。

事件:三叠纪晚期以来长期统治地球的恐龙整体灭绝,80%的物种灭绝,包括恐龙、翼龙、鱼龙等海洋爬行动物,海洋中的菊石类也一同消失。

最著名的一次大灭绝事件发生在大约6500万年前,导致了恐龙的灭绝。这次大灭绝被称为白垩纪-第三纪(白垩纪-古近纪)灭绝事件,科学家认为,该事件是在一颗巨大的小行星撞击地球之后发生的,恐龙并不是这次事件的唯一受害者,当时地球上近50%的生命形式也遭到了灭顶之灾。白垩纪-第三纪灭绝事件, 是科和属一级的生物灭绝率最低的一次事件。

恐龙化石

据生物学家推测,只有16% 的海洋动物科和47% 的属灭绝。这次大绝灭造成了17%的科、50%的属和75%的物种绝灭。由于这次大灭绝导致恐龙灭绝和哺乳动物崛起,而广为人所熟知。虽然这次大灭绝是最有名的,但却不是最严重的。但由于白垩纪生物大灭绝标志着“恐龙时代”以及中生代的终结, 它成为公众心目中最著名的生物灭绝事件。在海洋里,除海龟以外的所有海洋爬行动物、菊石都消失了;在陆地上,恐龙全部灭绝了。上述动物的绝灭为哺乳动物的发展腾出了空间,地球历史由此进入哺乳动物时代。

原地埋藏的恐龙骨骼化石

这次灾难来自于地外空间和火山喷发,在白垩纪末期发生的一次或多次陨星雨造成了全球生态系统的崩溃。撞击使大量的气体和灰尘进入大气层,以至于阳光不能穿透,全球温度急剧下降,黑云遮蔽地球长达数年之久,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,大批的动物因饥饿而死,其中就包括陆地的霸主恐龙。

恐龙化石

尽管白垩纪-第三纪灭绝事件生物大灭绝(又称K-T灭绝事件)最广为人知,因为恐龙就是当时灭绝的,但在地球历史上发生过的一系列的生物大灭绝事件中,有的比K-T灭绝事件更具有毁灭性。所谓生物大灭绝,指的是一大批生物物种同时,或者在很短的时间内突然死亡、消失。最严重的一次大灭绝发生在二叠纪晚期,当时96%的生物消失了。这里历数的五次大灭绝事件,每次都毁灭了至少一半的物种,而在地球历史上,小规模的灭绝事件更是经常发生。

恐龙等生物化石

中生代—新生代之交或白垩纪—第三纪之交的生物大灭绝与宇宙事件(地外事件)有关。宇宙事件是陨击、慧击、超新星爆发及小行星撞击地球等事件的总称。灭绝是各种灾害共同影响的结果。科学家一直在研究灭绝的起因和规律,并提出了多种解释,比如陨星撞击、宇宙射线变强、火山喷发、气候变化、大气成分变化、海洋盐度变化、地磁变化等。这些观点虽然听起来各不相同,但大致可以分成两部分,也就是来自地球内和地球外的影响。

丹麦的斯泰温斯-克林特(Stevns Klint)是丹麦东部西兰岛上的一处陡峭的断崖,占地约50公顷,包括15千米长的海岸线和高达41米的含化石悬崖。提供了希克苏鲁伯陨石(Chicxulub meteorite)撞击地球的特殊证据,该陨石在大约6500万年前的白垩纪末期撞击地球。研究人员认为,这导致了有史以来最显著的物种大灭绝,导致地球上超过50%的生物绝灭。这个遗址保存着陨石撞击形成的火山灰云的记录——确切的地点位于墨西哥尤卡坦半岛海岸附近的海底。一个特殊的化石记录在这个地点是可见的,显示了动物群和微体动物群的完整演替,记录了生物大灭绝后的复苏过程。

这一崎岖不平的海岸保护区包括潮间带悬崖和相邻的已建隧道和废弃的采石场,出露白垩系和第三系。白垩系上白垩统沉积通常富含大型化石,代表着高度多样的海底动物群。在斯泰温斯-克林特出露的沉积岩中发现了450多种大型化石和数百种超微化石。陨石撞击对地球导致生物集群绝灭就发生在白垩系和第三系(Cretaceous/Tertiary)之间界限。边界清晰可见,白垩系软白垩岩与上覆坚硬的第三系石灰岩分开。

界限粘土层(boundary clay layer),通常厚达10厘米,但在悬崖北面的一个地方,其界限粘土层厚度可达30厘米左右。这一层铱元素的高异常清楚显示了这一时间段是处于白垩纪与第三纪的过渡期。界限粘土层中的微量元素铱的高含量与陨石撞击对地球有关。在这一边界,白垩纪有超过一半的物种灭绝,包括陆生恐龙和大型海洋生物爬行动物。这个特别的边界层很容易辨认出来。这场生物大灭绝发生在大约6500万年前。

斯泰温斯-克林特是陨石撞击地球的特殊例证,证明了陨石撞击对地球对生物的影响,为白垩纪末期的希克苏鲁伯陨石撞击提供了证据。现代科学家普遍认为,这种撞击导致了恐龙时代的终结,并导致地球上超过50%的生命灭绝。这是地球历史上最新的一次大灭绝。斯泰温斯-克林特在过去、现在和未来对科学的贡献方面具有非常重要的意义,特别是在白垩系和第三系界限的定义和解释方面。

地层层理

综上所述,6亿年前,多细胞生物在地球上诞生,迄今为止,物种大灭绝现象已经发生过5次。第一次发生在距今4.4亿年前的奥陶纪末期,大约有85%的物种灭绝。第二次发生在3.65亿年前的泥盆纪后期,海洋生物遭受重创,发生在距今2.5亿年前的第三次物种大绝灭是地球史上最严重的一次,有96%的地球物种灭绝了,第四次发生在1.85亿年前,80%的爬行动物灭绝了,第五次发生在6500万年前的白垩纪,统治地球达1.6亿年的恐龙灭绝了。

根据前5次的经验,科学家研究发现,每次物种灭绝都会造成整科、整目甚至整纲生物短时间内从地球上集群性消失。而现在,人类对自然的过度开采导致动植物生存环境被破坏,因此,物种正在以比过去快千倍的速度灭绝,人类正在面临第六次物种大灭绝。

在恐龙化石遗址考察

地球上正在发生的第六次生物大灭绝

历史上的传染病

历史上的传染病,包括黑死病(Black Death)、埃博拉病毒(Ebola virus)和重症急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome),也称传染性非典型肺炎(SARS)等对人类都构成的极大的威胁,尤其是目前正在发生的全球疫情——新冠肺炎(COVID-19)。

目前正在发生的全球疫情——新冠肺炎(COVID-19),据世界卫生组织2022年8月19日公布的最新数据显示,全球累计新冠确诊病例达591683619例;死亡病例达到6443306例。

人类的活动

第五次生物大灭绝之后,地球上唯一的智慧生命人数诞生了,而人类的诞生给地球带来了很多未知的变化。人类活动对地球生态的影响远远超过其他生物。尤其是数百年前进入科技时代之后,工业的快速发展更是加剧了生态的不断恶化。人类进入科技时代之后,虽然各方面都有了很大的进步,也成功飞出地球开始探索宇宙,但人类对地球的破坏也越来越大了。尤其是对地球大气层的破坏,人类滥砍滥伐,汽车、飞机和化工厂每天都会排出各种各样的废气,导致大气层里面的温室气体越来越多。人类的活动对于地球所带来的变化是比较大的,随着人口的膨胀和人类社会的发展,地球在“饱和”的生物环境下逐渐遭受到破坏,因此,地球的第六次物种大灭绝或许一直在进行中。

空气污染

世界卫生组织指出:全球每10个人就有9人呼吸着被污染的空气。空气污染每年导致700万人死亡,其中400万人死于室内空气污染。主要污染物包括颗粒物,即主要由燃料燃烧产生的固体和液滴混合物;道路交通产生的二氧化氮;阳光与工业设施和车辆排放的污染物发生反应产生的地面臭氧;以及燃烧煤等化石燃料产生的无形气体二氧化硫。微观污染物PM2.5非常微小,它可以穿过我们身体的许多层保护,如粘膜和其他屏障,进而损害我们的肺、心脏和大脑。

化石遗址

如果人类还是毫无节制地排放二氧化碳,也没有做出任何保护地球环境的措施,那么当地球的气温升高6摄氏度之后,地球的生态系统就会彻底崩溃,冰川将完全融化成水。到了那个时候,陆地变成沙漠,临海地区被海水淹没,地球上原本的生物将无法存活下去,大部分生物都会迎来灭绝的结局。据资料。自人类出现以来,由于人类的干扰,生物灭绝的速度比之前快了差不多1千倍左右,甚至有科学家预测到本世纪末,我们地球上将有1/6左右的物种或将灭绝。

气候变化

专家们的研究表明,进入2021年后,我们对气候的变化感知尤为突出,5月份北极圈迎来了百年罕见的高温天气,温度飙升至30摄氏度,此外,相关数据表明同样被高温袭击的还有北美的加拿大和美国内华达,在美国西部,最高温度能达到83摄氏度,近5000万民众的生活受到影响,热死的人多达600,这种现象堪称史无前例。

数据显示,100年以来地球的平均气温已经升高了0.6摄氏度,作为地球天然空调的南北两极的冰川融化速度越来越快,一直生活在北冰洋的北极熊,正在面临物种灭绝的险境,而这些现象都是地球温度变高之后出现的。近些年来,全球的生物种群在大规模的减少,加上气候巨变,地球持续变暖,引发的气候现象越来越严峻,所以很多科学家认为我们人类正在进入到第六次生物大灭绝之中,或者是可能已经在第六次生物大灭绝过程之中了。

本文作者在博物馆

此外,专家还表示,如果不能通过政策和技术等手段对二氧化碳排放进行严格控制,碳循环将进入一个不稳定的边界,并以一种难以预测的方式运行,而以往的历史告诉我们,这种行为将导致大规模物种灭绝。二氧化碳等温室气体的吸热性是非常强的,气体浓度越高,地球的温度也会变得更高。依据大量的事实表明,有关专家学者推测,到了2050年左右,地球上25%到50%左右的物种都会面临着灭绝的危机,动物的灭绝给地球的生态环境所带来的影响是巨大的。

2022年,全球面临的气候问题可以说相当严峻,高温在全球表现得非常突出。地球的气候变化越来越极端化了,这种趋势变得越来越严重,对地球上的生物和人类的生命构成了巨大威胁。这说明人类面临的气候问题已经是非常严峻了。

人口剧增

到目前为止全世界人口已经达到了新人的78亿,预计到2050年时将达到100亿左右,而人口数量激增的背后则意味着我们将面临食物不足等问题,届时可能有7亿人挨饿,超过10亿人营养不良,而且各种传染病的风险也将会增加,失业率也会上升等。我们人类的工业活动,农业活动,还有全球气温的不断升高,以及人口数量大幅增加,都会对自然界造成严重的影响。

核战争

作为人类战争科技发展至今,最具有威慑力的武器——核弹。核武器是一种重型军事武器,由于迫害的威力实在太为强大,以至于世界上绝大多数的国家都不被允许私自研发核武器。人类无时无刻不在担心,可能有一天爆炸在自己国土的上空的核弹,会使自己陷入灭顶之灾,因此不断地制造更多核弹来相互威慑。这也导致了各国的核武器库存,达到了一个令人不安的数量,面对如此庞大的核武器库,人类是否有一天真的会用核武器自己毁灭自己,这是一个所有人都心惊胆战的问题。

原子弹爆炸(引用)

世界第二次大战末期,美国急于结束太平洋战争。就朝着日本的广岛和长崎地区投放了两颗原子弹。首先是巨大的白炽灯泡一样的光亮,直接让大部分人失明,然后就是沉闷而巨大的爆炸声。在日本人看到蘑菇云升腾起来的时候,冲击波也到达了,一时间,房屋、树木、岩石、车辆全部都被冲击波裹挟着飞到了天上,陷入了恐怖的核武器打击的阴影之下。一瞬间,冲击波、核辐射、高温已经完全覆盖了日本的土地。爆炸过后,人类和动物受到了太阳表面温度相当的炙烤,几乎没有任何生物逃过一劫,致使数十万人伤亡。

但若是某一天,世界第三次大战发生了,再次参与到战场前线中的可能就不是数以百万计的士兵了。很有可能是用核武器来攻击对方,而随之带来的辐射射线,也是核武器杀伤的重要手段,对人类的生存构成了极大的威胁,甚至会摧毁地球上的所有物种。因此,核战争对于人类来说就是一个世界末日。

孙克勤撰文和摄影

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