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地球的一天 精选

已有 4336 次阅读 2013-8-29 17:14 |个人分类:科普写作|系统分类:科普集锦| 地球, 岩石, 地质, 古生物, 矿物

地球的一天

文/马志飞

地球,是我们人类与动植物共同的家园,是浩瀚无垠的宇宙中一颗最美丽、最有生机和活力的蓝色星球。在长达46亿年的沧桑巨变里,地球不仅创造了江河湖海、山川沟壑、高原盆地,而且滋养和哺育了万千生灵。这一切,都是如何演化的呢?

为了更直观地理解地球的演化历史,法国科学家里夫把46亿年的时间压缩成了一天:这一天的前1/4时间,地球上是一片死寂;等到了清早6点钟的时候,最低级的藻类开始在海洋中出现,它们持续的时间最长;一直到了晚上8点钟,软体动物才开始在海洋与湖沼中活动;晚上11点半,恐龙出现,但只露脸”了仅仅10分钟便匆匆离去;最后20分钟里,哺乳动物出现,并迅速地分化;1150分,灵长类的祖先登台,最后两分钟的时间里,它们的大脑扩大了3倍,成为人类。

里夫的描绘就好比是一场演出,将各类生物比作舞台上的演员,它们依次登台,你方唱罢我登场,演绎了一场隆重的精彩晚会。接来下,就让我们仔细欣赏一下这台晚会吧。

前6个小时:一片死寂

晚会开始,我们可以先休息一阵儿,因为,这6个小时都是静悄悄的,还没有演员登场,后台正在紧锣密鼓地准备着。

这个准备过程,其实就是地球的诞生过程。

在整个宇宙中,我们的地球仿佛只是一粒尘埃,地球的诞生只是150亿年前那场宇宙大爆炸的结果。简单地说,地球的诞生经历了3个步骤:首先,大量的星际物质相互吸引、聚积形成一个物质均匀的原始地球;然后,形成原始的大气圈和水圈;最后,诞生了生命。

在地球诞生之后的很长一段时间里,都是一片死寂。虽然这时候还没有生命;但地球母亲正在为孕育生命而创造各种条件,那就是原始地球内部物质的分化。在重力的作用下,一些较重的物质开始慢慢向地心下沉,比如铁、镍等,形成地核;另外一些较轻的物质逐渐上浮,就组成了地幔;地幔的表层慢慢散热冷却,变成了坚硬的外壳,也就是原始地壳。相对于岩石而言,大气和水是比重最轻的,它们也是来源于地球内部,在“重者下沉,轻者上浮”的总体趋势下,大气和水移动到了地球的最外层。大气中的水遇冷凝结,降落到地表,在低洼地带汇聚,于是形成了海洋,这里才是原始生命的诞生地。

实际上,这一过程从未停止,一直持续到现在。

清早6点钟:藻类出现

美丽的早晨,意味着新的开始。在早上6点钟,地球上才开始出现生命。原始的岩石圈、水圈和大气圈在地球表面逐渐形成,也就给生命的诞生做好了充分的准备。

根据目前的推理,地球上最早的生命应该是始于38亿年前。科学家在南非巴布顿地区发现了单细胞细菌状化石,经测定,距今是38亿年;而在澳大利亚西部发现的类似化石,则距今35亿年。这些是迄今为止人类所发现的最古老的生物化石,它们不仅揭示了原始生命出现的时间,而且展现了原始生命的形态,即单细胞生命。这种最低等的原始生命不需要氧气即可生存,但它们不能制造食物,必须依靠原始海洋中的有机物来获得养料。

晚上8点钟:软体动物活动

软体动物,属于无脊椎动物的一类,虽然它们的形态结构变异较大;但基本结构是相同的,身体柔软,具有坚硬的外壳,身体藏在壳中,藉以获得保护,由于硬壳会妨碍活动,所以它们的行动都相当缓慢。

地球上软体动物的首次爆发是在距6亿年前后,发生在澳大利亚的伊迪卡拉山;但是,该动物群延续不久就整体灭绝了。归根结底应该是演化方式失败了。而在5.4亿年前的寒武纪时代,我国云南昆明附近澄江地区的生物大爆发演化成功,出现了大量的腔肠动物(水母)、节肢动物(三叶虫)和环节动物(蠕虫)和其他一些门类。到寒武纪晚期,海洋中出现了一类种类繁多的软体动物——鹦鹉螺类,其身体被一层硬壳包裹着,头从壳体宽大的一端伸出,靠触手在海底爬行觅食,到了奥陶纪时代,极为兴盛,分布十分广泛。

海洋,一直是生命发展和繁盛的美好家园。随着地壳运动,海域逐渐收缩,大陆迅速增长。在大约4亿年前的时候,一些藻类开始适应陆地的生活,逐渐演化成为原始陆生植物,实现了从“水生”到“陆生”的重大飞跃。此时,海洋中开始繁盛最古老的的脊椎动物——鱼类,它们统治着几乎整个泥盆纪时代,故而被称为“鱼类时代”。到了3.7亿年前,有一种能生活在沙漠环境水域中的古老鳍鱼类在经常遭受周期性枯水的压力下,逐渐演变为两栖类动物。

然而,在距今约2.5亿年的二叠纪末期,地球上发生了一次最严重的生态灾难,约95%的海洋生物物种75%陆地生物物种灭绝。这逼迫大量的两栖类动物蕨类植物被更高级的爬行动物和裸子植物所取代。

晚上11点半:恐龙出现

恐龙,身躯庞大,体态各异,是地球历史上最庞大的生物之一,曾统治整个地球,它们不仅横行于大陆,而且占领了天空和水域,是当之无愧的霸主。这一时代,是裸子植物时代和爬行动物时代。

按照法国科学家里夫的说法,恐龙出现于“晚上11点半”,也就是距今大约1亿年前;但现在的研究结果发现,最早的恐龙生活2.3亿年前。我国四川盆地发现的一种素食蜥脚类恐龙——马门溪龙,身长22,体重大约30~40吨,距今有1.6亿年的时间。这足以表明,恐龙的登场应该稍早于“晚上11点半”。

遗憾的是,相比于藻类和软体动物这些低等生物而言,恐龙的“登台时间”很短暂,在距今6500万年的时候,就匆匆退场了。它们统治地球大约1.6亿年的时间。关于恐龙的灭绝有种种假说,主流的观点认为,恐龙的灭绝与小行星撞击地球有关。当时的激烈相撞引起温度升高,草木枯竭,恐龙失去足够的食物而最终覆灭。虽然恐龙已经灭绝,但是恐龙的后代——鸟类存活了下来,并繁衍至今。

最后20分钟:哺乳动物繁盛

在这一天24小时的最后20分钟里,是最热闹的时刻。也就是说,6500年前至今,恐龙灭绝之后,为被子植物和哺乳动物时代,各种食草和食肉的哺乳动物空前繁盛。

哺乳动物是一类恒温、脊椎动物,大部分都是胎生,并由乳腺哺育后代,它们是动物发展史上最高级的阶段,也是与人类关系最密切的一个类群。哺乳动物的出现并非是在恐龙灭绝之后。根据英国《自然》杂志的报道,哺乳动物多样性通过两个重要阶段逐渐形成,在大约9300万年前经历了首次多样化大爆发,第二次多样化发生在大约3500万年前,此时距恐龙的衰落已经过了漫长的岁月。有位美国学者这样形容哺乳动物:它们在恐龙灭绝之后前来参加聚会,但只是在附近徘徊,而它们的远亲过得很快乐。在恐龙灭绝以后,哺乳动物才逐渐接管了它们的地盘,并繁衍成非常庞大的家族。

最后两分钟:人类登场

其实,依据科学家最新的研究成果,人类登场的时间还不1分钟,也就是距今只有250万年的时间。以180万年前的印尼爪哇直立人化石、50年前的北京周口店直立人化石等为代表的典型证据,充分证明了由猿到人的科学事实。人类的出现,是地球演化史上最隆重的一次伟大事件,标志着生物圈中最高级的智能圈开始形成。

虽然,法国科学家里夫把地球演化的46亿年时间压缩成一天并不是十分准确;却十分生动地展现了生命出现的先后次序。纵贯整个地球历史,我们会发现,人类历史何其短暂,然而就在这短短的几百万年之中,我们人类依靠双手大大改变了地球的模样,让我们美丽的地球变得更加生机勃勃。

 



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