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云南澄江尋找寒武紀氣息
來源: 西北地調 | 作者: | 時間:2015-05-14 15:18:30 | 人氣:

  “寒武紀大爆發”是一個令達爾文都感到困惑的問題,在人們普遍認同達爾文進化論的今天,全面揭示并合理解釋“寒武紀大爆發”的真實面貌、探索眾多動物門類起源的難題仍然擺在人們面前,現在也沒有任何一個動物門或亞門的起源得到公認性的解決,它們都在等待生物學信息豐富的早期化石記錄提供直接證據。澄江動物群正是一個探索源頭奧秘的最佳科學窗口。

  “根據寒武紀開始時痕跡化石和小殼化石的突然多樣性和復雜性,‘寒武紀大爆發’的理論在澄江動物群發現之前就已提出,但對‘寒武紀大爆發’所產生的動物及動物群落結構特征所知甚微。而澄江動物群的地質時代正處于‘寒武紀大爆發’時期,它讓我們如實看到5.3億年前動物群的真實面貌,各種各樣的動物在‘寒武紀大爆發’時期迅速起源,現在生活在地球上的各個動物門類幾乎都已出現,而不是經過長時間的演化慢慢變來的。”

  澄江動物群的發現和研究引起國際社會的強烈關注。一位英國皇家科學院院士認為澄江動物群“永遠是科學的大廈”; 《紐約時報》則評論這是“20世紀最驚人的發現之一”。

寒武紀-前寒武紀

  寒武紀的開始,標志著地球進入了生物大繁榮的新階段。而在寒武紀之前,地球早已經形成了,只是在幾十億年的漫長過程中一片死寂,那時地球上還沒有出現門類眾多的生物。這樣,科學家們便把寒武紀之前這一段漫長而缺少生命的時間稱作前寒武紀。前寒武紀約占全部地史時間的六分之五,根據有關生命活動跡象的寶貴資料,也是為了研究上的便利,地質學家把漫長的前寒武紀分為太古代、元古代兩部分。

  太古代之前(地球形成之初-38億年前)則有多種不同的稱呼。太古代離我們久遠,其時限約從38億年至26億年前,長達12億年。太古代是具有明確地史記錄的最初階段。在這漫長的12億年間,是地球形成后的初始期,地表到處形成童山和荒漠,由于年代久遠,確實很難尋覓到化石,人們對這一時期的生命活動了解得很少。但20世紀后半期,科學家們陸續在南非和澳大利亞獲得了重大收獲,在變質程度不太劇烈的沉積巖層中發現了疊層石,這是微生物和藻類活動的產物。此外,人們在這些古老的巖層中還分析出大量的有機化合物(如苯、烴基苯等)和環形化合物(如呋喃、甲醇、乙醛等)。在南非的一套古老沉積巖中,科學家們借助先進的精密觀測儀器,發現了200多個與原核藻類非常相似的古細胞化石,這些微體化石一般為橢圓形,具有平滑的有機質膜,這是人們迄今為止發現的最古老、最原始的化石,也是在太古代地層中發現的最有說服力的生物證據。從生物界看,這是原始生命出現及生物演化的初級階段,當時只有數量不多的原核生物,他們只留下了極少的化石記錄。從非生物界看,太古宙是一個地殼薄、地熱梯度陡、火山—巖漿活動強烈而頻繁、巖層普遍遭受變形與變質、大氣圈與水圈都缺少自由氧、形成一系列特殊沉積物的時期;也是一個硅鋁質地殼形成并不斷增長的時期,又是一個重要的成礦時期。

  元古代的時限自26億年前至5.7億年,在這段地史中,原核生物演化為真核細胞生物,形成地史時期的菌-藻類時代。人們在這一時期的古老地層中發現過微古植物化石、宏觀藻類化石及疊層石。僅在我們中國,古生物學家就已發現元古代不同時期的微古植物化石80余屬、近200個種,生命在元古代得到進一步繁榮,那時的地球已不再是滿目荒蕪了。初期地表已出現了一些范圍較廣、厚度較大、相對穩定的大陸板塊。因此,在巖石圈構造方面元古代比太古代顯示了較為穩定的特點。早元古代晚期的大氣圈已含有自由氧,而且隨著植物的日益繁盛與光合作用的不斷加強,大氣圈的含氧量繼續增加。元古代的中晚期藻類植物已十分繁盛,明顯區別于太古代。

  前寒武紀地質

寒武紀

  帽天山看去完全是個平淡無奇的小山包,像一頂圓帽戴在那里。來往的行人誰也不會向這個普通的黃色土堆多看一眼。科學家們來到這里卻很興奮。

  但在漫長的沉寂之后,云南澄江縣的這片貌不驚人的山包,如今被古生物學家視為一塊圣地,一個地球生命史上的驚人秘密逐漸被解開:在距今5.3億年前,這里的淺海上演了一個重大無比的事件———生命經歷了一次革命性的大規模演化,絕大部分僅次于“界”以下的最大生物分類單位———“門”一級動物突然之間出現在地球上。“嘣”地一下,沉寂了40億年的地球突然間熱鬧起來。這顆藍色的星球終于有了生動的色彩。

  “一瞬間”(這個過程實際上是200萬年左右,但相對于35億年的地球生物史,200萬年,就好像是一天中的l分鐘),眾多從未在地球上露過面的動物一下子出現在海洋里,古生物學界甚至用“爆發”來形容這種突然性;它們的形態各異,從只有幾毫米的微型動物,到長達2米、長著帶柄巨眼和恐怖粗爪的大型怪物,幾乎涵蓋了所有的現有動物門類,也就是說,如今地球上所有一切天上飛的、地下跑的、海里游的動物的祖先,差不多都在那個時代出現了。包括人類在內的很多多細胞動物很可能就是從這里起跑,開始了各自的演化歷史。

  在今天昆明的附近地區,從東到西,包括馬龍、澄江、長蟲山、岷山、海口、武定2000多平方公里的廣大地域上,都分布有出露地表的寒武紀沉積頁巖。目前科學家所觸及的還主要是群山中的一隅———帽天山。

  現在地球上熱鬧非凡的上千萬種生物歸納起來總共才35個門,而在澄江化石中已經發現了20多個門一級系統(還不包括一些現在已經絕滅了的門一級動物),而且還在不斷發現新的動物門。這說明了一個關鍵性問題,在寒武紀早期,動物多樣性的基本體制就已經建立了。

  云南/玉溪/澄江帽天山/