寒武纪是第一个纪,在寒武纪都发生了哪些重大事件?
世间万物的出现都不是偶然的,都有必然的形成过程,寒武纪物种大爆发也是如此。宇宙中所有的物质结构最初都是由微能量粒子融合而成的。起初,物质由质子、中子、光子、自由电子等聚合成原子。在强大的能量场中,然后原子合成分子,再将不同的碳水化合物大分子连接聚合成细胞,最后进化成地球上的藻类、三叶虫等原始生物,都需要在很长的时间和空间内进化。
地球形成后,地质学家根据时空物质的变化建立了一套地质时代体系,从大到小分为主、时代、时代、时代等单位。地质学家把我们生活的地球分为四个主要时期:太古代、太古宙、元古代和显生宙。
寒武纪是显生宙的开端,从约5.42亿年前持续到4.85亿年前,在这短短的5800万年间,不仅寒武纪突然开始出现大量生物,而且出现了多种生物。现在所有的“门”基本上都出现在寒武纪。
但也有科学家认为,生物进化不是以匀速发生的,而是长时间静止,短时间加速的。比如同样是更大尺寸的进化。如果以恒定的速度发生,后代的体型比亲代大,但增大的体型并没有给它明显的生存优势。但是如果后代突然比亲本大10%,可以明显提高生存优势,那么基因就可以保留下来。也就是说,生物基因可以在短短一两代内发生突变。
要了解寒武纪生物大爆发,需要把注意力转向中国云南。在中国云南省澄江县毛田山附近发现了澄江生物群。是保存完好的早寒武世古生物化石群,被称为20世纪最惊人的发现之一。对澄江古生物化石群的研究证明,寒武纪曾发生过一次生命大爆发,即在5.3亿年前的几百万年间,几乎所有的第一类活的门和已灭绝的等价门的生物都突然出现在地层中。这不仅为寒武纪生命爆发的非线性突然演化提供了科学事实,也对达尔文的渐进演化理论提出了极大的挑战(达尔文的演化理论只能解释生命演化的正常渐进演化过程,而不能解释突变过程)。
寒武纪生命大爆发被称为古生物学和地质学上的一大悬案。寒武纪生命大爆发自达尔文以来就一直困扰着进化论等学术界。大约6亿年前,在地质学上称做寒武纪的开始,绝大多数无脊椎动物门在只2000多万年时间内出现了。这种几乎是“同时”地、“突然”地在2000多万年时间内出现在寒武纪地层中门类众多的无脊椎动物化石(节肢动物、软体动物、腕足动物和环节动物等),而在寒武纪之前更为古老的地层中长期以来却找不到动物化石的现象,被古生物学家称作“寒武纪生命大爆发”,简称“寒武爆发”。
达尔文在其《物种起源》的著作中提到了这一事实,并大感迷惑。他认为这一事实会被用做反对其进化论的有力证据。但他同时解释到,寒武纪的动物的祖先一定是来自前寒武纪动物,是经过很长时间的进化过程产生的;寒武纪动物化石出现的“突然性”和前寒武纪动物化石的缺乏,是由于地质记录的不完全或是由于老地层淹没在海洋中的缘故。这就是至今仍被国际学术界列为“十大科学难题”之一的“寒武纪生命大爆发”。 依照传统和经典的生物学理论,即达尔文生物进化认为,生物进化经历了从水生到陆地、从简单到复杂、从低级到高级的漫长的演变过程,这一过程是通过自然选择和遗传变异两个车轮的缓慢滚动逐渐实现的。
科学家们为揭示“寒武纪大爆发”的原因提出了种种假说。陈均远研究员提出寒武纪生物突变具有极明显的自发性进化行为的设想;舒德干教授提出“寒武纪暖水与冷水两大古生物地理分区"的假说等,但目前还没有一个清晰、证据确凿、令人信服的解释。
寒武纪生命大爆发吸引了无数的古生物学家和进化论者去寻找证据探讨其起因,但都没有找到寒武纪生命大爆发的真正原因,所以把寒武纪生命大爆发认为是反对进化论的有力证据。
地球膨裂说认为“雪球地球’冰期后地温急聚升高是寒武纪生命大爆发的真正原因。“雪球地球”理论认为,地球在距今7.5亿到5.8亿年前曾经经历了一次极其严重而漫长的冰河时代——瓦兰吉尔期。当时不仅陆地全部被冰川覆盖,海洋表面也被完全冻结,液态水靠来自地球核心的热量支持,存在于1公里厚的冰层下。如果从太空看,地球完全是一巨大的“雪球”。“雪球地球”假说最早由美国地质学家约瑟夫·可西文克博士1992年首先提出。“雪球地球”的假说有哪些根据?第一,地球在距今6亿到8亿年间广泛发育了一层或多层称为“冰积岩”的冰川沉积,它代表了全球性的寒冷气候。最著名的一次冰期发生在距今6亿年左右,几乎在现今所有大陆上都留下了可靠的记录,地质学上称为瓦伦格冰期。不管怎样,在地球上很好保存了距今6亿到8亿年的地层中,几乎都能找到同期的冰川沉积。很显然,这个寒冷气候是一个全球性事件。第二,在地球的历史中,很多数据表明,地球在距今6到8亿年间,冰积岩大多沉积在中、低纬度附近,换句话说,也就是赤道和赤道附近,也是陆地主要分布的区域。这方面的资料得出这个结论:广泛的寒冷气候发生在地球的赤道及其附近区域。
地球膨裂说认为,虽然生命在38亿年前形成,但因为地球逐渐变冷,直到8亿年前的“雪球地球”时期的零下50度,冰层12000米厚,物种的进化速度非常缓慢。
“雪球”为什么解冻,变成现在这样的地球,地球膨裂说认为,8亿年前,由于地球内部的放射性物质不断衰变放出热量,使地球发生较大膨裂,造成大量岩浆喷出地壳,使地球的气温急聚升高,冰川溶化,冰臼就是在这一时期形成的。地球气温从震旦纪(8亿年前)的摄氏零下50度,上升到现在的最高温度摄氏58度,8亿年上升了108度,地球的气温平均每1千万年自然升高1.35摄氏度。
地球膨裂说认为,8亿年前地球的气温急聚升高,非常适合生物繁衍,进化速度急聚增加,所以发生了寒武纪生命大爆发。
作者:赖柏林