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恐龙灭绝对人类的警告:地球动植物小型化是自然的选择

已有 3530 次阅读 2020-1-15 10:13 |个人分类:全球变化|系统分类:论文交流| 中生代温暖期, 第四纪大冰期, 地球轨道偏心率, 大气丢失, 温室效应

恐龙灭绝对人类的警告:地球动植物小型化是自然的选择

                     杨学祥,杨冬红(吉林大学)


恐龙灭绝的历史阶段:由热转冷的气候变动


恐龙的鼎盛期在中生代白垩纪,灭绝于白垩纪第三纪(K—T)时期时期的6.5千万年前的德干暗色岩喷发时期。这是一个由暖变冷的长期过程。


本文提供详细的天文周期和地质旋回年表作对照,以便从中发现规律,预防类似灾害事件的再度发生。


1  地球自转周期与地质旋回

Table 1  Earth’s rotation periods andgeological cycles

时间

/Ma

地球

自转

全球

气候

生物灭绝事件

 

火山喷发

形成物         体积/106km3

480

高峰

温暖期


北美火山活动高峰

437

低谷

大冰期

第一次生物大灭绝:4.5亿年前

北美火山活动低谷

370

高峰

温暖期

第二次生物大灭绝:3.77亿年前

北美火山活动高峰

280

减慢



北美火山活动减弱

248

减慢


第三次生物大灭绝:2.51亿年前

西伯利亚暗色岩

230

低谷

大冰期

第四次生物大灭绝:2.03亿年前

北美火山活动低谷

160

加快



三大洋底重大裂解作用

140

加快



香港超级火山

139

加快



三大洋底重大裂解作用

120

高峰

温暖期

不明显 (水下喷发)

翁通爪哇海台36

120




北美火山活动高峰

110

高峰


大规模生物灭绝

凯尔盖朗海台

97




三大洋底重大裂解作用

65



第五次生物大灭绝:0.65亿年前

德干暗色岩

55



陆生哺乳动物灭绝

北大西洋火山边缘

25

低谷

低温



15

加快

变暖

大规模生物灭绝

哥伦比亚河溢流玄武岩1.3

10

高峰

变暖



0

低谷

大冰期

第六次生物大灭绝??

北美火山活动低谷

 

表2  地球自转周期、地质旋回和地磁极性倒转(SteinerJ,1967; 杨学祥等,1998;杨冬红等,2013

地质界线

新生代/现在

中生代/新生代

侏罗纪/白垩纪

古生代/中生代

石炭纪/二叠纪

下古生代/上古生代

年代/102Ma

0

0.65

1.36

2.25

2.80

3.45

地壳自转

减慢


加快


减慢


火山活动

喷发最弱

喷发中等

喷发最强

喷发中等

喷发最弱

喷发中等

海陆变动

大陆为主最大海退

由主要是海变为大陆

最大海侵

由主要是大陆变到海

大陆为主最大海退

由主要是海变到大陆

气候变化

第四纪大冰期


温暖期


石炭二叠纪大冰期


陆海分布类型

大陆集中在北极


大陆分散在赤道


大陆集中在南极


造山作用

生物灭绝

第三纪大褶皱


白垩纪恐龙灭绝


石炭二叠纪大褶皱


地磁极性

轨道偏心率

温室气体 

反向

变大

减少


正向

变小

增多


反向

变大

减少


 

白垩纪第三纪(K—T)时期,火流星撞击地球而触发动物大灭绝。大体型动物相对于小体型动物的冷热变化耐受性通常更低,高温与低温的剧烈变动中幼体死亡率高,产生一个小个体占主导地位的化石记录。在K—T灭绝后,许多幸存的动物门类呈现更加小型化的体态特征。动物的小型化是早三叠世的一个显著特色,被称为“小人国效应”(Lilliput effect)。


中生代的高温源于大气高浓度的温室气体,第三纪降温和第四纪大冰期源于大气温室气体的减少。

谁控制了行星的温室效应?是太阳风和行星轨道偏心率。当代科学研究一致相信温室效应控制了行星的冷暖,但是,太阳风和行星轨道偏心率对行星温室气体(包括水蒸气、二氧化碳和甲烷)具有定时清除作用。这是2、4、10万年天文周期形成冰期的原因。

我们在2006年发现,水星、火星、地球、金星的轨道偏心率分别为0.206、0.093、0.017、0.007,大气浓度分别为极其稀薄、稀薄、标准、浓密。两者成反比的原因是,较大的轨道偏心率使行星在接近太阳时像彗星一样丢失一部分大气。地球轨道偏心率在冰期时增大为0.0607,使大气浓度和二氧化碳浓度变低,降低了对地球表面的保温作用,导致10万年周期致冷作用的增强。由于地球轨道偏心率10万年周期项振幅不到近日点进动2万年周期项振幅的一半,其引起10万年冰期周期的作用受到质疑。大气浓度变化、地壳均衡运动和强潮汐变化三种作用能增强10万年周期作用,给出10万年冰期周期的合理解释。

在第四纪大冰期,地球轨道偏心率在0.0005和0.0607之间变动,导致冰期10万年周期的发生。下一次地球轨道偏心率的极大值将继续清除温室气体,准确迎来下一次冰期。

地球轨道偏心率的极大值不仅具有10万年和40万年周期,而且具有51百万年和2.5亿年周期。目前地球仍处于第四纪大冰期,与中生代的温暖期相距甚远,全球变暖不会形成类似中生代的灾难。

总之,地球轨道偏心率变化控制气候变化是主因,陨石撞击和火山喷发是激发因素。未来地球轨道偏心率会继续变大,大气会更加稀薄,气温将更加寒冷,人类过度浪费资源将导致重蹈恐龙灭绝之路。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1183567.html


相关报道

灾难来临

关于恐龙绝种的真正原因,自古以来即众说纷云。下面列举了一些观点:

一、陨石碰撞说

距今六千五百万年前,一颗巨大的陨石曾撞击地球,使得君临地球长达一亿数千万年的恐龙绝种。

二、彗星碰撞说

恐龙灭绝是由于太阳的半星复仇女神星的引力,周期性地把彗星推向地球的缘故。

三、造山运动说

在白垩纪末期发生的造山运动使得沼泽干涸,许多以沼泽为家的恐龙就无法再生活下去。因为气候变化,植物也改变了,食草性的恐龙不能适应新的食物,而相继灭绝。草食性恐龙灭绝,肉食性恐龙也失去了依持,结果也灭绝了。

四、气候变动说

由于板块移动的结果,海流产生改变,更引起气候巨幅的改变。严寒的气候使植物死亡,恐龙缺乏食物而导致了灭亡。

五、火山爆发说

因为火山的爆发,二氧化碳大量喷出,造成地球急激的温室效应,使得食物死亡。而且,火山喷火使得盐素大量释出,臭氧层破裂,有害的紫外线照射地球表面,造成生物灭亡。

六、海洋潮退说

海洋潮退,陆地接壤时,生物彼此相接触,因而造成某种类的生物绝种。例如袋鼠,袋鼠能在欧洲这种岛屿大陆上生存,但在南美大陆上遇见别种动物就宣告灭亡。

除了这种吃与被吃的关系以外,还有疾病与寄生虫等的传染问题。

七、温血动物说

有些人认为恐龙是温血性动物,因此可能禁不起白垩纪晚期的寒冷天候而导致无法存活。因为即使恐龙是温血性,体温仍然不高,可能和现生树獭的体温差不多,而要维持这样的体温,也只能生存在热带气候区。同时恐龙的呼吸器官并不完善,不能充分补给氧,而它们又没有厚毛避免体温丧失,却容易从其长尾和长脚上丧失大量热量。

温血动物和冷血动物不一样的地方,就是如果体温降到一定的范围之下,就要消耗体能以提高体温,身体也就很快地变得虚弱。它们过于庞大的体驱,不能进入洞中避寒,所以如果寒冷的日子持续几天,可能就会因为耗尽体力而遭到冻死的命运。

八、自相残杀说

有人认为造成恐龙灭绝的真正原因是因为它们自相残杀的结果--肉食性恐龙以草食恐龙为食,肉食恐龙增加,草食恐龙自然越来越少,最后终于消失,肉食恐龙因无肉可食,就自相残杀,最后终于同归于尽。

九、压迫学说

恐龙的数目急增,在植物有限的情况下,造成了草食性恐龙的灭绝,接着靠食用草食性恐龙为生的肉食性恐龙也因为食物的不足而跟着死亡。

十、哺乳类犯人说

在中生代后半,已有哺乳类的祖先生存。根据化石的记录,当时的哺乳类体型甚小,数量也十分有限,直到白垩纪的后期,数量才开始急速增加。推测它们属于以昆虫等为主食的杂食性,这些小型哺乳类发现恐龙的卵之后,即不断取而食之。

十一、种的老化说

认为恐龙由于繁荣期间长达一亿数千万年,使得肉体过于巨体化。而且,角和其它骨骼也出现异常发达的现象,因此在生活上产生极大的不便,终于导致绝种。

十二、生物碱学说

这种学说认为恐龙所生存的最后时期─亦即白垩纪,开始出现显花植物,其中某些种类含有有毒的生物碱,恐龙因大量摄食,引起中毒而死亡。因为,哺乳类能够藉味觉和嗅觉来分辨有毒的植物,但是恐龙却没有这种能力。

十三、小行星撞地球说

一颗不期而至的小行星猛烈地撞到地球上,相当于几万个原子弹威力的爆炸在顷刻间发生。黑云遮天蔽日,白天也没有了阳光。

这种恐怖的状况持续了一两年。植物的光合作用中断了,因而大量枯萎、死亡。吃植物的素食恐龙因此相继死去。以后,吃肉的恐龙也由于失去了食物而灭绝了。

http://sh.qihoo.com/pc/9d8c2ff1b9891b696?cota=4&tj_url=so_rec&sign=360_e39369d1&refer_scene=so_1

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1183567.html 


参考文献


杨冬红杨学祥.灾害频发和地磁减弱的关系世界地质,2011, 30(3): 474~480

Yang D H,Yang X X. Relationship of frequent disasters with geomagnetic weakening (inChinese). Global Geology, 2011, 30(3):474~480

杨冬红杨学祥. 2006. 20041226印尼地震海啸与全球低温地球物理学进展, 21(3): 1023~1027

Yang D H, Yang X X, Liu C. 2006. Global lowtemperature, earthquake and tsunami (Dec. 26, 2004) in Indonesia.Progress in Geophysics (in Chinese), 21(3): 1023~1072

杨冬红. 2009. 潮汐周期性及其在灾害预测中应用[D][博士论文].长春:吉林大学地球探测科学与技术学院.

Yang Dong-hong. 2009. Tidal Periodicity andits Application in Disasters Prediction[D]. [Ph. D. thesis]. ChangchunCollege of Geo-exploration Scienceand Technology, Jilin University.

杨冬红,杨德彬,杨学祥. 2011a. 地震和潮汐对气候波动变化的影响[J]. 地球物理学报, 544):926-934

Yang D H, Yang DB, Yang X X. 2011b. The influence of tides andearthquakes in global climate changes[J]. Chinese Journal of geophysics (inChinese), 54(4): 926~934

杨冬红杨学祥. 2013.a 地球自转速度变化规律的研究和计算模型地球物理学进展, 281):58-70

Yang D H, Yang X X. 2013a. Study and model onvariation of Earths Rotation speed. Progressin Geophysics (in Chinese), 281):58-70.




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