6分钟带你了解地球简史(五分钟看完地球的一生)(1)

太阳系

前文导读:

《孤独的行星,我们人类家园地球的故事 | 自然科普》

前文叙述了地球从诞生之初到27亿年之间的波澜壮阔的故事,地月系的形成、黑色玄武岩地壳的形成、海洋的形成、大陆的成型、生命的诞生以及氧气和大气的形成。

本文承接上文,继续讲述我们的地球家园后半段我们应该熟知的故事。


6分钟带你了解地球简史(五分钟看完地球的一生)(2)

9亿年前的地球大陆

地球年龄,27亿年到37亿年,闷地球,矿物革命

地球年龄27亿年到37亿年的这10亿年的时间被称为“中间海洋期”。更讽刺点说,这段时间有时也被科学家称为“地球最无聊的10亿年”。

因为在这期间,相对来说它在生物和地质上的变化相对停滞,也没有发生明显的剧变事件。微生物生命虽然在延续,但是并没有诞生复杂的物种,此时的海洋虽然开始溶解新诞生的氧气,但如此巨大的海水体量一直处于缺氧状态

生命进化和小行星撞击类的剧变事件虽鲜有发生,但是我们星球的大陆却在无聊的10亿年里诞生了,聚集成了一个巨大的超大陆。继而分裂,然后在地球最壮观的地表变化的周期中再次聚合在一起。

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超大陆演变

地球大陆的形成,依据最新的解释,地球一共经历了至少超过五次超大陆组合和分裂的循环。以亿年为单位的时间跨度里,大陆板块不断地洗牌、碰撞、分裂再合并成陆块,使得地球的每一一亿年看起来都完全不同,最终形成我们现在的大陆板块分布。

所以,大陆的板块运动,并不仅仅是现如今我们看得见的美洲、非洲和欧亚大陆的分离。举例来说,在此之前中国现如今的南部和南极洲的东部居然是连在一起的

这样我们完全可以想象地球几十亿年中大陆的板块运动是何其的混乱,就像人类社会一样,我们的大陆也一直在分分合合。哪怕到现在也一直在变化着,拉宽大西洋的同时也在分裂非洲大陆。

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白球地球概念图

地球年龄,37亿年到40亿年,白地球,温室循环

在大陆的板块运动和不断变化并延伸的海岸线下,大量的光合藻类从空气中清除掉更多二氧化碳,地球大气温室效应减弱,但此时氧气浓度也还不足无法形成具有保护性的臭氧层。

氧气的出现,让大陆风化作用加强,风化的过程中也清除了越来越多的二氧化碳。二氧化碳减少和温室效应的减弱,使得冰盖在两极开始形成和生长,干净雪白的冰雪将更多的阳光反射回太空,让地球的降温更快。

冰盖从两极向赤道延伸,最终可能包围了整个地球

冰盖延伸的过程中,除了一些顽强的或者在火山口、开放浅海区的微生物等,几乎所有的生命痕迹都被无情地抹去了。地球又进入一轮新的轮回之中。

被冰雪覆盖的地球,风化作用和光合作用减弱,地球深层运动及板块运动持续,漫长的岁月中,持续的火山喷发导致二氧化碳的浓度从新开始上升,逐渐形成了一种新的失控的温室效应,千百万年的时间跨度下,地球不可避免的变暖,冰盖消融。

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巨大冰盖

1.5亿年间,地球在这两种极端的气候之间循环了至少三次,冰层形成又消退,全球气候从极寒到酷热再到极寒,来回摇摆地变化着,生命也在摇摆中灭亡和重生。已经诞生生命的地球,还不能称之为家园,仍然如同炼狱般。

此后的地球虽然也发生过冰川期,比如我们知道的最近一次的距今约1.2万年前的末次冰期,但与全球被冰层覆盖、温度极端致使生命大灭绝的白地球相比,后期冰川期的地球只能说是温柔的。

白地球时期并不只有毁灭,间歇性的极端气候,也导致了温室藻类的大量繁殖,让大气氧浓度急剧增加,而氧气浓度的增加反过来又促进了复杂的多细胞生命的出现。因为也只有在如此高的氧气浓度水平下,生物才能采取水母和蠕虫那样需要能量的活跃的生活方式。

单细胞生物向多细胞生物的革命性的转变,是我们现如今生物多样性不可撼动的基石,它永远地改变了地球生命的面貌。

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埃迪卡拉生物想象图

那这个转变是如何诞生的呢?

现如今被普遍接受的一种假说是,大约20亿年前,一个细胞吞噬了另一个完整的细胞,没有消化反而相互形成了一种共生关系。被吞噬的细胞开始执行某些特定的生化任务,各自朝着不同的方向开始进化,为多细胞生命的诞生奠定了基础。

此后,带有细胞核与其他内部结构的复杂细胞已经形成,并慢慢地学着往动植物进化。地球在宇宙中,真正地活了过来。

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地质演化螺旋突

地球年龄,40亿年到45亿年,绿地球,陆地生物圈的崛起

如今全球大陆板块形成开始于1.75亿年前,巨大的泛大陆开始分裂成七大块,大西洋也是在这个时候诞生。大陆更多的分裂和海岸线的增加给浅海生命发展带来了更多的可能,很长一段时间内,大多数生物创新都发生在阳光照耀的浅海中。

多细胞生物的出现,使动物诞生于海洋,并在寒武纪时期开始了物种的大爆发。

最初的海洋动物在进化初期,都没有坚硬的保护壳,随着捕食者和生物链的逐渐形成,动物开始进化出坚硬的外壳来保护自己和方便自己猎食。渐渐地块头也越来越大,牙齿和爪子也出现了,此间动物完成了从软体动物向甲壳动物的转变。

最早的陆生植物也与现在的苔类相似,他们是绿藻的无根后代,紧贴着地面,在低洼潮湿的地方生存着。慢慢的它们进化出了矮小的茎状植物、巨大的树状真菌等。虽然植物的诞生让地球开始变绿,但是彼时的植物完全没有叶子,直到数千万年植物发明叶子后才使得地球陆地第一次成为了迷人翠绿色。

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绿地球

海洋和陆地生物圈的分割,因为大气氧浓度的激增,让平流层臭氧层也在急剧的增厚,有效的保护了地球陆地表面免受太阳致命紫外线的辐射伤害,同时可食用植物在地球景观中越来越多,为脊椎鱼类登录陆地提供了可生存的环境。

慢慢的,动物开始了从海洋鱼类向两栖动物的进化,原本只存在于海洋的动物在一亿年间完全爬上陆地,物种的大爆发一直持续到2.51亿年前。

极大的时间跨度中,生命的进化并不是一帆风顺的,就像本次物种大爆发的停滞并不是进化的终止,而是因为发生了地球史上最悲惨的灭绝事件。

现在我们已经能确认,诞生复杂生命以来的过去5.4亿年间,地球经历了五次令人毛骨悚然的大灭绝,致使超半数的物种灭绝。没那么严重的物种灭绝事件也有15次之多。

最严重的一次是,2.51亿年前,显生宙古生代末期70%的陆地物种和96%的海洋物种消失了,这是地球历史上空前绝后的生物大灭绝,从来没有那么多的生物永远的消失了。

此后,地球花了3000万年才恢复过来,灭绝并不一定总是令人沮丧的,至少每次灭绝事件后都给地球的生物圈带来了新的机遇。

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恐龙时代

到中生代时期,最迷人最具有魅力的物种诞生了,那就是恐龙。

大约2.3亿年前恐龙作为古生代末期大灭绝的受益者出现,存在超过1.6亿年,直到6500万年前的一颗直径近10公里的小行星撞击地球。中生代末期,恐龙灭绝前哺乳动物已经进化的多种多样并在恐龙的陪伴下逐渐稳固了地位,并在恐龙大灭绝时期存活了下来。

此后6500万年变成了哺乳动物的天下,占据了几乎所有的生态位,但是中间仍然经历了好几次物种大灭绝事件,人类就是最后一次灾难的最终幸存者的后代。

地球的故事已经到了尾声,人类还是不曾出现过。实际上,地球历史的99.99%的时间里,都没有出现过人类的身影,我们的存在对地球而言只是一眨眼的功夫。

最早的人科,也是只是在出现在800万年前的中非地区,与地球45亿年漫长的生命相比实在是转瞬即逝。

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440万年前始祖地猿

彼时大陆的分布和形态,已经和现代我们所看到的没有太大的差别,毕竟大陆板块大幅运动都是以亿年为单位的。

全球各大陆间虽然被广阔的海洋分割,但人类以及各种哺乳类动物之所以能均匀分布,是因为过去的300万年间,冰川作用反复出现了8次,中间伴随着异常温暖的“间冰期”,冰层从两极扩张到高纬度的大片地区,并一路向南延申。

反复的冰期都伴随着海平面的急剧下降,下降幅度可达100米左右,使现如今的各大陆通过冰桥和裸露的大陆架连在了一起。

70000年前,解剖学上的现代人类智人从东非崛起并在随后几万年间,迁徙并遍布全球所有大陆,人类在地球的故事中开始了,有了真正属于自己的故事和历史。

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