第一次生物大灭绝
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中文名称： 第一次生物大灭绝 别称： 第一次物种大灭绝 时间： 奥陶纪末期 结果： 导致大约60%的物种绝灭。 原因： 伽马射线暴击中地球 |
第一次生物大灭绝又称第一次物种大灭绝 、奥陶纪大灭绝，时间:为距今4.49亿年前的奥陶纪末期。是地球史上第一次的物种灭绝事件，这场灭绝事件的原因是伽马射线暴击中地球引发全球变冷。奥陶纪亦分早、中、晚三个世。奥陶纪是地史上海侵最广泛的时期之一。在板块内部的地台区，海水广布，表现为滨海浅海相碳酸盐岩的普遍发育，在板块边缘的活动地槽区，为较深水环境，形成厚度很大的浅海、深海碎屑沉积和火山喷发沉积。[1]
目录
关于奥陶纪
奥陶纪简介
奥陶纪(Ordovician Period，Ordovician)，地质年代名称，是古生代的第二个纪，开始于距今5亿年，延续了6500万年。
奥陶纪亦分早、中、晚三个世。奥陶纪是地史上海侵最广泛的时期之一。在板块内部的地台区，海水广布，表现为滨海浅海相碳酸盐岩的普遍发育，在板块边缘的活动地槽区，为较深水环境，形成厚度很大的浅海、深海碎屑沉积和火山喷发沉积。
奥陶纪末期曾发生过一次规模较大的冰期，其分布范围包括非洲，特别是北非、南美的阿根廷、玻利维亚以及欧洲的西班牙和法国南部等地。
"奥陶"一词来源
"奥陶"一词由英国地质学家拉普沃思(C.Lapworth)于1879年提出，代表露出于英国阿雷尼格(Arenig)山脉向东穿过北威尔士的岩层，位于寒武系与志留系岩层之间。因这个地区是古奥陶部族(Ordovices)的居住地，故名。
奥陶纪生物演化
当时气候温和，浅海广布，世界许多地方(包括我国大部分地方)都被浅海海水掩盖。海生生物空前发展。
在奥陶纪广阔的海洋中，海生无脊椎动物空前繁荣，生活着大量的各门类无脊椎动物。除寒武纪开始繁盛的类群以外，其他一些类群还得到进一步的发展，其中包括笔石、珊瑚、腕足、海百合、苔藓虫和软体动物等。
笔石是奥陶纪最奇特的海洋动物类群，它们自早奥陶世开始即已兴盛繁育，分布广泛。腕足动物在这一时期演化迅速，大部份的类群均已出现，无铰类、几丁质壳的腕足类逐渐衰退，钙质壳的有铰类则盛极一时;鹦鹉螺进入繁盛时期，它们身体巨大，是当时海洋中凶猛的肉食性动物;由于大量食肉类鹦鹉螺类的出现，为了防御，三叶虫在胸、尾长出许多针刺，以避免食肉动物的袭击或吞食。珊瑚自中奥陶世开始大量出现，复体珊瑚虽说还较原始，但已能够形成小型的礁体。
在奥陶纪晚期，约4.8亿年前，首次出现了可靠的陆生脊椎动物--淡水无颚鱼;淡水植物据推测可能在奥陶纪也已经出现。
奥陶纪地史特征
奥陶纪(距今5--4.4亿年前)是地球历史上大陆地区遭受广泛海侵的时代，是火山活动和地壳运动比较剧烈的时代，也是气候分异、冰川发育的时代。从奥陶纪起，海生无脊椎动物真正达到繁盛的时期，也是这些生物发生明显的生态分异的时期。在奥陶纪后期，各大陆上不少地区发生重要的构造变动、岩浆活动和热变质作用，使得这些活动区的部分地区褶皱成为山系，从而在一定程度上改变了地壳构造和古地理轮廓。
科学家认为，奥陶纪时期，各大陆相对于两极的位置和大陆之间的相对位置都曾发生过重要的改变。当时，西伯利亚中北部、加拿大北部的部分地区、中国北部和澳大利中西部都属于干热气候的地区;相反，北非的撒哈拉沙漠、南非开普地区曾经覆盖着厚厚的冰层，属于寒冷气候地区。这说明，奥陶纪时，古南极在现在的撒哈拉沙漠以南，古北极位于南太平洋，古赤道恰好穿过西伯利亚中西部和中亚一带，经加拿大西部向南太平洋岸南下。
中国的海侵是在海域延续下来的。扬子地台和中朝地台西部边缘地带，在中、晚寒武世或早奥陶纪略有上升，奥陶纪早期地层缺失，较新的奥陶纪地层与寒武系呈假整合接触。在中朝地台的中部、东部和扬子地台，奥陶纪地层与寒武纪地层皆呈整合接触。中奥陶世之后中朝地台上升为陆地，除西部边缘地区外，晚奥陶世没有沉积。奥陶纪加里东运动在地台区表现为频繁的震荡运动，地槽区有较多的火山喷发岩、中基性和中酸性火山岩，如北方地槽区。祁连山地槽区火山活动有两个时期，一是早奥陶世中期，另一是晚奥陶世。
欧亚大陆上有4个稳定的地台区,即俄罗斯地台(或东欧地台)、西伯利亚地台和规模较小的中朝地台、扬子地台。印度半岛和阿拉伯半岛也属稳定区，但包括在南大陆的范围。前述4个地台，除少数地区外,基本上被海水侵入,形成浅海水域,地台的周围被地槽区所围绕。俄罗斯地台和扬子地台的南缘，呈东西向条带状的海域即占地中海。古地中海的南缘止于非洲北部、阿拉伯半岛中部、伊朗南部和印度半岛北部，向南经中南半岛与澳大利亚东部及北部奥陶纪的海域相连，更南可能伸延到南极地区。北美大部为地台浅海地区，沉积以石英砂岩、页岩和为主，厚度不大。北美大陆的东西两侧为地槽区的海域，西部以碎屑岩和碳酸盐岩为主，东部有硬砂岩、泥岩和火山岩为特征。南美的西部太平洋沿岸地带为地槽海域，北部的中部为地台浅海海域。南大陆的周围边缘地带皆被地槽区或地台型海域所围绕，非洲、印度半岛、澳大利亚西南部、南美东部和南极洲的东部皆为陆地。
奥陶纪早、中期继承了寒武纪的气候，气候温暖、海侵广泛;奥陶纪晚期南大陆的西部发生了大规模的大陆冰盖和冰海沉积，代表寒冷的极地气候。按古地磁数据，奥陶纪南极应位于现在北非西北部，这与非洲冰碛层的分布应位于南极圈内的解释是吻合的。南大陆的东部仍处于赤道附近。北美、西伯利亚和中国华北地区有蒸发岩沉积,推测为干热气候环境,属于低纬度地区。奥陶纪北极应位于南太平洋，大陆地区基本上位于南半球，从沉积物来判断，当时南半球的气候分带比较明显。还由于晚奥陶世末期大冰期的存在，同时影响全球海平面的下降，并引起广泛的。
灭绝的原因
第一次物种大灭绝发生在4亿4万年前的奥陶纪末期，由于伽马射线暴击中地球导致球气候变冷和海平面下降，生活在水体的各种不同无脊椎动物便荡然无存。
在距今4.4亿年前的奥陶纪末期，是地球史上第三大的物种灭绝事件，约70%的物种灭亡。古生物学家认为这次物种灭绝是由伽马射线暴导致的全球气候变冷造成的。在大约4.4亿年前，现在的撒哈拉所在的陆地曾经位于南极，当陆地汇集在极点附近时，容易造成厚厚的积冰---奥陶纪正是这种情形。大片的冰川使洋流和大气环流变冷，整个地球的温度下降了， 冰川锁住了水，海平面也降低了，原先丰富的沿海生物圈被破坏了，导致了60%的物种灭绝。
奥陶纪初期，海洋生物进入鼎盛时期，笔石、珊瑚、海百合等海洋无脊椎动物空前繁荣。但是，在4.4亿年前的奥陶纪末期，发生了地球史上第一次重大的生物大灭绝事件，约60%的物种从地球上消失。经过10年的研究探索，专家研究首次证实，是气候突变导致了此次灭绝事件。中科院南京地质古生物研究所樊隽轩博士所在的研究小组在华南上百个地质剖面采集样本，对化石进行详细分析，首次把生物多样性变化锁定在10万年的时间尺度内。研究证实，灭绝事件经历了两幕:在距今4.46亿年，发生了第一幕生物大灭绝，原因是气候突然变冷，当时的南极冰盖迅速扩大，海平面下降150米之多，导致海洋生物的生存空间骤然减少，笔石、三叶虫等海洋动物从此大伤元气;部分逃过一劫的生物接来又遭遇了第二幕的大灭绝--气候突然变暖，海平面迅速上升，使生物再次遭到灭顶之灾。由于证据充分，这一观点得到国内外专家的普遍认可。"过去的历史是应对未来的一把金钥匙"，樊隽轩博士说，生物大灭绝事件并不是坏事，旧的物种消失，为新物种腾出了生存空间，形成新的生命大爆发。科学家要做的事，就是准确理解生命的过程，为人类应对突变的灾难提供支撑。
地球气候变化的历史，是在大冰期与大间冰期之间不断反复更迭的变换过程，极端的寒冷和极端的温暖都会导致生物的大规模灭绝，且后者是前者的次生结果(第二幕的大灭绝)。这是不以人类意志为转移的客观规律。准确研究气候变化的原因，才能确认目前地球所面临的各种灾难及其规模。地球历史上曾出现过5次生物大灭绝。
奥陶纪至志留纪之交的生物大绝灭(4.39亿年前)这一时期大多数生物的机体是软体组织，形成化石的几率很小，只有那些具有壳或硬组织的动物才留下了比较多的线索，因而我们无法弄清楚当时到底发生了什么，以及都有哪些物种受到了影响。古生物学家认为，这次物种灭绝是由全球气候变冷造成的。那时，大片的冰川使洋流和大气环流变冷，整个地球的温度下降，冰川锁住了水，海平面也降低了，原本充满生机的沿海生物圈被破坏，从而导致了物种大规模灭绝。
晚泥盆纪弗拉斯期至法门期之交的生物大绝灭(3.67亿年前)虽说科学家可以确定在泥盆纪后期发生了大绝灭，但究竟持续了多长时间却不清楚。经过这次绝灭，70%的物种消失了。对于这次绝灭的起因我们知之甚少，从暖水海洋中物种不成比例的消失来看，当时应该是发生了气候变化，全球变冷可能是一个重要的因素，同时还有迹象显示当时比较浅的水域里的氧气含量也下降了。
二叠纪至三叠纪之交的生物大绝灭(2.5亿年前)地球历史上最大的一次集群绝灭事件发生了。据统计，物种数减少了97%以上，受影响最大的是海洋生物，特别是底栖生物和窄盐性生物。对此，科学家们提出了多种解释:海平面的波动、海洋中盐度的变化、火山活动，而最重要的影响因素似乎还是气候变化。
三叠纪至侏罗纪之交的生物大绝灭(2.08亿年前)一些研究显示，这次灾难造成了60个科的海洋生物灭绝，科的灭绝率大约是1/4。牙形石类全部灭绝;菊石、海绵动物、头足类动物、腕足动物、昆虫以及陆生脊椎动物中的多个门类都走到了进化的终点。虽然这次大绝灭的损失相对较小，但却腾出了许多"生态位"，为很多新的物种的产生提供了有利的条件。恐龙就是从这个时候开始了它们统治大地的征程。也许是因为这次大绝灭所引起的关注较少，我们对它的起因也很不清楚，不过气候变化似乎仍然是一个重要的因素，特别是降雨的增加。
白垩纪至第三纪之交的生物大绝灭(6500万年前)此次绝灭是地球历史上第二大的集群绝灭事件，而恐龙时代在此终结，更使它成为最广为人知的大绝灭。据统计，在白垩纪末，生物圈有2868个属，到了第三纪初就只剩下1502个属，灭绝率达52%，物种的灭绝率达85%，受影响最大的是陆地上的恐龙和海洋生物界的浮游生物，也包括一些海洋底栖生物类别。专家分别从火山喷发、气候变化、环境污染和宇宙射线角度进行了分析，而目前国外科学界普遍接受的一种解释是，这次大绝灭是一颗巨大的小行星或彗星坠落到地球上引起地球生态系统剧烈变化的直接结果。
气候变化几乎是5次生物大灭绝的共同原因，而气候变冷至少导致3次生物灭绝，它们与地史上3次大冰期密切相关。变暖导致的生物灭绝在5次大灭绝中没有明确的表现，根据第一次大灭绝的研究，变暖导致的生物灭绝可能只是次生结果。
现在地球上冰川的面积为1497万平方公里，占陆地面积的10%，但在地球的历史上，冰川的面积曾经要大上很多倍，形成大冰期。有记载的大冰期一共发生过三次，周期为将近三亿年发生一次。第一次发生在大约六亿年前的元古代末期，称为震旦纪大冰期，这次大冰期在世界各大陆产生的时间略有不同，当时地球上的动植物还很贫乏。第二次发生在大约三亿年前的石炭纪至二叠纪，这次大冰期主要发生在冈瓦那古陆，其中在南美洲和非洲发生和消退的时间较早，在印度和澳大利亚发生和消退的时间较晚，冰川退却之后，出现大面积的舌羊齿植物群。第三次大冰期就是最著名的第四纪大冰期，也是对现在影响最大的冰期。
冰期有广义和狭义之分，广义的冰期又称大冰期，狭义的冰期是指比大冰期低一层次的冰期，又称亚冰期。大冰期是指地球上气候寒冷，极地冰盖增厚、广布，中、低纬度地区有时也有强烈冰川作用的地质时期。大冰期中气候较寒冷的时期称亚冰期，较温暖的时期称亚间冰期。大冰期、亚冰期和亚间冰期都是依据气候划分的地质时间单位。大冰期的持续时间相当地质年代单位的世或大于世，两个大冰期之间的时间间隔可以是几个纪，有人根据统计资料认为，大冰期的出现有1.5亿年的周期。冰期、间冰期的持续时间相当于地质年代单位的期。
前两次大冰期至少是3次生物大灭绝的气候背景。令人惊奇的是，第四纪大冰期并没有导致第六次物种大灭绝的到来。在此期间，亚冰期和亚间冰期已经反复交替变化至少17次，最末一次冰期使海平面下降130米。按照第一次物种灭绝的方式，第六次物种大灭绝应该首先从气候变冷开始，部分逃过一劫的生物接下来又遭遇了第二幕的大灭绝--气候突然变暖，海平面迅速上升，使生物再次遭到灭顶之灾。
历史并没有提供全球变暖导致生物大灭绝的直接证据，已有的证据只能表明它是变冷导致生物大灭绝后的次生结果。