地質科普:盤點地球的巨蟲時代——石炭紀
來源:漫步科學
發(fā)布時間:2021-03-02
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地質科普:盤點地球的巨蟲時代——石炭紀

石炭紀距今已有三億六千萬年,延續(xù)了六千五百萬年,至兩億八千六百萬年前結束。要問石炭紀什么最有名,莫過于繁茂的原始森林和各種體型巨大的節(jié)肢動物。

盤點地球的巨蟲時代——石炭紀

圖注:石炭紀,圖片來自網(wǎng)絡

石炭紀時期的地球與今天相比有天壤之別,當時的陸地并不像今天這樣分散,地球主要大陸依然連接在一起。地球環(huán)境溫暖潮濕,大量蕨類植物進軍陸地,形成繁茂的森林與沼澤。我們今天大量使用的化石燃料——煤炭,大約一半左右都是在石炭紀時期形成,石炭紀也由此得名。

盤點地球的巨蟲時代——石炭紀

圖注:石炭紀大陸分布,圖片來自于網(wǎng)絡

石炭紀是地球植物大發(fā)展的時期,繁茂的森林通過光合作用產(chǎn)生大量氧氣,根據(jù)地質學家的估計,當時地球大氣中含氧量高達45%,是今天地球含氧量的兩倍,這也為地球巨蟲時代的來臨奠定了基礎。

盤點地球的巨蟲時代——石炭紀

圖注:石炭紀,圖片來自網(wǎng)絡

為什么石炭紀時期節(jié)肢動物體型如此龐大?這就要從節(jié)肢動物自身說起,節(jié)肢動物是從大約距今4.5億年前的奧陶紀晚期開始從海洋遷移至陸地,我們知道節(jié)肢動物不同于脊椎動物,它們沒有通常意義上的肺器官用于氣體交換,在節(jié)肢動物中,水生類主要依靠腮類呼吸系統(tǒng),陸生類主要依靠外骨骼中的導氣管呼吸,這種依靠氧氣擴散滲透進行呼吸的方式,使當時的節(jié)肢動物長期處于富氧狀態(tài),極大的刺激了體型生長。還有一種觀點認為,石炭紀時期,陸地生態(tài)系統(tǒng)較為簡單,食物鏈的結構較為單一,捕食者與獵物只能通過體型的進化來適應生存環(huán)境,通過自然選擇作用,體型也就越來越大了。

盤點地球的巨蟲時代——石炭紀

圖注:巨型蜈蚣,圖片來源于網(wǎng)絡

在石炭紀的化石中,科學家發(fā)現(xiàn)過和今天的蜈蚣外形很相似的節(jié)肢動物,只是其體型異常龐大,我們通常稱之為“巨型蜈蚣”,屬于多足亞門的倍足綱。這種“巨型蜈蚣”有50公分寬,3米左右的長度,是目前發(fā)現(xiàn)的最大的陸地節(jié)肢動物。

盤點地球的巨蟲時代——石炭紀

圖注:氧蝎,圖片來自于網(wǎng)絡

除了巨型蜈蚣,在陸地上還有普莫諾蝎,其實是一種巨型蝎子,又稱為氧蝎、肺蝎,體長可達70厘米。

盤點地球的巨蟲時代——石炭紀

圖注:巨脈蜻蜓,圖片來源于網(wǎng)絡

石炭紀的空中飛舞著巨脈蜻蜓,它是當時的空中霸主,翼展接近一米,主要捕食小型動物。

盤點地球的巨蟲時代——石炭紀

圖注:希氏根齒魚,圖片來源于網(wǎng)絡

在盤古大陸的河流中,還生存著一種巨大的魚類,它就是希氏根齒魚,希氏根齒魚體長可達7米,體重超過2噸,長相兇猛,其嘴部牙齒最長可達20厘米以上。

盤點地球的巨蟲時代——石炭紀

圖注:石炭紀的地球環(huán)境很容易發(fā)生森林大火,圖片來源于網(wǎng)絡

成也森林,敗也森林,科學界對于石炭紀生物大滅絕的原因主要歸咎于大火。由于石炭紀森林繁茂,隨著樹木的凋亡,經(jīng)過上千萬年的積累,逐漸轉變成大量的煤炭,當時的煤層厚度可達三十米且遍布大陸,而且當時地質活動非常活躍,火山與地址經(jīng)常發(fā)生,炙熱的熔巖很容易燒穿巖層,再加上當時大氣中的高含氧量,整個大陸很容易變成火的世界。石炭紀有近46%的生物在一場持續(xù)十余年的火災中滅絕,這場大火對當時的生態(tài)環(huán)境造成重創(chuàng),火災結束后,幸存的生物由于缺少食物,很快也會被餓死。大量植物與煤炭的燃燒,對大氣環(huán)境也產(chǎn)生嚴重的影響,據(jù)估計由于溫室效應的影響,當時全球平均氣溫可能飆升到30攝氏度,而且一些有毒的硫化物氣體在大氣層中更是飄蕩了上萬年,使得大量動植物死亡,呼吸系統(tǒng)薄弱的節(jié)肢動物大量滅絕,巨蟲時代結束。



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