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TUhjnbcbe - 2021/11/20 18:17:00
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今天我们谈谈地质年代,不知道大家背诵地质年代表的时候是不是觉得很抽象,今天我们来详细讲讲这部分内容。先把上期(自然地理13的表格回顾一下)。

地球已经度过近46亿年的漫长岁月,根据地壳上不同时期的岩石和地层,在形成过程中的时间(年龄)和顺序,我们把其中时间表述单位分为宙、代、纪、世、期、时,把地层的表述单位分为宇、界、系、统、阶、带。地质年代它包含两方面含义:其一是指各地质事件发生的先后顺序,称为相对地质年代;其二是指各地质事件发生的距今年龄,由于主要是运用同位素技术,称为同位素地质年龄(绝对地质年代)。这两方面结合,才构成对地质事件及地球、地壳演变时代的完整认识,地质年代表正是在此基础上建立起来的。下面我们来回顾这段既壮观又神秘的地球往事。

冥古宙(Hadean)

距今45.6~40亿年,地球形成之初,地球表面覆盖着“岩浆海”,地球持续受到大量陨石撞击,在地月大撞击事件后,月球分离出去。早期海洋和大气层也在这一期间形成,但没有生物活动。

太阳系形成初期

冥古宙地球岩浆海

忒伊亚大撞击——地月系统形成

太古宙(Archean)

距今40~25亿年,地壳处于早期阶段,地壳薄弱,为脆弱的玄武岩圈,地壳运动极频繁,壳下的高热物质经常向地表喷出和侵溢,因而火山活动也极强烈。当时全球几乎都是浅海洋,只有分散的孤立的岛屿式小陆块。后经过多次的强烈构造运动,至太古代末,形成了最初的较稳定的陆块(称之为陆核),现今每个大陆都有一个或数个这样的陆核。

原核生物在海底火山热液口形成

大陆地壳演化和大量叠层石

太古宙想象图

叠层石复原图和现代鲨鱼湾叠层石

元古宙(Proterozoic)

距今25~5.41亿年,由于陆核的出现和扩大,地壳稳定性得到加强。到早元古代末,地球上发生一次较广泛而强烈的地壳运动(我国称吕梁运动),一些洋壳褶皱隆起,并伴有岩浆喷溢和岩层的变质作用,使陆核加大,形成一些较大而稳定的古陆。

以后又围绕这些古陆不断焊接增长,至晚元古代时,全球形成了五个巨型的稳定古陆,即北半球的北美古陆、欧洲古陆、西伯利亚古陆、中国古陆和南半球的冈瓦纳联合古陆(包括现在的南极洲、澳大利亚、印度、非洲、南美洲)。

围绕这些古陆周围为海槽活动带。也有学者认为,前古生代时期地球上大陆曾经历过多次的分合,至元古代未曾出现一个联合古陆(泛大陆),到寒武纪以后才开始分裂成五块大陆。

Columbia超大陆和Rodinia超大陆

雪球地球使冰层延伸到赤道

埃迪卡拉生物群

寒武纪(Cambrian)

从早寒武世开始,世界各地开始了广泛的海侵,至奥陶纪时海侵规模最大,全球除北半球的东欧地台及南半球的冈瓦纳古陆外,其余地区几乎为海水淹没,形成了广阔浅海及碳酸盐沉积。

寒武纪海洋——奇虾为最强捕食者

欧巴宾海蝎在捕食皮卡虫

马尔三叶形虫

三叶虫与三叶虫化石

奥陶纪(Ordovician)

奥陶纪以后,各地广泛发生海退,尤其至晚志留世末,由于各板块之间的移动靠拢碰撞,发生了一次世界性的强烈的构造运动(称加里东运动),使部分海槽挤压褶皱上升成山脉,如加里东海槽、蒙古海槽、我国的祁连海槽和华南海槽等,从而使全球陆地面积扩大。由于西北欧和北美东北部加里东褶皱带的形成,使北美古陆与欧洲古陆相连,导致了古大西洋的关闭。

以角石为代表的奥陶纪海洋生物

晚奥陶世部分节肢动物可以短暂登陆寻找搁浅的动物

靠坚硬头甲保护自己的甲胄鱼

志留纪(Silurian)

志留纪气候长期温暖,冰川消融导致海平面升高,全球较高的气温导致大气环流减弱,海洋深处氧含量不足,地球各地长期处于滞留的缺氧环境,发育大量黑色笔石页岩层。海洋中大量分布着漂浮或固着的笔石动物,板足鲎是这时的海洋霸主,有颌鱼类开始出现,珊瑚和层孔虫也在此时繁盛起来。最早的植物登陆,也代表着生物征服陆地的开始。

陆地顶囊蕨繁盛,海洋是板足鲎的天下

志留纪代表生物

笔石是一类群居性的半索动物

漂浮于海洋或固着在洋底

泥盆纪(Devonian)

从泥盆纪晚期开始,这些古陆的内陆或边缘,又遭受不同程度的海侵,形成一些陆表或陆缘浅海。泥盆纪的海洋,被称为“鱼类时代”,晚泥盆世,脊椎动物开始征服陆地。晚泥盆世发生了地球史上第二次大灭绝,持续时间长达~万年,地球上50%的属消失。

泥盆纪——“鱼类时代”

正在捕食的邓氏鱼

最早登陆的脊椎动物——鱼石螈

石炭纪(Carboniferous)

在石炭、二叠纪时期,北方大陆由于处在较低纬度,且海陆变迁较频繁,古陆上形成许多近海沼泽平原和内陆盆地,气候湿暖,林木茂盛,为煤的形成提供了物质基础,很多地方都形成了重要煤田,是全球第一个且最为重要的造煤时期。

当北方大陆森林密布、沼泽丛生时,南方的冈瓦纳大陆却是冰雪晶莹,出现了地史上第二次大冰期——石炭纪末至早二叠世冰期。根据二叠纪时联合古陆位置,这些冰盖中心是位于冈瓦纳古陆的高纬度及南极田地区(现在为南美东南部、非洲南部、印度南部、澳大利亚西部、南极洲)。

节胸马陆等大型昆虫在石炭纪雨林中穿行

两栖动物在石炭纪繁盛

翅展近1米时速60公里的巨脉蜻蜓

正在捕食爬行动物的中突蛛

石炭纪雨林正在走向崩溃

二叠纪(Permian)

二叠纪时期“泛大陆”逐渐形成,陆壳抬升,气候更加干燥,爬行动物发育,陆地进入了“巨兽时代”。二叠纪末期发生了地球史上最惨烈的大灭绝事件,地球上95%的物种消失。

二叠纪——“巨兽时代”

异齿龙的高大背帆有助于控制温度调节

惨烈的二叠纪末大灭绝抹除了地球95%的生物

“泛大陆”Pangea在二叠-早三叠期间形成

三叠纪(Triassic)

中生代包括三叠纪、侏罗纪和白垩纪,距今约2.5亿年-万年,延续约1.8亿年。中生代的地壳运动,主要有发生在三叠纪中、晚期的印支运动和发生在侏罗、白垩纪的太平洋运动(又称旧阿尔卑斯运动,我国称燕山运动)。中生代地壳演化的总趋势是:联合古陆的分裂解体,大西洋的形成和扩展,古地中海收缩关闭,太平洋逐渐缩小及环太平洋褶皱带的形成。

晚古生代后期形成的联合古陆,经历了约1亿年时间后,于2亿年前,即三叠纪末,开始发生分裂。裸子植物达到鼎盛,在许多地区形成了大片茂密的森林,被子植物出现。动物产生了许多新的种类,陆生脊椎动物迅速演化以适应各种各样的生态环境。

首先是北美与欧亚大陆分离,出现了原始的北大西洋,南美与非洲分裂,形成原始的南大西洋;印度和非洲漂离南极洲,形成了原始的印度洋。

爬行动物和裸子植物占领着三叠纪大陆

原始鳄鱼类和早期恐龙出现

重返海洋的鱼龙

侏罗纪(Jurassic)

侏罗纪时期泛大陆开始裂解,海洋面积扩大,温度升高,氧含量和二氧化碳含量升高。

以恐龙为代表的爬行动物达到鼎盛,裸子植物和进步的蕨类植物组成茂密的原始森林。陆地上的异龙、空中的翼龙以及水中的鱼龙成为了地球的主宰,真哺乳动物出现。一些长着羽毛的恐龙飞向了天空,成了鸟类的鼻祖,而哺乳动物缓慢发展。

恐龙成为地球的主导,数量种类逐渐繁盛

高大的裸子植物进入鼎盛期,被子植物也开始繁盛

恐龙长出了羽毛开始飞向天空

白垩纪(Cretaceous)

到侏罗纪、白垩纪时,南北大西洋进一步扩展,印度漂离非洲。澳大利亚漂离南极洲向东北方向移动。冈瓦纳古陆已彻底解体成五大块(南美、非洲、印度、澳大利亚和南极洲)。

位于北方古陆和南方古陆之间的古地中海,由于印度和非洲板块向北漂移而逐渐缩小。到白垩纪末,两板块北漂至欧亚板块南部,并与欧亚板块发生挤压碰撞,致使该地区的地层受挤压褶皱上升,形成阿尔卑斯、高加索及中亚等山脉。大西洋的产生和不断扩展,使太平洋不断缩小。由于太平洋板块与向西漂的美洲板块俯冲碰撞,使其接触地带,即环太平洋东岸海槽产生强烈挤压上升,并有强烈的火山活动,形成了一系列褶皱山脉,如内华达山脉、安第斯山脉等。在太平洋西岸海槽,则由于太平洋板块向亚洲板块俯冲而形成亚洲东部的一系列断褶隆起带和断陷盆地,伴有大规模的岩浆侵入和喷发,并形成了环太平洋多金属成矿带。

中生代的晚三叠世及侏罗纪时期,气候温暖潮湿,植物茂盛,为成煤提供了物质基础,故T3-J是地史上又一次重要成煤时期。

白垩纪恐龙演化到顶峰,种类繁多

霸王龙正在与三角龙对峙

沧龙接任蛇颈龙成为海洋中的霸主

白垩纪末期火山活动剧烈

万年前的小行星撞击地球带来了第五次大灭绝

古近纪(Paleogene)

新生代是地史最近阶段,从万年前至现代,包括早第三纪、晚第三纪和第四纪,第四纪只进行了-万年。新生代的构造运动称喜马拉雅运动(或称新阿尔卑斯运动),其中第三纪末至第四纪的构造运动屑于新构造运动。

全球气候较为多变,南北极先后发育大冰盖。森林不再一统天下,草本植物开始广布,地球上有了真正的草原。哺乳动物牙齿分工明细,听觉和嗅觉灵敏,擅长维持体温,后代成活率高。

新生代地壳演化的总特点是:地中海-喜马拉雅海槽最后封闭,形成强烈而高耸的褶皱带;大西洋和印度洋继续扩张;环太平洋海槽不断褶皱隆起,洋区日益缩小,各大陆相对漂移或靠拢,逐渐形成东半球大陆和西半球大陆以及现代的全球海陆分布面貌。

古近纪森林复原图

古新世12米长的泰坦巨蟒是历史上最大的蛇

旁边为1.5米的圆壳龟

古近纪始新世生物面貌——恐鹤

在追逐小型哺乳动物

渐新世的体长8米高9米的巨犀

是有史以来最大的陆生哺乳动物

新近纪(Neogene)

距今2~万年,各大洲板块逐渐形成现今的位置,阿尔卑斯山形成,高山改变了空气流通和天气模式。随着气候变化,从海岸线到高纬度地区的森林,逐渐让位于草原,擅长奔跑和啃草的动物脱颖而出,东非草原上的一小部分灵长类开始直立行走,人类的祖先出现。

新近纪复原图

下颌长有一对下门牙的铲齿象

生存在中新世的非洲大草原

南美洲的剑齿虎开始争夺恐鹤的霸主地位

巨齿鲨成为新近纪海洋中的霸主

新近纪的南方古猿

第四纪(Quaternary)

从距今约万年前一直持续到今天,寒冷的冰期和气候回暖、冰川退缩的间冰期不断交替,可划分出几十次冰期-间冰期旋回。在距今不过几万年的末次冰期,今天地球上的所有动植物物种几乎都出现了,而猛犸象、披毛犀、剑齿虎、剑齿象等巨兽在末次冰期束后几乎全部消失,大熊猫、麋鹿等动物则和人类一样熬过了冰期-间冰期旋回,生存至今。早在万年前,非洲的能人就学会了打制石器,万年前,直立人开始走出非洲,之后不断发展进化到智人。

剑齿虎依然是更新世的强力捕食者

披毛犀正在适应冰期的寒冷气候

第四纪猛犸象

猛犸象家族正在穿越危险的火山热泉

人类开始建立部落——人类文明正在出现

现代文明的人类充满对地球过往的好奇心

在太平洋东岸,由于太平洋板块与西漂的美洲板块继续俯冲碰撞,使美洲西部已经形成的褶皱带进一步受挤压,在北美大陆西缘形成了海岸山脉,在南美西部安第斯山区,最后全部隆起成高耸山系,同时伴随有大规模的中性或基性的岩浆喷发。

在太平洋西岸,太平洋板块继续向亚洲板块俯冲挤压,使环太平洋西部海槽及亚洲大陆外缘普遍褶皱隆起,伴有强烈的火山喷发,形成了环列东亚大陆边缘的火山岛弧,包括千岛群岛、日本列岛、琉球群岛、台湾岛、菲律宾群岛及加里曼丹群岛等。由于环太平洋海槽是板块的俯冲地带,故地壳运动非常活跃,是现今世界上火山活动和地震活动极为强烈的地区。

新生代期间,美洲大陆和欧、非大陆继续分裂,大西洋不断扩张加宽、并延入北极地区,形成了现今的大西洋面貌。澳大利亚大陆进一步漂离南极洲,形成现今的印度洋。欧非大陆内部的一些地方,由于受大陆东西分裂影响,形成了一些基本南北走向的巨大张裂带,如东非大裂谷、西欧莱茵河谷等。

地壳经历了前古生代、古生代、中生代至新生代漫长而复杂的演变发展,至第四纪时形成了现代的地壳构造格局和自然地理面貌,出现了七大洲、四大洋的海陆分布轮廓。

图片来源:DeviantArt,Pinterest,Wikipedia参考资料:中科院地质地区所预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇
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