盤點5次生物大滅絕：人類會是下一個嗎？

在地球的發展史上，生命從無到有，再到多樣化，經歷了長達數億年的時間。為了更直觀地理解地球的演化歷史，法國科學家里夫形象地把46億年的時間壓縮成了一天：這一天的前1/4 的時間，地球上是一片死寂；時針指向凌晨6時，最低級的藻類開始在海洋中出現，它們持續的時間最長；一直到了20時，軟體動物才開始在海洋與湖沼中活動；23時30分，恐龍出現，但只“露臉”了僅僅10分鐘便匆匆離去；在這一天的最后20分鐘里，哺乳動物出現，并迅速分化；23時50分，靈長類的祖先登場，在最后的2分鐘里，它們的大腦擴大了3倍，成為人類。

里夫描繪的地球史好似一場演出，將各類生物比作舞臺上的演員，它們依次登臺，演繹了一場精彩而隆重的晚會。但是，有人登場，就會有人退場。

這漫長的過程，不單單是動植物生死輪回的過程，也是無數物種由誕生到滅絕的過程。科研人員根據化石考證，地球至少發生過5次生物大滅絕和若干次小型的生物滅絕事件。也許很多人會不解，有關遠古時代生物滅絕的研究有什么現實意義？在地質學的研究中，有一個重要的思維方法叫“以古論今（未來）”，了解過去的最終目的是為了更好地了解現在并預測未來。如果你知道我們現在的地球也正處在新一輪的生物大滅絕時期，你就會真真切切地體會到一種危機感了。

接下來，讓我們一起走進遠古時代，探索生物大滅絕的奧秘……

第1次:4.4億年前冰河期的生物大滅絕

在奧陶紀時期，地球上淺海廣布，氣候十分適宜生物生長，這一時期海洋生物繁多，比如三葉蟲、海百合、珊瑚和鸚鵡螺等。

然而，到了大約4.46億年至4.44億年前（即奧陶紀末期）的200 萬年間，地球上發生了第一次大規模的物種滅絕事件，史稱“奧陶紀滅絕事件”。在這次滅絕事件中，全球約85%的物種滅亡，約27%的科與57%的屬滅種，從滅種屬的數量上看，這次物種滅絕事件在5次大滅絕事件中排名第3位。

古生物學家認為，這次生物滅絕是由全球氣候變冷造成的。當時的地球正經歷安第斯-撒哈拉冰河時期，大片的冰川使洋流和大氣環流變冷，全球溫度下降，冰川鎖住了水，導致海平面下降。這些變化改變了生物的生存環境，沿海生物圈被嚴重破壞，最終導致大量物種滅絕。

值得注意的是，在這次生物大滅絕過后不久，地球就進入到地質歷史上的志留紀時期，而地球生物又開始迅速復蘇。那么那些幸存者是如何躲避過災難，獲得重生的呢？

2005年7月，我國一位地質學家在浙江省杭州市余杭區安樂山進行地質資源調查時，不經意間在一座亭子旁邊的石壁上發現了直徑僅幾毫米的貝殼化石。后經不斷研究，地質學家在這塊石壁上發現了三葉蟲、海百合等多種化石，而且它們存活的年代屬于4.4億年前的奧陶紀與志留紀時期之間。這些小小的生物展現了奧陶紀末期到志留紀早期生物演化的連接。專家分析，在奧陶紀末期、志留紀早期，杭州還處在南半球低緯度地區，屬于海洋深水區，而原始動物只能在淺水中生存。但是，“物競天擇，適者生存”，在面臨環境異常變化時，只有那些主動對自身進行改造的生物才能逐漸適應環境的變化。它們縮小了體型以適應深海環境，借助淺水區向深水區過渡的特殊地理環境，逐漸遷移到深水處，躲過了那場大災難，從而使杭州地區成為奧陶紀末期生物大滅絕時一些幸存生物的“避難所”。所以，有人這樣猜測：杭州地區是否曾經為地球生命留下了絕少的種子？或者退一步說，至少杭州這個深水區曾經是志留紀生物復蘇的源泉之一。

第2次:3.75億年前海洋生物遭到重創的生物大滅絕

地球處于泥盆紀時，許多地塊升起并露出海面成為陸地，古地理面貌發生了很大變化。這個時期蕨類植物繁盛，昆蟲和兩棲類動物興起，脊椎動物進入飛躍發展時期，魚形動物數量和種類增多，現代魚類開始出現，所以泥盆紀常被稱為“魚類時代”。

但是，在3.75億年前至3.60億年前，即泥盆紀至石炭紀過渡時期也發生了一次生物大滅絕，這次事件持續了1500萬年左右。期間有多次生物滅絕高峰期，海洋生物大量滅絕，而陸地生物受到的影響較小。從規模上看，當時全球82%的海洋物種滅絕，淺海的珊瑚幾乎全部滅絕，深海珊瑚也部分滅絕。此次滅絕事件的規模在5 次大滅絕事件中排名第4位。

關于此次滅絕事件的原因，有學者認為與奧陶紀末期相似，也是因全球變冷，即地球進入卡魯冰河時期所致；也有學者認為是期間發生的彗星撞擊地球事件所致；還有人認為是陸生植物大量繁育，它們進化出發達的根系深入地表土之下數米，加速了陸地巖石土壤的風化，大量元素釋放進入地表水，造成了水系的富營養化，導致了海底缺氧，從而使海洋物種大量滅絕。

2010年，美國俄亥俄大學一位科學家又提出了新的觀點。他研究發現，自然界的物種存在著自然滅絕的過程，新的物種會不斷取代舊物種。而泥盆紀后期發生滅絕的物種數量并沒有顯著增多，只不過新生的物種數量十分稀少，從而導致生物物種的相對驟減，出現生物滅絕現象。

這意味著什么呢？他的觀點是，大規模的物種入侵阻止了新物種的形成，從而引發了生物滅絕。簡單地說，在泥盆紀時期，隨著地質變遷，海平面發生變化，陸地彼此相連，陸地生態系統開始形成，兩棲動物也開始向陸地邁進，某些物種得以進入到它們此前從未居住過的環境之中。這些新晉物種就是入侵物種，它們大量繁衍，搶占領地和資源，阻止了新物種的產生。因此，阻止生物入侵，對于如今的生物多樣性保護而言，仍然有重要的借鑒意義。

第3次:2.5億年前巨型火山爆發導致的生物大滅絕

在2.5億年前的二疊紀至三疊紀過渡時期，地球上發生了迄今已知最大規模的物種滅絕事件，全球總共約57%的科、83%的屬、約96%海洋生物的種與約70%陸地生物的種滅絕了。

這次滅絕事件又是如何發生的呢？最近，美國麻省理工學院和中科院南京地質古生物所的科學家研究發現，這次大規模的生物大滅絕事件，只經歷了短短6 萬年的時間，這對于整個地球史而言，僅僅是“眨眼之間”。

在那個時代，火山頻繁爆發，沉積下來的火山灰在掩蓋了一切的同時，又為我們準確地記錄下了當時的情景。科學家們研究發現，我國浙江省長興縣煤山的一段地層剖面，清晰地反映了當時動物滅絕的過程：在地層剖面中，越往地層的上方，四射珊瑚、三葉蟲等生物就越稀少，隨著時間的推移絕跡了。科學家們采用碳同位素分析等方法確定這些事件發生的具體時間，發現煤山剖面標志生物大滅絕開始的25層火山灰為2.51941億年前，終結于2.51880億年前，這意味著大滅絕發生在大約6萬年這一時間段內，是一次突發性的滅絕事件。

同時，經過計算，在當時的生物大滅絕初期，地球的溫度是25℃，但至生物大滅絕結束時，地球溫度升至33℃，短短幾萬年的時間內地球溫度升高了8℃。這足以說明當時的地球經歷了一段全球范圍的高溫期，溫度升高，氣候干旱，森林野火不斷直至燃燒殆盡，二氧化碳濃度升高，海洋生物也因缺氧而大批死亡。究其罪魁禍首，就是當時大規模的火山活動，導致地表大量溫室氣體釋放和快速的溫室效應。

第4次:2.08億年前原因不明的生物大滅絕

在距今2億年前的三疊紀至侏羅紀過渡時期，地球上發生了第4 次生物大滅絕事件，這次滅絕事件的影響遍及陸地與海洋，導致全球約23%的科與48%的屬的生物滅絕，其規模在5 次大滅絕事件中排名最末。也正是這次滅絕事件，給恐龍提供廣闊的生存空間，使得恐龍成為侏羅紀的優勢陸地動物。這次滅絕事件歷時很短，不足1萬年，其原因至今未有定論。

關于這次滅絕事件最常見的觀點是，隕石撞擊地球所致。法國有個羅什舒阿爾隕石坑，地質年代大約是2.01億年前，這個被侵蝕過的隕石坑，直徑約25 千米，原始直徑可能約50千米，但是也有專家認為這樣的體積不足以造成大規模的生物滅絕。2013年，日本科學家在本國岐阜縣坂祝町河流沿岸和大分縣津久見市的海岸附近分別發現了濃度很高的金屬鋨，這種金屬在地表上非常罕見，但在隕星內則含量豐富。后經同位素分析證實，新發現的鋨與地表本來存在的鋨不同，其來源是隕星。他們認為這是一顆直徑為3.3～7.8千米的隕星撞擊地球所致，此次撞擊導致了三疊紀至侏羅紀生物大滅絕。

此外，還有一種觀點認為，這一事件與當時大規模火山爆發所引發的氣候變化有關。在三疊紀時期，火山爆發噴涌了大量巖漿和氣體，改變了當時的氣候條件，排放的二氧化碳還可能會酸化海洋，造成海洋及陸地生物的滅絕。

第5次:6500萬年前恐龍時代的生物大滅絕

2013年2月15日，一顆編號為2012DA14的近地小行星以距離地球僅僅2.77萬千米的位置掠過地球，盡管它沒有撞擊地球，卻著實讓科學家捏了一把汗。因為這顆小行星直徑約44米，重量達12萬噸。如果它撞擊了地球，將釋放相當于230萬噸爆炸當量的能量，近乎于1908年震驚世界的俄羅斯西伯利亞通古斯大爆炸產生的能量。

然而，我們的地球并不是每次都能那么幸運。如今地球上大大小小的隕石坑數以百計，每一個都代表著當年的一次創傷。其中最著名的一次撞擊事件，造成了地球上第五次生物大滅絕，當年地球的霸主恐龍也不幸全軍覆沒，那就是希克蘇魯伯隕石撞擊事件。

恐龍是一類能以后肢支撐身體并直立行走的脊椎動物，大多棲息于陸地上，最早出現在約2.25 億年前的三疊紀晚期，統治全球陸地生態系統超過1.6億年之久，直到約6500萬年前的白堊紀晚期滅絕。但是，恐龍的后代——鳥類存活了下來，繁衍至今。

關于恐龍的滅絕，科學家們提出了五花八門的假說，先前其中比較著名的有以下四種：其一“, 氣候變遷說”。該假說認為6500萬年前的地球氣候陡然變化造成大批動植物死亡；其二，“地磁變化說”。該假說認為當年的地球磁場突然發生變化使得大批動物遭受滅頂之災；其三，“酸雨說”。該假說認為白堊紀末期地球上可能下過強烈的酸雨，造成恐龍中毒而滅絕；其四，“被子植物中毒說”。該假說認為地球上的被子植物逐漸取代了裸子植物之后，其中含有的毒素被動物食用之后累積，從而導致恐龍滅絕。當然，每一種假說都有科學的一面，但也存在爭議。現今，被國際社會普遍認可的是“隕石撞擊說”。

20世紀70年代末，一位名叫格倫·彭菲爾德的地質學家在墨西哥尤卡坦半島的希克蘇魯伯地區從事石油勘探工作時，驚奇地發現在尤卡坦半島外海的海床之下，有個直徑達70千米的弧狀地形。之后，他查閱了相關資料，發現尤卡坦半島上也有一個這樣的弧狀地形，二者居然可以合成一個完整的圓形，合成后的直徑達180千米寬。但是，由于他是從事石油勘探工作的，這個發現沒引起他的重視，這些與石油無關的發現也就沒有被公開。

后來，不斷有科學家們在此有新的發現，比如沖擊石英、重力異常、玻璃隕石等足以證明這個圓形構造是隕石撞擊形成的，而且推測這個撞擊體的直徑至少有10千米，撞擊產生的能量相當于1014TNT當量，在全世界所有已知爆炸事件中屬規模最大的一次。再后來，有人研究發現這個隕石撞擊坑的形成年代大約是6500萬年前。隨著研究的不斷深入，科學家們確信希克蘇魯伯隕石撞擊事件是造成白堊紀至第三紀恐龍大滅絕的原因。

希克蘇魯伯撞擊事件會引發大規模海嘯、地震與火山爆發，撞擊產生的碎片和灰塵會造成全球性的風暴，長時期遮蔽陽光，妨礙植物的光合作用，造成生態系統的瓦解，一系列的災難最終導致全球約17%的科、50%的屬、75%的物種滅絕，滅絕事件的規模在5次大滅絕事件中排名第2。

名詞解釋：

鋨：元素周期表第6周期Ⅷ族元素，鉑族金屬成員之一。元素符號Os，原子序數76，相對原子質量190.2，屬重鉑族金屬，是全世界迄今發現的地球上密度最大的物質。

沖擊石英：或稱為撞擊石英、受震石英，是一種微結構和一般石英不同的石英，只在極高壓和有限溫度下形成。

重力異常：由于地球質量分布不規則造成的重力場中各點的重力矢量g和正常重力矢量γ的數量之差。它是研究地球形狀、地球內部結構和重力勘探，以及修正空間飛行器的軌道的重要數據。

玻璃隕石：一種含硅量很高的天然玻璃物質（SiO₂的平均含量約75%）。它的外觀與地球上的黑曜巖相似，亦稱為“似黑曜巖”，但成分和結構與黑曜巖相差很大。

（作者：夕誠）