最大的一次生物大灭绝,种级灭绝率或许达到了
来源:坠机事件网 发表于2019-07-28 18:30:35 编辑:张含韵
摘要: 最大的一次生物大灭绝,种级灭绝率或许达到了95%########## 本文转自一席 ( yixiclub )。 宋水兵,我国地质大学 (武汉)教授。 假如是这种状况,咱们会不

  最大的一次生物大灭绝,种级灭绝率或许达到了95%##########

  本文转自一席

  (

  yixiclub

  )。

  宋水兵,我国地质大学

  (武汉)教授。

  假如是这种状况,咱们会不会有第六次生物大灭绝呢?

  咱们好,我叫宋水兵,来自我国地质大学

  (武汉)。

  在谈大灭绝之前我想先问一个问题,咱们知不知道现在地球上有多少种生物?几万、几十万,仍是几百万?几百万。咱们猜得十分准,实践上是150万。

  这个数字听起来十分多,但其实只占地球从前具有的物种很少一部分,只占1%。也便是说咱们地球上从前居住着一亿五千万种生物,它们99%都灭绝了。

  咱们一般把灭绝分两种,一种叫布景灭绝。便是达尔文在《进化论》中说的适者生计,不适者被筛选。比方在咱们人类演化的过程中,有许多物种便是这样被筛选的。

  从五百多万年前的古人类演化到如今的人类,阅历了许多中心物种,它们许多都现已灭绝了,比方地猿、南边古猿、能人、直立人、尼安德特人等等。而连续到现在的,地球上现在只要两个,一个是黑猩猩,一个便是现在的人类,这些中心物种的灭绝咱们就称为布景灭绝。

  别的一种叫大灭绝。咱们从字面意义上就能够了解,便是许多生物在很短的时刻内一同灭绝。

  这张图展现的便是地球五亿多年以来生物多样性的改变。咱们能够看到,生物多样性的曲线有高有低,低的时分就代表生物多样性剧减的状况,也就代表着生物大灭绝。

  ▲ Sepkoski, 1984

  到现在为止,地球前史上有五次十分大的灭绝事情,它们别离发作在4.3亿年前的奥陶纪末,3.7亿年前的晚泥盆世,2.5亿年前的二叠纪末,2亿年前的三叠纪末,以及6500万年前的白垩纪末,恐龙的灭绝便是在最终一次。

  我今日首要想跟咱们讲的便是最大的一次,发作在2.5亿年前的这一次。古生物学家依据化石记载进行了一个开端估量,以为这几次大灭绝的灭绝率基本上都在80%左右。

  其间最小的一次便是最终恐龙灭绝这一次,或许它的种级灭绝率只要76%。最大的便是2.5亿年前的这一次,种级灭绝率或许到达了95%,也便是100个种里95个都灭绝了,只剩下了5个。

  ▲ 预算的灭绝率

  究竟是不是这样呢?2.5亿年前这一次大灭绝,究竟有多少物种灭绝了呢?这是咱们十分关怀的一个问题,也是我首要研讨的一个问题。

  怎样研讨大灭绝呢?咱们一般是挑选海洋里边的生物进行研讨,便是海洋中的化石。海洋中的这些生物死了之后很简单就沉到了海底,被海底的泥沙埋葬,这样越埋越深,越深之后它的压力和温度就会很高,所以这些堆积物就被转化成岩石。

  这些生物就跟着岩石一同转化为了化石。

  当地层在磕碰的时分或许就会造山,两个地层这样一磕碰彼此揉捏,地下的岩石就被抬到了山上,化石就跟着岩石一同被抬到了山上,这也是咱们找化石

  为什么

  一般去山上的一个原因。

  这是贵州贵阳邻近的一个小山包。咱们能够看到这儿的地层仍是水平的,阐明其时这个当地是一个海洋,当然在2.5亿年前咱们现在地点的上海也是海洋。

  其时在这个当地就堆积了许多这样的堆积物,挨近下边的这些堆积物一般构成得比较早,咱们依照时刻次序把这套地层进行编号。

  这段地层大概有两米多厚,咱们能够猜一猜,代表多少时刻呢?20万年。

  咱们一般在户外发现的化石都是大化石,也便是咱们肉眼能够看到的,一般是几厘米或许几十厘米,乃至几米大的化石。

  这个是鱼的化石。

  这个是菊石,是现已灭绝的一种生物。

  这个是腕足动物的化石。

  这些都是大化石,肉眼能够看到。实践在这些岩石里边还有许多十分细小的化石,咱们称之为微体化石,它们的个别一般小于一毫米,所以在户外咱们很难看到它,由于肉眼看不到。怎样办呢?咱们一般是把石头先采回来,一般每一层采个几公斤,然后对它进行处理。

  一种便是经过化石溶解,把这些石头用一些酸溶解掉,然后里边的化石就会露出来,咱们再在显微镜下把化石挑出来。比方说咱们现在看到的这个化石,它的巨细或许只要几百微米,也便是零点几个毫米,只要经过这种办法把它处理出来。

  ▲ 牙形石

  还有别的一种化石,它的成分跟岩石相同,所以咱们无法经过化学溶解把它取出来。这时分一般把这个石头磨成薄薄的一个片子,然后把它放在显微镜下,经过内部结构来对它进行生物学判定。

  ▲ 有孔虫化石

  就这样咱们把取得的这些大化石,和在实验室取得的这些微化石,一同进行古生物学研讨。

  比方说ABCDE五个种,A实践上是在一层、二层、三层和四层呈现,所以咱们就把它放在这样一个投点上。然后再把这四个点连成一条线,就代表了这个种在其时日子的年限,也便是从第一层日子到第四层,日子了这么久。

  就这样咱们把所有种的年限都画出来,就得出了这样一个图。

  从这个图上就能够看到,种A到种D在第四层就灭绝了,由于它们今后再也没有呈现了,而种E它在五层、六层、七层还有呈现,所以它没有灭绝。

  针对2.5亿年前的这次灭绝,咱们就在我国许多当地找了许多化石,总共有500多个种,把它们的年限投到这样一个图上。咱们能够看到这张图上有五百多根线,这么多线,大部分都在中心这一段地层里边消失了,没有连续上去,阐明这些物种都灭绝了。

  这段地层是三万年左右,也便是说在这三万年绝大多数物种都灭绝了。

  并且灭绝阅历了两个阶段。咱们应该也能看得出来,第一幕这儿有一个阶段许多物种一同消失了,第二幕这儿还有一个阶段也都一同消失了。

  也便是经过这两个阶段,总共有91%的海洋物种灭绝了。这跟之前科学家估量的95%的灭绝率是十分挨近的。

  关于不同的类别来说,灭绝的状况是不相同的,有些类别受影响比较大,有些类别受影响比较小。咱们看一看受影响比较大的,其间有一类叫三叶虫,或许在座的有人知道它。

  是一种比较常见的化石,特别是在五亿年前的海洋中它是占主导,海洋中基本上满是它。这一类生物就在这一次灭绝中彻底消失了,今后再也没有了。

  别的一种是四射珊瑚,也便是其时首要的造礁生物,它也是在这一次灭绝事情中彻底消失了。咱们现在海洋里边的珊瑚现已不是四射珊瑚了,是以六射珊瑚为主。

  这是灭绝得比较严峻的。咱们再来看一看哪些生物幸存了呢?左面这张图展现的是在灭绝前海洋里边的生物首要由哪些组成。咱们能够看出,在灭绝前,固着型的,像珊瑚相同是固着在海洋底下的,这类生物占主导,它占了68%。

  ▲ 左:灭绝前 右:灭绝后

  可是灭绝后这样一个结构金字塔发作了倒转,这种游水类的动物开端占有主导。为什么呢?咱们在答复这个问题之前,首要看一下都有哪些游水类的生物在这儿呈现。

  这个便是灭绝之后发现的一类鱼化石。咱们能够看到它的康复图,跟现在的鱼长得仍是比较像的。

  别的一个是牙形类,这是它的微体化石,它的康复图能够看出也是像鱼形状的一类生物,实践上它不是鱼,是一个比较低一级的脊椎动物。

  从这两种生物的体形上,咱们都能看得出来它们是长于游水的。

  咱们再来看这种菊石,现在海洋中现已没有了,由于它跟恐龙一同彻底灭绝了,可是在这一次灭绝之后仍是比较常见的。这些便是咱们在户外发掘的一些化石,从它的康复图上咱们也能够看出它是一个比较凶的捕食者,也是比较长于游水的。

  当然咱们都没见过它,可是咱们必定有同志见过它的近亲,便是这一类生物,叫鹦鹉螺。

  这个便是在现代海洋里边拍的一个短视频,这一类生物也是长于游水的。

  为什么长于游水的生物能在灭绝事情中这么走运?咱们现在开端是这样以为的,由于其时的海洋条件是十分差的,到处都不适合生物生计。

  游水的生物能够在比较短的时刻内逃离这些欠好的环境,找到相对舒畅一点的环境待着,所以它们能够幸存。所以假如咱们想要在大灭绝中活命,咱们也要先学会游水,有时机逃离这些灾祸。

  咱们再来看看这一类,叫双壳,也便是在海滨常常捡到的这些贝壳类。

  

  这类生物它是底栖的,咱们或许对它比较了解,有一道比较有名的菜叫蒜蓉粉丝扇贝。这一类生物它平常是趴在海洋底下的,也便是说一般状况下它应该不会游水。

  这类化石在这段地层中是比较常见的,走到户外就很简单找到。它们是怎样幸存下来的呢?实践上这类生物它也会游水,它经过摇动两瓣壳来游水。

  所以说游水很重要,连这种平常都不怎样游的都学会游水了。没办法,假如不游它也活不到现在。

  咱们再来看别的一种比较特别的,叫腕足动物。跟方才看到的贝类十分像,可是彻底不是一种,这一类是彻底不会游水的。现在海洋中还有少数的。它们是固着的,它们有一个**,经过**把自己的身体固着在海底,也便是说它这一辈子只日子在一个当地,不会移动的。

  实践上这类生物在灭绝后十分罕见,咱们在全国许多当地去找它的化石,包含西藏,也只找到很少的几个种少数的标本。

  可是它又是怎样幸存的呢?看一下咱们做的一个体系的研讨。

  咱们发现灭绝前这类生物长得比较大,大的能够到达十几厘米,而灭绝后它们变得十分小,只要一厘米左右,也便是说它让自己变小以幸存下来。

  ▲ 左:灭绝前 右:灭绝后。Chen & Song et al., 2019, Palaeo3

  变小能够幸存吗?能够的。为什么?咱们都知道,个子小或长得比较修长,一般吃得就比较少,它对食物的需求就少,更为重要的是它对氧气的需求也变得十分低,所以能在这种极点的环境下幸存下来。所以咱们总结一下怎样才干在灭绝中幸存,便是少吃多游水。

  咱们再来看一下咱们比较关怀的一个问题,什么原因导致生物大灭绝的呢?

  一种比较盛行的观念是地外的小行星或许慧星碰击地球。

  这种碰击必定会对地球带来很大的影响。比方说它会带来磁极倒转,在陆地上或许会带来大火,在海洋中或许引发巨型的海啸,这些必定会对地球的生物带来很大的影响。

  现在也有科学家发现了其时碰击的一些依据,其间一个便是这个陨石坑。科学家在澳大利亚西北部发现了这个陨石坑,它的时刻是2.5亿年前左右,也便是跟灭绝发作的时刻差不多。

  ▲

  Becker et al., 2004, Science

  然后还找到了其间的一种矿藏,叫碰击石英。

  ▲

  Becker et al., 2004, Science

  这种矿藏是在高压高温下构成的矿藏,一般仅发作在碰击的时分,所以它的呈现往往代表着这儿有碰击事情。这些依据标明这儿的确有个碰击坑,可是这个碰击跟灭绝有没有联系呢?咱们现在以为没有太大的联系,或许仅仅是一个小型的碰击坑,它的质量和速度或许都不够大,引发不了灭绝。

  为什么这么说呢?由于恐龙灭绝的时分便是有一个很大的碰击,这个外星在碰击地球的时分构成了许多尘土。便是外星把自己撞碎,撞碎的这些尘土会飘在地表的大气中,所以整个地表的大气都会有这样外星物质。

  这些外星物质最终仍是要堆积到地球表面,所以在全球各个旮旯都能发现这些物质,特别是其间的一个元素,铱元素。可是在2.5亿年前的许多地层中就没有发现相似的元素,以及其他的外星物质。

  别的一个依据便是我方才说到的,咱们发现生物在这个时分它是在两个阶段灭绝的,这在必定程度上也否认了地外原因。由于外星碰击一般是巨大的,一般会带来短时刻的快速的一次灭绝。

  假如不是外星,那是什么原因呢?现在还有一种比较干流的观念,以为是火山。由于其时的确发作了一个超大规划的火山爆发,很有或许是地球构成以来最大规划的一个陆地火山爆发。

  它坐落俄罗斯北部的西伯利亚。

  它有多大呢?它喷出来的岩浆构成的这些岩石,占地有150万平方公里,厚度有1000米。或许咱们没概念,假如把这些岩浆铺到咱们我国,能把整个我国铺满,并且厚度是150米。

  这必定是一个巨大的火山,这么大的火山必定对其时的,特别是火山周边的生物带来了极点的影响。更为重要的是,伴随着火山爆发会喷出许多温室气体,比方二氧化碳、甲烷。这些温室气领会影响地表气候,使气候变得十分不适合生物生计,会对生物带来丧命的影响。

  咱们现已找到了有关的依据。这个是我的搭档孙亚东经过牙形石做的研讨,便是方才咱们说到的那一类微化石,它是这类生物的牙齿部位。咱们都知道牙齿是咱们骨骼中最细密的一部分,所以即便它构成了化石,它也能保存许多其时的信息。

  咱们把里边的化学信息提取出来,康复了其时的古温度改变,发现平均温度在灭绝的时分升高了十多度,也便是从灭绝前的二十多度升高到了灭绝后的三十多度,并且这个升温跟灭绝是彻底同步的,所以很有或许是温度升高引发的这样一个灭绝。

  ▲

  Sun etal., 2012, Science

  并且我也经过对牙形石里边的微量元素的研讨,康复了其时海洋里边海水氧含量的改变,发现在灭绝的时分海水的氧气许多削减,呈现缺氧现象。这个事跟这次灭绝也是同步的,所以标明缺氧跟大灭绝也有关。也便是说火山带来的气候改变对其时的生物是一个丧命的冲击。

  ▲

  Song et al., 2012, EPSL

  除了咱们方才说到的这些温室气体,还有一些其他气体,比方硫化氢、二氧化硫这些会给陆地带来酸雨,此外还有氟化氢,这种剧毒气体,假如喷多了,能够直接导致它们的逝世。

  咱们当时也面临着一个相似的状况。咱们或许都知道,当时地表正在升温,碳排放正在加重,所以就有科学家提出,现在会不会再有一次生物灭绝事情,也便是说会不会有第六次生物大灭绝。

  这张图展现的是曩昔一百多年年平均温度的改变。

  ▲

  Gemiddelde temperatuur 1880–2017

  咱们能够看出,从1920年到现在,整整一百年,地表的温度现已升高了一度。这一度的升高对地球带来了影响没有?不知道咱们感觉到了没有。没有吗?也或许有同志感觉到了,夏天空调会用得多一些。

  实践上这一度的升温现已对地球带来了很大的影响,咱们看看这张图,这张图展现的是来自太平洋一个当地的海水的氧含量,

  这个蓝色的就代表氧含量很低,

  便是由于这一度的升温,海水低氧带在曩昔几十年正在扩张。

  咱们或许不知道,海洋里边的生物90%以上是日子在浅水,也便是200米以上的水域,所以低氧带一旦扩张到200米邻近,对海洋里边的生物便是一个巨大的冲击。即便是现在这种弱小的扩张,现已对海洋里边的生物带来了很严峻的影响。

  咱们来看一下,这是海洋里边的珊瑚,十分美观,五颜六色的。

  可是现在有些海域,比方说大堡礁,以及巴哈马一些区域,里边的珊瑚现已成这个姿态了,是白色的,咱们称之为珊瑚白化,白化就意味着它现已逝世了。

  咱们还记不记得我方才讲到2.5亿年前的最大灭绝的时分,首战之地的便是其间的一种珊瑚。所以咱们现在的海洋中正在发作的事跟2.5亿年前十分相似。

  咱们再来看一下曩昔半年,也便是2018年下半年到现在的海洋里边的珊瑚礁的改变。在这个图里边,黄色彩代表生物礁现已受到了影响,红色彩代表它现已严峻受到了影响,咱们能够看出许多水域里边的珊瑚礁现已受到了影响。

  这是升高一度带来的改变。咱们再来看一看更长时刻尺度的,也便是曩昔两万年气候是怎样变的。下面这张图展现的是两万年以来温度的改变,能够看到平均温度在曩昔两万年升高了4度。

  升高4度带来什么影响呢?咱们看上面这张图,这4度的升温让海平面上升了挨近100米。

  由于温度一升高,坐落大陆上的或许南北极区域的冰川会消融,消融的水会流进海洋,导致海平面升高。所以说现在两万年4度的升温对应100米的海平面升高,假如咱们当时的温度再持续上升,海平面还会持续升高。

  这张图是假如海平面上升50米,咱们国家的海岸线的改变。咱们看一看你们的家园,是不是现已在海里了?特别是咱们现在在的当地——上海,现已在海里了,由于上海的平均海拔只要几米。

  北京的平均海拔也只要40米,到时分北京也是海了。包含武汉,许多当地都是海,所以说这个气候改变跟咱们人类仍是有十分严密的联系。

  这种状况究竟会不会发作呢?咱们再来看一下这张图,这张图展现的是曩昔40万年以来温度的改变。咱们有没有看出什么规则性?它有显着的周期性,一高一低,一高一低,再一高再一低。

  由于咱们现在所在的方位便是最高的方位,所以未来假如依照这个规则改变,咱们的温度应该是会下降。

  假如温度下降,像欧洲、加拿大它们就不乐意了。由于它们的区域会再一次构成冰川,被冰川掩盖。可是咱们上海人应该比较乐意,到时分海平面再下降,咱们就有更多的土地来建房子了。

  别的一种状况,就像曩昔一百年,咱们曩昔一百年不是升高了一度吗?假如依照这个速率,未来几百年、一千年就会升高挨近10度。假如是这种状况,那很有或许会引发第六次生物大灭绝。

  所以究竟是哪种状况呢?现在还欠好说,可是现已有一个信号了。

  咱们能够看看这张图,这张图展现的是曩昔40万年以来温度跟二氧化碳的曲线。

  咱们看出来什么规则没有?这两条曲线长得十分像,改变基本是共同的,也便是说咱们的温度的改变首要是受控于二氧化碳浓度的改变。

  可是现在有一个欠好的音讯是,咱们现在的二氧化碳浓度现已上升到了一个比较可怕的值,这个值现已违背了曩昔40万年以来的最高值,所以说这很有或许意味着咱们的温度也会违背这个周期规则。

  但不管怎样说咱们都要保护咱们的地球,保护环境,不然咱们要想跟东方明珠塔合个影都很费劲。

  好,谢谢咱们。

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