恐龙生存时期地球环境的大变动

恐龙生存时期地球环境的大变动
恐龙生存时期地球环境的大变动

恐龙生存时期地球环境的大变动
地球历史上的中生代曾经生息过种类繁多的爬行动物.1842年,英国解剖学家欧文为这类动物种群起了一个生动而响亮的名字——恐龙（恐怖的蜥蜴）.就是这样一个主宰地球达1.6亿年之久,盛极一时的庞大动物类群,在白垩纪末期却突然惨遭覆灭,写下了生物史上令人费解的一章.
1、谁杀死的恐龙
到目前,各种有关恐龙灭绝原因的解释不下几十种,如气候变化说,植物影响说等等,但均不能自圆其说,其中小行星撞击地球的假说近来倍受各方关注.美国物理学家路易·阿尔瓦雷兹在研究白垩纪末期地层中的粘土层时发现,微量元素——铱的含量比其他时期岩层中陡然增多30~160倍,之后人们从全球多处地点取样测验都得出同样结论,白垩纪末期地层中铱元素含量异常增高的确是普遍性的,于是他认为在白垩纪末期有一颗直径约10公里的小行星撞击了地球, 产生的尘埃遮天蔽日,造成地表气候环境的变化导致了恐龙的消亡.但是,用小行星撞击来解释岩层中铱元素含量增加和恐龙灭绝存在许多疑点.
1、 小行星一般都是由硅、 铁类元素构成,这样巨大的小行星落在地球表面即使经历漫长岁月也不可能踪迹全无,而在地球上从未发现有这样大型的陨石；
2 、白垩纪末期的岩层大部分是熔岩冷却形成的火成岩 ,由尘埃堆积而成的沉积岩只占地表很小一部分.仅一颗小行星撞击扬起的尘埃能够把当时地球上绝大多数动植物埋入深达几千米的岩层中吗?
3 、一颗小行星所含的铱元素就能均匀的散布以至覆盖整个地球表面吗?况且,铱元素在地外小行星上存在（含量并不高）,在地球深处也同样存在,为什么只推测来自地球以外而不是来自地球内部呢?
其实,白垩纪末期地层中铱含量增多的异常情况与恐龙的灭绝的确密切相关,但通过仔细研究却可以得出另一种结论.我们知道,在地球内部进行的热核反应会不断积聚起巨大的能量,一旦地壳承受不住时,内部压力便冲破地壳突然释放形成大爆发.铱——这种主要存在于地核内的元素,在大爆发时通过熔岩喷发从地球深处带到了地壳表层,而公认的标志白垩纪结束的粘土层正是大量火山灰尘沉积形成（科学家在夏威夷克拉维亚火山喷出的气体中曾检验出微量的铱）.所以,白垩纪末期地层中铱含量普遍增多恰好证明地壳发生了普遍性剧烈喷发.
化石档案告诉我们,绝大多数恐龙的死亡时间和绝大部分恐龙蛋化石的形成年代是在白垩纪末期,已发现的恐龙和恐龙蛋化石全部保存在白垩纪与第三纪界限（K-T界）的富含铱的薄粘土层下的地层中,富铱层的下伏地层和上伏地层中生物群的面貌截然不同,恐龙在白垩纪末期以后的地层中便消失了.各种地质和化石线索表明,白垩纪末期的地球上确实发生了对恐龙生存极为不利的突然变化,这与地质学界认定的白垩纪末期大规模造山运动等一系列全球性地壳构造剧烈变动的时间正相吻合.
白垩纪末期大爆发的能量,远非我们现今的火山爆发所能比拟,从大面积火成岩凝固的德干高原到辽阔大洋盆的出现,其熔岩喷发猛烈程度可想而知了.喷发时隆隆的轰鸣划破本来宁静的天空,滚滚的烟尘使世界陷入一片昏暗之中,生命乐园变成了死亡地狱.在大爆发后地壳膨胀分裂形成了现在的大陆和大陆架,原先曾经广布繁盛动植物的地球表面,地层开裂,山脉隆起,绝大部分动植物被喷发的熔岩和火山灰所掩埋,恐龙和其它动植物的遗骸在高温、高压、隔绝空气的巨厚岩层中,经历了漫长时期,这些有机物质发生了化学反应,变成了现在的石油和煤炭矿藏.由于石油具有流动性,沿着岩层中的缝隙汇集在地层中低凹的区域,因为地层构造与地表形状的整体性,所以,石油一般都集中在地表凹陷的地区下面的地层中,据勘探在所有大陆和大陆架的地层中都有石油和煤炭矿藏分布（大洋盆是白垩纪末期大爆发后才形成所以例外）.
通过化石可以了解某地质时代生物类群生活活动的情况,近年来在内蒙古巴音满都呼白垩纪末期的地层里出土的数百个原角龙和甲龙化石中,有大量恐龙完整骨架成群堆积在一起,从遗骸的埋葬姿势看,它们是在极度痛苦中死去.其中有两窝甲龙幼子,它们萎缩着身子紧紧依偎在一起,抬头作观望状,显然在临死前的时候发生了从天而降的可怕情况.在蒙古戈壁有一处食肉恐龙临死前正在孵卵的化石,它后肢叉开,前爪分开并伸向后方的动作显出是正在护着自己的卵,窝内有十五枚恐龙蛋.这些瞬间死亡场面清楚说明它们是灾难性的集体死亡,而且死后尸体迅速在原地被埋葬.在世界其它地方的恐龙化石许多都有相似的死亡特征.同时发现当地含化石的岩层是一种砖红色的粉沙岩层,而恐龙化石普遍出产于沙岩层中,这种由大量火山灰沉积而成的沉积岩正是形成化石的最佳环境.
化石形成的前提是生物死亡后,遗体或其生活活动的遗迹迅速被沉积物所掩埋.没有特殊情况形成的动物尸体迅速原地埋藏,是不会保留下这么多埋没时间相对集中,个体完整无缺的恐龙、恐龙蛋化石的.所以,大多数恐龙应是在生存环境一直基本正常的情况下,因突然降临的毁灭性灾难而大批死亡.可以推测那次环境剧变的过程相当突然和短暂（新星爆发时突然变亮的时间往往只有几天至几个月）.
2、恐龙灭绝了吗
大量的石油和煤藏以及体现当时地球环境特征的动植物化石均显示,白垩纪末期以前,地球大气层的密度和厚度远远超过现在.美国耶鲁大学的科学家发现一块8000万年前的玛瑙中密封着一个气泡,这个气泡中氧气含量高达30%,由此推断,8000万年前地球大气中氧含量为30%,而现大气中氧气含量仅21%.那时的地表在浓厚大气层包围中,全球都是非常温暖潮湿的气候环境.在趋于平坦的大地上湖泊广布、河流纵横,到处覆盖着高大的蕨类和裸子植物,一派郁郁葱葱、生机勃勃的景象.当时极地和赤道的温差很小,加拿大地质学家曾在北极圈内的埃尔斯米尔岛发现了一片以水衫为主的化石树林,林中还有鳄等爬行动物化石,说明白垩纪时的极地具有热带的气候.自然环境是决定生命存在形态的主要因素,动植物体形特征就是生活环境的反映,地球大爆发后,造成地球温度骤降,那些身躯硕大的只能在气温暖湿、植被丰富的优越环境下生活的特化动物恐龙们,一旦它们赖以生存的湿热环境不复存在时,即使侥幸躲过这场劫难存活下来,身体器官系统也已无法适应改变后的相对寒冷干燥、有冷暖季节区分的气候环境而继续生存,结果多数未能跨过新生代的门槛.
虽然包括恐龙在内的许多物种因不断的“灾变”而消亡,但生物进化链条的每一环节从来没有缺失,只是生物的形态、习性有所改变,由一种结构变成了另一种更适应环境的结构,新物种的诞生实际上是旧物种在新环境下进化的结果.当那些大型的恐龙由于气温过低和缺乏食物而大量死亡后,还有一部分幸免于难、体形较小的恐龙,因在生存方面具备的便于隐藏以躲避外界环境变化,食量小,耐肌饿等优势,伴随一些早在晚侏罗纪就已经进化为原始鸟类、哺乳类的原本不起眼的动物,遵循物竞天择、适者生存的自然法则,在相对恶劣的环境中,经过7000万年不断演变,大多数恐龙改变了原来的形态,由变温的冷血动物演变为耐寒的能调节体温的热血动物——鸟类、哺乳类及人类,逐步占领了地球生物圈的广阔空间.由于哺乳类与爬行类的渊源关系,在它们身上仍可以看到恐龙的身影,如犀牛与角龙、鸭嘴兽与鸭嘴龙……否则,老虎、大象从哪里来的?
每次大规模物种进化后,总会有一些物种保持原状.像部分鱼类在泥盆纪因地表出现陆地而演变为两栖类后,鱼类还延续存在一样,爬行类中也有极少数至今仍然保持了7000万年前恐龙的原始形态.从那些小型恐龙和古鳄化石可以看出现今生存的巨蜥、鳄的相貌与恐龙时代生活的前辈一脉相承.
3、生命进化的“灾变”
地球岩层中的生物遗迹揭示,恐龙灭绝等一系列物种突变是源于一种相同的驱动因素,不是偶然和不确定性的,而是可以预测和定向性的.印度德干高原暗色火成岩的形成是在白垩纪末期不到100万年内喷发出来的,西伯利亚暗色火成岩的形成年代与二叠纪末期生物大灭绝之间也有明显的联系,地球上大部分泛布玄武岩的地层形成时间与历次生物大灭绝时间大体一致.在生命进化史上生物界几经周折和磨难,生物灭绝从没有停止过,每隔一定时期就会发生一次物种大灭绝.白垩纪末期的恐龙灭绝不是惟一的灾难,而只是距今最近的一次.在更早的年代中曾发生过多次,如二叠纪末期,活跃在海洋中的三叶虫等大多数海生无脊椎动物类群的突然大大减少,还有奥陶纪末期……
地质年代的地层单位之间界限就是以古生物、古气候等划分的,从太古代到新生代的每一地质年代交界时都是地壳构造剧烈活动,地表环境发生迅速变化,生物形态出现大规模变异的时期.白垩纪末期的大爆发就像震旦纪与寒武纪交界、二叠纪与三叠纪交界的大爆发是同样的情况,不同时代的生物大灭绝现象的背景都是由于每次地球大爆发过程中,地球生态系统遭受严重破坏,大批生物的死亡导致的生物多样性陡然下降.
地球的大爆发虽然是一个突然的过程,但也是一段时期地壳变化积累的结果.之所以在K-T界以后的地层中很少找到恐龙的化石,是因为化石的形成和保存需要苛刻的条件,并不是所有生物的遗体都能成为化石,保存在岩层中的化石只是地质历史时期曾经生存过的生物中非常少的一部分,这就造成了生物史记录的不完备性.只有每一次地球大爆发过程中出现的特殊地质环境才会有大量生物以化石的形式保留下来,因为地球的大爆发过程是周期性的,所以,物种灭绝率每隔一定的时间（约几千万年）出现一个峰值,而被保存下来的表明生物进化史的化石证据也是阶段性的.
地壳周期性的地质变动会使化石标本呈现出突然性变异,却不能完全否定生物通过天择对生物实践有利遗传的改变是一个渐变的过程,物种突变的周期也只是相对短暂.根据遗传学研究,物种从一种遗传稳态转变到另一种遗传稳态是需要几百个以上的世代才能完成的,例如几乎所有现生动物门一级或纲一级的动物化石在地层中突发性出现的“寒武纪生命大爆炸”现象不是只发生在早寒武纪的短短几百万年内,在晚震旦纪就已经出现了各种各样的多细胞动物；越来越多的带羽毛恐龙化石被发现,证明部分小型兽脚类恐龙早在约1、3亿年前由于环境改变而开始了向鸟类演变的进程.同样,显赫一时的恐龙家族在白垩纪末期的消失并不是恐龙种群全部绝迹,在早第三纪的地层中还没有发现恐龙化石也不等于早第三纪没有恐龙生存,原因是在大爆发的间歇期,地壳大规模变动停止后,地表环境进入相对平稳时期,已不具备生物遗体化石化的基本条件,动物死后尸骸暴露在自然环境中受风化、流水以及氧化分解等外力作用早已化为乌有,即使有局部地区的火山爆发时形成的少量化石也只能是残肢碎片了.于是我们就很难发现大爆发间歇期的大量完整生物化石.
迄今没有明显的证据可以证明,像恐龙灭绝这种大规模生物灭绝是由于小行星撞击等来自外太空的影响引起.但是,地球内部地质构造曾经频繁变动（至今仍在继续）的事实表明,恐龙灭绝的罪魁祸首只有一个——即白垩纪末期的地球大爆发.不断发生的周期性地壳构造变动（大爆发）引起的环境“灾变”,在生命进化过程中起着主导作用.当然,物种的逐渐进化也始终贯穿于整个生命演变过程.这种周期性天体爆发是所有行星（包括地球）在演变过程中不可缺少的重要环节.那些高山上的海洋生物化石和海底下的石油矿藏就是解释恐龙时代因地壳剧烈变动而终结的最好说明.