“辭舊迎新的世紀(jì)”
—— 白堊紀(jì)
白堊紀(jì)是地質(zhì)年代中中生代的最后一個(gè)紀(jì),長達(dá)8000萬年,是顯生宙的最長一個(gè)階段。白堊紀(jì)因歐洲西部該年代的地層主要為白堊沉積而得名。始于1.455億年前,結(jié)束于6550萬年前,歷經(jīng)7950萬年。
撰文|云景
白堊
白堊是石灰?guī)r的一種類型,主要由方解石組成,顆粒均勻細(xì)小。白堊紀(jì)這一時(shí)期形成的地層叫“白堊系”,白堊層是一種極細(xì)而純的粉狀灰?guī)r,用手可以搓碎,是生物成因的海洋沉積,主要由一種叫做顆石藻(Coccoliths)的鈣質(zhì)超微化石和浮游有孔蟲化石構(gòu)成,在英、法海峽兩岸形成美麗的白色懸崖。白堊層不僅發(fā)育于歐洲,北美和澳大利亞西部也有分布。
岡瓦納大陸于2億年前開始解體和漂移。但在白堊紀(jì)初期,岡瓦納大陸仍未分裂,而后南美洲、南極洲、澳大利亞相繼脫離非洲,印度和馬達(dá)加斯加還連在非洲上。南大西洋與印度洋開始出現(xiàn)。這些板塊運(yùn)動(dòng),造成大量的海底山脈,進(jìn)而造成全球性的海平面上升。非洲北邊的特提斯洋在變窄。西部內(nèi)陸海道將北美洲分為東西兩部,這個(gè)海道在白堊紀(jì)后期縮小,留下厚的海相沉積層,夾雜著煤礦床。在白堊紀(jì)的海平面最高時(shí)期,地表上有1/3的陸地沉浸于海洋之下。白堊紀(jì)因?yàn)轲ね翆佣?,這個(gè)時(shí)期形成的黏土層多于顯生宙的其他時(shí)期。中洋脊的火山活動(dòng),或是海底火山附近的海水流動(dòng),使白堊紀(jì)的海洋富含鈣,接近飽和,也使得鈣質(zhì)微型浮游生物的數(shù)量增加。分布廣泛的碳酸鹽與其他沉積層,使得白堊紀(jì)的巖石紀(jì)錄特別多。現(xiàn)中南歐和中近東的許多國家當(dāng)時(shí)都淹沒在海水中。澳大利亞是到了晚白堊世末期才開始脫離南極板塊。
晚白堊世早期,發(fā)生了全球性大規(guī)模的海侵,從墨西哥灣到北冰洋的一淺海,流經(jīng)北美洲中西部,分大陸為東西兩部分;另一淺海經(jīng)波蘭侵入俄羅斯中部,使北冰洋與特提斯海貫通,北方冷水動(dòng)物群與南方暖水動(dòng)物群發(fā)生混合。
目前,科學(xué)界一般將白堊紀(jì)分為晚、早兩世,共計(jì)12期,都以歐洲的地層為名。
白堊紀(jì)的氣候比較溫暖,北緯 40°~90°地帶年平均溫度為10℃,未見極地冰蓋跡象,溫帶和亞熱帶植物可出現(xiàn)于格陵蘭和阿拉斯加等高緯度地區(qū),地表許多地區(qū)植被濃密,形成了不少大煤田。這表明大部分地區(qū)雨量充沛,氣候濕潤,一些近海及濱海地帶形成了豐富的石油、煤、天然氣及油頁巖礦床,如美國得克薩斯州、墨西哥、波斯灣、北非和俄羅斯的許多大油田,特別是中國松遼平原的大慶油田,東北和內(nèi)蒙古的許多大煤田也都是這個(gè)時(shí)期形成的。在一些氣候干旱炎熱的地區(qū),如中國南方晚白堊世的西南湖群和云夢澤水系,有巨厚的膏鹽礦床沉積。此外,云南白堊紀(jì)紅層中,含銅砂巖礦床不僅品位高,而且規(guī)模大,還易于開采和冶煉,自古就是有名的銅鄉(xiāng)。
早白堊世中期,由于太平洋板塊的劇烈活動(dòng),中國東部著名的郯廬斷裂發(fā)生了巨大的平移,在1500萬年間平移了將近740千米,平均每年移動(dòng)約5厘米。太平洋東岸的圣安的列斯斷層與此相應(yīng),平移了將近720千米,每年移動(dòng)近5厘米,這是太平洋北部的庫拉板塊向西北方向漂移所引起的。在這一活動(dòng)過程中,中國東部特別是東南沿海地區(qū)發(fā)生了強(qiáng)烈的火山噴發(fā)和巖漿活動(dòng),而中國中部和西部內(nèi)陸地區(qū),白堊紀(jì)很少有火山活動(dòng),但西藏海域卻有水下噴發(fā)。
植物
白堊紀(jì)早期,以裸子植物為主的植物群落仍然繁茂,而被子植物的出現(xiàn)則是植物進(jìn)化史中的又一次重要事件。白堊紀(jì)有了可靠的早期被子植物,到晚白堊紀(jì)晚期被子植物迅速興盛,代替了裸子植物的優(yōu)勢地位,形成延續(xù)至今的被子植物群,諸如木蘭、柳、楓、白楊、樺、棕櫚等,遍布地表。被子植物的出現(xiàn)和發(fā)展,不僅是植物界的一次大變革,同時(shí)也給動(dòng)物以極大的影響。被子植物為某些動(dòng)物,如昆蟲、鳥類、哺乳類,提供了大量的食料,使它們得以繁育;從另一方面看,動(dòng)物傳播花粉與散布種子的作用,同樣也助長了被子植物的繁茂和發(fā)展。
開花植物(被子植物)在白堊紀(jì)開始出現(xiàn)、散布。蜜蜂的出現(xiàn),有助于開花植物的演化;開花植物與昆蟲是共同演化的實(shí)例。榕樹、懸鈴木、木蘭花等大型植物開始出現(xiàn)。一些早期的裸子植物仍繼續(xù)存在,例如松柏目。南洋杉與其他松柏繁盛并分布廣泛,而本內(nèi)蘇鐵目在白堊紀(jì)末滅亡。
動(dòng)物
白堊紀(jì)恐龍種類達(dá)到極盛,這時(shí)候最著名的恐龍是霸王龍,是陸地上出現(xiàn)過的最大的食肉動(dòng)物,而當(dāng)時(shí)海洋中巨大兇猛的爬行動(dòng)物并不亞于霸王龍,其中混龍類的上龍和海生蜥蜴類的滄龍身長可超過15米,比我們認(rèn)識(shí)的逆戟鯨和大白鯊都大。白堊紀(jì)海洋中造礁的厚殼蛤達(dá)到極盛,一度取代珊瑚成為主要的造礁生物,使現(xiàn)代類型的珊瑚礁中斷了將近7000萬年。
海洋里,鰩魚,鯊魚,和其他硬骨魚也很常見。海生爬行動(dòng)物則包含:生存于早至中期的魚龍類、早至晚期的蛇頸龍類、白堊紀(jì)晚期的滄龍類。
桿菊石具有筆直的甲殼,屬于菊石亞綱,與造礁生物厚殼蛤同為海洋的繁盛動(dòng)物。有孔蟲門的球截蟲科與棘皮動(dòng)物(例如海膽、海星)繼續(xù)存活。
在白堊紀(jì),海洋中的最早硅藻(硅質(zhì)硅藻)出現(xiàn);生存于淡水的硅藻直到中新世才出現(xiàn)。對于造成生物侵蝕的海洋物種,白堊紀(jì)是這些物種的演化重要階段。
物種大滅絕
白堊紀(jì)是地球上海陸分布和生物界急劇變化、大西洋迅速開裂和火山活動(dòng)頻繁的時(shí)代,后期地勢低平發(fā)生了廣泛的海侵。晚白堊世被子植物代替裸子植物在陸上占優(yōu)勢,是植物界的一大變革。動(dòng)物界在白堊紀(jì)末才發(fā)生重大變化,恐龍、菊石和其他許多生物類群大量滅絕,預(yù)示著新生代即將開始。對引起這次大規(guī)模生物滅絕的原因,國際科學(xué)界展開了熱烈的爭論。頗為流行的“地外事件”學(xué)說認(rèn)為,是宇宙中一顆巨大的流星碰撞地球產(chǎn)生的類似核冬天效應(yīng)的結(jié)果。但是,對“地外事件”持懷疑態(tài)度和反對意見的人也不少,他們認(rèn)為,白堊紀(jì)末生物大規(guī)模滅絕是逐漸發(fā)生的,是生態(tài)改變的結(jié)果,而不是一次簡單的天外來客撞擊地球所引起的災(zāi)難。
不管怎么說,這次物種大滅絕造成了在地表居統(tǒng)治地位的爬行動(dòng)物大量消失,恐龍完全滅絕;一半以上的植物和其他陸生動(dòng)物也同時(shí)消失。而哺乳動(dòng)物則成為了這次物種大滅絕中最大的受益者,它們度過了這場危機(jī),并在隨后的新生代占領(lǐng)了由恐龍等爬行動(dòng)物退出的生態(tài)環(huán)境,迅速進(jìn)化發(fā)展為地球上新的統(tǒng)治者。而這次滅絕事件,也成為了中生代與新生代的分界線。