未解的寒武紀(jì)之謎

@lotus 問

澄江動物群是原始部落的話，布爾吉斯動物群是演化的結(jié)果。請問陳博士：五億多年前的地球大部分都被海洋覆蓋而汪洋一片相通連嗎？

寒武紀(jì)時期的古地理見圖。當(dāng)時的海洋面積比現(xiàn)代大，南半球存在超級大陸——岡瓦納大陸，南中國位于岡瓦納的西北緣，布爾吉斯所在的北美大陸位于赤道，與岡瓦納大陸隔著泛大洋。

為什么澄江的大爆發(fā)導(dǎo)致的大滅絕沒影響到布爾吉斯，還在繼續(xù)演化，而后又一次大爆發(fā)造成再次滅絕？

寒武紀(jì)大爆發(fā)時，澄江動物群為生命爆發(fā)的中心點(diǎn)，然后向泛大洋擴(kuò)散，這個過程經(jīng)過約1千萬年，最后到達(dá)勞倫古陸邊緣，產(chǎn)生布爾吉斯生物群，這個過程不存在大絕滅，只存在動物與環(huán)境的適應(yīng)調(diào)節(jié)，許多不適應(yīng)環(huán)境和物種競爭的動物被淘汰，表現(xiàn)在動物組成上：

澄江動物群近240動物，三葉蟲僅10種左右，大量的是處于原始階段的動物，如撫仙湖蟲，葉足動物、古蟲動物等，而布爾吉斯三葉蟲超過50種，撫仙湖蟲，葉足動物、古蟲動物消失不見或者只有孑遺，這就說明三葉蟲具有很強(qiáng)的適應(yīng)生存能力，能夠侵占其他族類的生存空間，也說明澄江動物群是土著部落，是動物的起源中心。

寒武紀(jì)的大絕滅發(fā)生在寒武紀(jì)末期，是因?yàn)榫扌蛶ぼ涹w動物角石的出現(xiàn)引起的。

@化石貓，王煜說：中寒武世，不是中寒武紀(jì)。
世和紀(jì)有什么區(qū)別？

它們是不同的年代單位。

地質(zhì)學(xué)家根據(jù)地層的時間跨度和化石、巖性特征，用宙、代、紀(jì)、世、期由大到小標(biāo)識時間框架，每一個“代”又細(xì)分為數(shù)個 “紀(jì)”，一個“紀(jì)”一般還可以再進(jìn)一步細(xì)分為兩個或三個“世”，通常前面分別以“早、晚”或“早、中、晚”來限定。宙、代、紀(jì)、世等都是地質(zhì)年代單位，比較抽象，為了賦予它們實(shí)際的地質(zhì)學(xué)意義，地質(zhì)學(xué)家們還常常使用另外一套名稱，即宇、界、系、統(tǒng)、階、組、段，由大到小標(biāo)識和它們對應(yīng)的地層或地質(zhì)紀(jì)錄，標(biāo)示空間框架。

如果用中國紀(jì)年法類比，類似于封建社會、唐朝、貞觀、十年、正月這樣的寫法。

還想了解澄江古生物化石群，是什么時候地殼變化隆起，之后就沒有變動一直保持至今呢？

澄江化石出露于山巔之上，并非一次出露海洋就完成，而是經(jīng)過了數(shù)次滄海桑田的反復(fù)。

25億年前

那個時期的云南地質(zhì)歷史，沒有發(fā)現(xiàn)相關(guān)沉積巖石分布，這段歷史已不可考。

25億年左右

云南處在深海之中，只有藻類在這里生活，它們形成海洋草原，死后與海底火山噴發(fā)物一起形成一套深海相火山－復(fù)理石沉積構(gòu)造。

17億年前

發(fā)生龍川造山運(yùn)動，形成滇中古陸核。

9-7億年前

發(fā)生了晉寧運(yùn)動和澄江運(yùn)動，使云南變成了淺海環(huán)境，形成了最古老的巖層基底，沿紅河－洱海－金沙江以東，南盤江以北廣大地區(qū)形成了古陸和陸表海交替出現(xiàn)的格局。在澄江縣城北部形成紫紅色粗砂巖就是澄江運(yùn)動時期古陸留下的風(fēng)化產(chǎn)物，其中形成的銅礦床為撫仙湖地區(qū)的古人類從石器時代邁入青銅時代奠定了深厚的物質(zhì)基礎(chǔ)。兩個運(yùn)動之后，出現(xiàn)了全球第一次大規(guī)模磷元素富集，并在海洋里形成磷礦沉積，磷礦里保存了最原始的多細(xì)胞生物，形成了具有礦化外殼的小殼化石。磷元素的富集為生命大爆發(fā)創(chuàng)造了條件。

5.3億年前后

撫仙湖地區(qū)地表環(huán)境發(fā)生了巨變，海洋中的生命形式也發(fā)生了巨變，以澄江動物群為代表的第一批后生動物出生在海洋里，它們包含了現(xiàn)今地球上所有動物的先祖，取代了藻類世界，開始了統(tǒng)治地球的歷史。地球的生命發(fā)展史由此改變，最原始脊椎動物云南蟲、海口魚等出現(xiàn)在海洋里，使智慧生命——人類的起源成為可能。澄江帽天山記錄了當(dāng)時生命發(fā)展史和地質(zhì)發(fā)展史。

5.2億年至

3.8億年前

寒武紀(jì)中期至泥盆紀(jì)早期，古撫仙湖地區(qū)隆起成陸地，存在廣泛的古風(fēng)化殼。

3.8億年前

泥盆紀(jì)中晚期至3.6億年前的石炭紀(jì)早期，陸地下沉，變成淺海，隨之水逐漸變淺，海灣逐漸堰塞，成為陸地。

3.6億年至

2.5億年前

石炭紀(jì)至二疊紀(jì)時期，撫仙湖地區(qū)海陸交匯，在距此不遠(yuǎn)的陸良、師宗、富源一帶，陸地上生長有大量的植物，它們死亡后，留下大量的煤礦。古滇中海中生活著腕足、珊瑚、海百合、菊石等各種海洋動物。同時，動物已到陸地上大量繁殖。二疊紀(jì)早期撫仙湖地區(qū)乃至西南地區(qū)發(fā)生火山噴發(fā)，留下大量玄武巖。

2.5億年前

三疊紀(jì)至6500萬年前的白堊紀(jì)時期，滇中地區(qū)最后一次從海底升起，撫仙湖地區(qū)湖泊交錯，水草豐美，山峰低矮。從早侏羅世開始，出現(xiàn)了以恐龍為代表的爬行動物大量繁衍。

6500萬年前

新生代由于喜馬拉雅造山運(yùn)動致使云南整個區(qū)域持續(xù)抬升，處于海洋中的滇西一帶也已由海變成陸地，滇中地區(qū)逐步變成高山。因此原先生活在淺海中的澄江古動物，也就出現(xiàn)在帽天山上。

寒武紀(jì)為什么會發(fā)生生物大爆發(fā)？又是怎么發(fā)生的？那些奇奇怪怪的生物是以前就有的還是突然出現(xiàn)的？

寒武紀(jì)大爆發(fā)是個相對概念，是指寒武紀(jì)早期生物多樣性出現(xiàn)的時間長度與地球歷史長度相比是很短的。

地質(zhì)學(xué)研究表明生命在地球上已存在40億年了，但前35億年生命都消磨在了單細(xì)胞水平上，并無動物出現(xiàn)的證據(jù)。在距今5.4-5.3億年前，生命經(jīng)歷了一次革命性的大規(guī)模演化，絕大部分最大生物分類單位—— “門”一級動物代表突然之間出現(xiàn)在地球上，如今地球上所有一切天上飛的、地下跑的、海里游的動物的祖先，差不多都在那個時代出現(xiàn)了。這個過程實(shí)際上是200至1000萬年左右，但相對于35億年的地球生物史，就好像是一天中的1分鐘。為此，古生物學(xué)引用“大爆發(fā)”一詞，來形容生物多樣性突然爆發(fā)式出現(xiàn)。

這是布爾吉斯一種神似耗子的生物，平時在海中倒立游泳，上面很多節(jié)肢動物都采用類似方式。然而你的眼睛怎么這么大（被萌到了，也很像敞篷巴士）。

舒德干教授把寒武紀(jì)大爆發(fā)總結(jié)為三幕演化：其中后兩個階段處于早寒武世初期(依次以小殼化石的首次輻射和澄江動物群爆發(fā)為代表)，另一個則發(fā)生在'寒武前夜'(即前寒武紀(jì)末期),以伊迪卡拉生物群為代表。

埃迪卡拉幕創(chuàng)造了各種基礎(chǔ)動物和原口動物的少數(shù)先驅(qū)，而寒武紀(jì)大爆發(fā)包括2大幕：第一幕發(fā)生在寒武紀(jì)初期梅樹村期，以最早的輻射對稱原口動物小殼化石為代表；第二幕以澄江動物群為代表，誕生了后口動物的完整譜系，即全部五大現(xiàn)生類群最古老代表(棘皮類、半索類、頭索類、尾索類、脊椎類)的原始代表和絕滅的古蟲動物門。這次獨(dú)特的生命大爆發(fā)被認(rèn)為誕生了動物形態(tài)演化譜系樹。

為什么會在寒武紀(jì)出現(xiàn)如此眾多豐富的生物？科學(xué)家們提出許多假設(shè)，但目前還沒有一個清晰的、提出確鑿證據(jù)、令人信服的解釋，“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”仍然是一個沒有完全解開的謎。

本人（陳愛林）認(rèn)為全球大氣含氧量的上升，海水中磷元素的增加，冰期的結(jié)束，地球運(yùn)轉(zhuǎn)的坐標(biāo)變化，生命遺傳密碼的數(shù)量突變、性別分化以及物種的競爭等無數(shù)大自然的機(jī)緣鑰匙共同開啟了寒武紀(jì)大爆發(fā)。