地球史上最严重的大灭绝事件发生在哪个时期

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自寒武纪生物大爆发以来，其中出现了五次影响遍及全球的生物大灭绝事件。

第一次，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85%的物种灭亡。古生物学家认为这次物种灭绝是由全球气候变冷造成的。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85%的物种灭绝。

第二次， 在距今约3.65万年前的泥盆纪后期， 历经两个高峰，中间间隔100万年，是地球史上第四大的物种灭绝事件，海洋生物遭到重创。

第三次，距今约2.5亿年前的二叠纪末期， 估计地球上有96%的物种灭绝，其中90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物灭绝， 是地球史上最大也是最严重的物种灭绝事件。这次大灭绝使得占领海洋近 3亿年的主要生物从此衰败并消失。

第四次，距今1.95亿年前的三叠纪末期，估计有76%的物种，其中主要是海洋生物在这次灭绝中消失。 这一次灾难并没有特别明显的标志，只发现海平面下降之后又上升了，出现了大面积缺投氧的海水。

第五次，距今6500万年前白垩纪末期， 是地球史上第二大生物大灭绝事件，约75%--80%的物种灭绝。在五次大灭绝中，这一次大灭绝事件最为著名，因长达14000万年之久的恐龙时代在此终结而闻名， 海洋中的菊石类也一同消失。其最大贡献在于消灭了地球上处于霸主地位的恐龙及其同类， 并为哺乳动物及人类的最后登场提供了契机。

历史上有几次生物大灭绝

板块构造学说是关于全球构造的理论，是当今地球科学界普遍认同的学说。它的发展主要经历了大陆漂移学说、海底扩张学说和板块构造学说三个阶段。

1.大陆漂移说

德国人魏格纳(A.Wegener，1880～1930年)于1912年提出了这个假说。他从南美大陆和非洲大陆边缘轮廓非常吻合，似乎是沿大西洋发生过裂开和漂移这一现象着手，收集了大量有关地质结构、古冰川、岩石和化石等资料，发现有许多相似性与可拼合性，大胆地提出了大陆漂移的设想，开创了大地构造学中的新潮流——活动论。他认为地球上所有的大陆，在大约三亿年前(石炭纪后期)，曾经是一个庞大的联合古陆，称为“泛大陆”，海洋也只有一个围绕着它的“泛大洋”，后来在中生代时才逐渐分离、漂移，形成现在的状态(图13-38、图13-39)。

图13-38 大陆壳在漂移过程中几个时代的位置

(魏格纳，1912)

A—晚石炭世；B—始新世；C—早更新世

图13-39 大西洋两岸大陆的拼接

(据E.C.Bullard，1965)

大陆漂移学说认为较轻的花岗岩质大陆壳，在较重的玄武岩质基底之上漂移。大陆漂移沿着两个方向：一个是大陆由东向西飘移，由潮汐摩擦阻力引起的；另一个是大陆由极地向赤道的离极运动，由地球自转产生的离心力所致。由于漂移速度不同，就分裂成各大洲，其间就形成了各大洋。大陆漂移前缘受基底阻碍处就挤压形成了褶皱山脉。

限于当时的科学水平，大陆漂移说未能正确说明大陆漂移的驱动力问题。因为刚性的花岗岩层不可能在刚性的玄武岩层上漂移；潮汐摩擦阻力与地球自转离心力太小，不足以引起大陆长距离漂移。所以，尽管有许多证据的支持，也曾深深震撼了地球科学界，但是仍未得到大部分地质工作者的接受，特别是受到固定论者(槽台说为代表)的坚决反对，到了20世纪30年代便逐渐消沉下去了。

2.海底扩张说

第二次世界大战后，由于战略需要和科学技术的发展，展开了多方面的海洋调查工作，取得了大量成果，其中包括：大洋中脊形态(全球裂谷系)、海底地热流分布异常、海底地磁条带异常、海底年龄及其对称分布、海底地震带及震源分布、岛弧及海沟、地幔上部的软流圈等等。到20世纪60年代初，美国地质学家赫斯(Hess)和迪茨(R.S.Dietz)，在总结了对流说和大陆漂移说的基础上，对广泛的海底调查资料综合分析后，创立了一个崭新的学说——海底扩张说。

海底扩张说认为：新的洋底在洋脊裂谷带形成，并不断向两侧扩张，同时老的洋底在海沟处插入地下，返回软流圈，造成物质循环。洋底的扩张运动速度每年约一至几厘米，这就使洋底大约每三、四亿年更新一次。洋底扩张的驱动力是地幔物质的热对流。洋脊轴部是对流圈的上升处，海沟是对流圈的下降处。刚性的洋壳驮在软流圈上被动地随地幔对流体的运动而运动(图13-40、图13-41)。如果上升流发生在大陆下面，就导致大陆的分裂和新大洋的形成，如在红海裂谷中见有高温卤水区，推断红海可能就是新大洋的雏形。

图13-40 海底扩张说示意图

(引自柴东浩等，2000)

图13-41 由地幔对流引起岩石圈板块的移动(海底扩张)

(据P.J.怀利，1980)

海底扩张说的主要证据绝大部分来自海洋地球物理的调查结果，对洋底形成和演化规律进行了系统地解释。虽然还存在很多疑问，却极大地激发了人们进一步探讨的欲望。

3.板块构造的概念

在海底扩张说提出后短短几年时间，人们获得了大量新的研究成果，如地磁场转向年代表、海底地磁条带、深海钻探揭示的海底年龄、洋中脊潜水考察的发现、转换断层的发现、海洋的开闭(威尔逊)旋回等，证实了海底扩张的存在并导致了板块构造学的诞生。

1968年在一次学术交流会上，美国的摩根(W.J.Morgan)、法国的勒比雄(X.Le Pichon)、英国的麦肯齐(D.P.Mckenzie)等不约而同地提出了板块构造学说。把海底扩张说的基本原理扩大到整个岩石圈，并总结提高为对岩石圈运动和演化的总体规律的认识。它的研究所及已覆盖了地球上全部面积，所以称为全球构造理论。

板块构造的概念是：刚性的岩石圈分裂成为许多巨大块体——板块，它们驮在软流圈上作大规模水平运动，致使相邻板块互相作用，板块的边缘便成为地壳活动性强烈的地带。表现为强烈的岩浆活动、地震活动、构造变形、变质作用以及深海沉积作用。板块的相互作用，从根本上控制了各种内力地质作用以及沉积作用的进程。

4.板块边界类型

板块边界有三种类型：离散型边界、汇聚型边界和转换断层。

离散型边界(板块生长边界)主要以大洋中脊(或中隆、裂谷)为代表。沿此边界岩石圈分裂和扩张，地幔物质涌出，从而产生洋壳。这里有大量玄武质岩浆喷发，频繁的浅源地震以及地堑型断裂活动，而且在这里新生的玄武岩因受洋脊高热流影响，广泛出现轻度的变质作用(玄武岩变成绿色片岩，超基性岩变成蛇纹岩等)。东非裂谷、红海裂谷均属于此类边界的早期阶段。

汇聚型边界(板块消亡边界)也称为毕鸟夫带。主要以岛弧-海沟为代表。沿此边界两个相邻板块作相向运动，产生挤压，大洋板块向下俯冲潜没，引起强烈的地震、岩浆作用、变质作用和构造变形。

由于俯冲板块在深部被熔融而形成岩浆，引起岛弧(山弧)火山作用与侵入作用，常形成海沟、岛弧、弧后盆地的地貌组合，称为沟-弧-盆体系。环太平洋构造带是汇聚型边界的典型代表(图13-42)。

图13-42 由于消减作用引起岩浆活动与火山示意图

(据A.N.Strahler，1977)

A—美洲西岸火山带的情况；B—西太平洋岛弧区的情况

另外，还有一种特殊的汇聚型边界——地缝合线，它是两个大陆之间的碰撞带。当大洋中脊的扩张速度减缓或大洋板块俯冲加速，俯冲消减的速度大于增生的速度，导致洋壳面积不断减小，直至消亡，使原来位于大洋两侧的大陆板块发生碰撞和挤压，并最终“焊接”在一起，在板块的结合处形成一系列的山脉，并伴随着强烈的构造变形、岩浆活动以及区域变质作用。如喜马拉雅褶皱带就是由于印度板块与欧亚板块中间的特提斯洋壳消亡，使两个大陆板块碰撞而形成的。喜马拉雅山脉北面的雅鲁藏布江一带，就是地缝合线。

图13-43 转换断层与平推断层区别示意图

A，B—转换断层；C，D—平推断层；双线为洋脊；黑点为震源

转换断层 是一种特殊类型的板块边界，沿此边界既无板块的增生，又无板块的消减，而是相邻两个板块作剪切错动，引起地震和构造变形。它常垂直错断大洋中脊，也可以同海沟、山脊在一起。著名的美国西部圣安德列斯断层，就是一条错开太平洋中隆的转换断层。表面看，转换断层非常像平推断层，但又有许多差异(图13-43)。

5.全球板块的划分

根据板块边界，可将全球板块划分为六大板块：太平洋板块、欧亚板块、澳大利亚-印度板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块(图13-44)：

图13-44 全球板块的划分

以上是全球规模的板块，除太平洋板块几乎完全是洋壳外，其余五大板块均包括了洋壳与陆壳。

除以上六大板块以外，还有面积小于1.0×107km2的较小板块，包括：纳兹卡板块(南美洲西岸外)、可可板块(南、北美洲之间的西岸外)，加勒比海板块(位于加勒比海及附近地区)、富克板块(北美西岸外)、菲律宾板块(位于菲律宾及其与马里亚纳群岛之间的地带)等。不同的学者对小板块的划分存在一定的差别。实际上大部分的小板块是古板块未完全被俯冲消减的残余部分，如太平洋东岸的几个小板块，可能是原东太平洋板块的组成部分。

6.板块的驱动机制

虽然板块构造学说早已得到地质学界的认同，但是板块的驱动力问题仍未达成共识，这是因为大部分的板块驱动力理论都处于假设阶段，目前尚无法以实验或令人信服的方式予以论证。

目前，大多数地质学家认为板块是驮在地幔对流体上运动的，地幔对流是引起板块运动的根本原因。但是对于地幔对流的形式(涉及的深度)仍有不同的见解：即分层地幔对流模式和全地幔对流模式。

还有一部分学者认为，板块的驱动力主要来自于俯冲板块相变所产生的重力拖曳力和洋脊扩张产生的侧向推挤力。这一观点曾在20世纪80年代占主流地位。

总之，板块构造理论是综合了许多学科的最新成果而建立起来的大地构造学说，它以地球整个岩石圈板块的活动方式为依据，建立了世界范围的构造运动模式，对一些全球构造问题给予了合理的解释。它是当今最重要、最热门的地学理论。

第一次

编辑

时间：距今4.4亿年前的奥陶纪末期。事件：导致大约85%的物种绝灭。

第一次物种大灭绝又称奥陶纪大灭绝。

奥陶纪

奥陶纪（Ordovician Period，Ordovician），地质年代名称，是古生代的第二纪，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”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。

生物演化

当时气候温和，浅海广布，世界许多地方（包括中国大部分地方）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，自早奥陶世开始即已兴盛繁育，分布广泛。腕足动物演化迅速，大部份的类群均已出现，无铰类、几丁质（chitin）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，三叶虫在胸、尾进化出许多防御性针刺，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，复体的珊瑚虽说还较原始，但已能够形成小型的礁体。

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已经出现。

第一次物种大灭绝发生在4亿4千万年前的奥陶纪末期，由于当时地球气候变冷和海平面下降，生活在水体的各种不同的无脊椎动物便荡然无存。

在距今4.4亿年前的奥陶纪末期，发生地球史上第一次物种灭绝事件，约85%的物种灭亡。古生物学家认为这次物种灭绝是由全球气候变冷造成的。在大约4.4亿年前，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，容易造成厚的积冰——奥陶纪正是如此。大片的冰川使洋流和大气环流变冷，整个地球的温度下降，冰川锁住水，海平面降低，原先丰富的沿海生态系统被破坏，导致85%的物种灭绝。

灭绝

最终生物大灭绝。

第二次

编辑

时间：距今3.65亿年前的泥盆纪后期。

事件：海洋生物遭受了灭顶之灾。

第二次生物大灭绝又称泥盆纪大灭绝。

泥盆纪简介

泥盆纪（Devonian period），地质年代名称，古生代第四纪，约开始于4.05亿年前，结束于3.5亿年前，持续约5000万年。

泥盆纪分为早、中、晚3个世，地层相应的分为下、中、上3个统。泥盆纪古地理面貌较早古生代有了巨大的改变。表现为陆地面积扩大，陆相地层的发育，生物界的面貌也发生了巨大的变革。陆生植物、鱼形动物空前发展，两栖动物开始出现，无脊椎动物的成分也显著改变。

鱼类的时代

泥盆纪是脊椎动物飞越发展的时期，鱼类相当繁盛，各种类别的鱼都有出现，故泥盆纪被称为“鱼类的时代”。最重要的是从总鳍类演化而来的，两栖类、爬行类的祖先四足类（四足脊椎动物）出现。

对古气候的研究显示泥盆纪时期是温暖的。化石记录说明当时远至北极地区都处于温带气候。第二次物种大灭绝发生在泥盆纪晚期，其原因也是地球气候变冷和海洋退却。

在距今约3.65亿年前的泥盆纪后期，历经两个高峰，中间间隔100万年，发生地球史上第二次物种灭绝事件，海洋生物遭到重创。

第三次

编辑

时间：距今2.5亿年前的二叠纪末期。

事件：导致超过95%的地球生物灭绝。

第三次生物大灭绝又称二叠纪大灭绝。

二叠纪简介

二叠纪（Permian period）是古生代的最后一个纪，也是重要的成煤期。二叠纪分为早二叠世， 中二叠世和晚二叠世。二叠纪开始于距今约2.95亿年，延至2.5亿年，共经历了4500万年。二叠纪的地壳运动比较活跃，古板块间的相对运动加剧，世界范围内的许多地槽封闭并陆续地形成褶皱山系，古板块间逐渐拼接形成联合古大陆（泛大陆）。陆地面积的进一步扩大，海洋范围缩小，自然地理环境的变化，促进了生物界的重要演化，预示着生物发展史上一个新时期的到来。

距今2.5亿年前的二叠纪末期，发生了有史以来最严重的大灭绝事件，估计地球上有96%的物种灭绝，其中90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物灭绝。三叶虫、海蝎以及重要珊瑚类群全部消失。陆栖的单弓类群动物和许多爬行类群也灭绝了。这次大灭绝使得占领海洋近3亿年的主要生物从此衰败并消失，让位于新生物种类，生态系统也获得了一次最彻底的更新，为恐龙类等爬行类动物的进化铺平了道路。 科学界普遍认为，这一大灭绝是地球历史从古生代向中生代转折的里程碑。其他各次大灭绝所引起的海洋生物种类的下降幅度都不及其1/6，没有使生物演化进程产生如此重大的转折。

科学家认为，在二叠纪曾经发生海平面下降和大陆漂移，造成了最严重的物种大灭绝。所有的大陆聚集成了一个联合的古陆，富饶的海岸线急剧减少，大陆架也缩小了，生态系统受到了严重的破坏，很多物种的灭绝是因为失去了生存空间。更严重的是，当浅层的大陆架暴露出来后，原先埋藏在海底的有机质被氧化，这个过程消耗了氧气，释放出二氧化碳。大气中氧的含量减少，对生活在陆地上的动物非常不利。随着气温升高，海平面上升，又使许多陆地生物遭到灭顶之灾， 海洋里也成了缺氧地带。地层中大量沉积的富含有机质的页岩是这场灾难的证明。

这次大灭绝是由气候突变、沙漠范围扩大、火山爆发等一系列原因造成。

陨石撞击

有些科学家认为，陨石或小行星撞击地球导致了二叠纪末期的生物大灭绝。如果这种撞击达到一定程度，便会在全球产生一股毁灭性的冲击波，引起气候的改变和生物的死亡。搜集到的一些证据引起了人们对这种观点的重视。但大多数生物科学家认为这场灭绝是由地球上的自然变化引起的。

气候的改变

有些科学家认为，气候的变化是形成这场大灾难的主要原因。因为二叠纪末期形成的岩石显示，当时某些地区气候变冷，在地球两极形成了冰盖。这些巨大的白色冰盖将阳光发射回太空，会进一步降低全球气温，使陆上和海上的生物很难适应。如果再加上海平面下降和火山爆发，就会成为灭顶之灾。

传染病泛滥

还有些生物医学家认为，生物大灭绝的原因是，远古时期一场传染病使生物死亡。

火山活动

火山爆发喷出大量气体和火山尘埃进入大气层。火山灰团不仅会使动物窒息而死，还有可能遮蔽太阳，使全球气温降低。所以，火山活动也可能是二叠纪末期灭绝事件的原因之一。西伯利亚就曾经发现当时火山猛烈爆发所喷出的物质。

沙漠的肆虐

二叠纪的陆块碰撞接壤而形成了庞大的盘古大陆。来自海上的雨水和雾气再也无法深入内陆地区。二叠纪的某些区域越来越干燥炎热，致使沙漠范围越来越广，无法适应干旱环境的动物就此灭绝。

第四次

编辑

时间：距今2亿年前的三叠纪晚期。

事件：发生了第四次生物大灭绝，爬行类动物遭遇重创。

第四次生物大灭绝又称三叠纪大灭绝。

三叠纪简介

三叠纪（Triassic period）是中生代的第一纪，爬行动物和裸子植物崛起，位于二叠纪（Permian）和侏罗纪（Jurassic）之间。

始于距今2.5亿年至2.03亿年，延续了约5000万年。海西运动以后，许多地槽转化为山系，陆地面积扩大，地台区产生了一些内陆盆地。新的古地理条件导致沉积相及生物界的变化。从三叠纪起，陆相沉积在世界各地，尤其在中国及亚洲其它地区都有大量分布。古气候方面，三叠纪初期继承了二叠纪末期干旱的特点；到中、晚期之后，气候向湿热过渡，由此出现了红色岩层含煤沉积、旱生性植物向湿热性植物发展的现象。植物地理区也同时发生了分异。

海洋生物灭绝

距今1.95亿年前的三叠纪末期，估计有76%的物种，其中主要是海洋生物灭绝，此次灾难并无特别明显的标志，只发现海平面下降之后又上升，出现大面积缺氧的海水。

第五次

编辑

时间：6500万年前，白垩纪晚期。

事件：侏罗纪以来长期统治地球的恐龙灭绝。

第五次生物大灭绝又称白垩纪大灭绝或恐龙大灭绝。

白垩纪简介

白垩纪（Cretaceous Period，Cretaceous）是中生代最后的一纪，始于距今1.37亿年，结束于距今6500万年，其间经历了7000万年。无论是无机界还是有机界在白垩纪都经历了重要变革。位于侏罗纪之下、新生界之上。白垩纪是中生代地球表面受淹没程度最大的时期，在此期间北半球广泛沉积了白垩层，1822年比利时学者J.奥马利达鲁瓦将其命名为白垩系。白垩层是一种极细而纯的粉状灰岩，是生物成因的海洋沉积，主要由一种叫做颗石藻的钙质超微化石和浮游有孔虫化石构成。

恐龙时代终结

距今6500万年前白垩纪末期，发生地球史上第五次生物大灭绝事件，约75%—80%的物种灭绝。在五次大灭绝中，这次大灭绝事件最为著名，因长达14000万年之久的恐龙时代在此终结， 海洋中的菊石类也一同消失。其最大贡献在于消灭了地球上处于霸主地位的恐龙及其同类，并为哺乳动物及人类的最后登场提供了契机。这次灾难来自于地外空间和火山喷发，在白垩纪末期发生的一次或多次陨星雨造成了全球生态系统的崩溃。撞击使大量的气体和灰尘进入大气层，以至于阳光不能穿透，全球温度急剧下降，黑云遮蔽地球长达数年（零点几至几个百万年）之久，植物不能从阳光中获得能量，海洋中的藻类和成片的森林逐渐死亡，食物链的基础环节被破坏，大批的动物因饥饿而死，其中就包括陆地的霸主恐龙。

小行星撞击说

支持小行星撞击说的科学家们推断，这次撞击相当于人类历史上发生过最强烈地震的100万倍，爆炸的能量相当于地球上核武器总量爆炸的1万倍，导致了2.1万立方公里的物质进入大气中。由于大气中大量高密度的尘埃，太阳光不能照射到地球上，导致地球表面温度迅速降低。没有阳光，植物逐渐枯萎死亡；没有植物，植食性的恐龙饥饿而死；没有植食性动物，肉食性的恐龙失去食物来源，在绝望和相互残杀中缓慢消亡。几乎所有的大型陆生动物都未能幸免于难。小型的陆生动物，像一些哺乳动物依靠残余的食物勉强为生，终于熬过了最艰难的时日，等到了古近纪陆生脊椎动物的再次大繁荣。

撞击假说的支持者发现了许多有力的证据，来证明他们的观点。最有力的证据来自在K/T（白垩纪和古近纪）地质界线上发现的铱异常和冲击石英。科学家推测，这种高含量的铱元素就是撞击地球的小行星带来的，冲击石英在撞击过程中形成，但同时撞击所形成的撞击坑却未被找到，多数的陨石坑被认为其大小与推测不相符合。

美国人查特吉约提出了一种类似的假说。他认为在白垩纪末期撞击地球的凶手不是一颗小行星或者陨石，而是彗星雨。大量的彗星雨撞击到地球上，形成一个环绕地球一周的撞击带，其中有2块巨大的彗星体成为了恐龙大灭绝的“主犯”：一块形成了墨西哥湾附近的巨大的陨石坑，另外一块撞击到印度大陆上，形成的陨石坑比墨西哥湾附近的陨石坑还大。

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