第三节 地球的历史

课前引入

作为最容易辨认的恐龙之一,梁龙(图1.21)是巨型恐龙中的明星,它们体型巨大,最大的身长超过36米,脖子长度超过6米,尾巴长度更在10米以上。
1.5亿年前,在北美洲大平原上,它们是最常见的巨型恐龙。然而,现在人们只能在博物馆通过化石骨架来认识它们。身材这么庞大的动物为什么没能继续在地球上生存下来呢?地球的环境都发生过什么样的变化?

下载

化石和地质年代表

地球约有46亿年的历史,在这漫长的时间里,它经历了多次火山喷发、板块碰撞等。要了解这些经历,研究地层是最主要的途径。

地层是具有时间顺序的层状岩石(图1.22)。沉积岩①的地层具有明显的层理构造,一般先沉积的层在下,后沉积的层在上。在沉积岩的形成过程中,有些生物的遗体或遗迹会在沉积物中保存下来,形成化石,所以同一时代的地层往往含有相同或者相似的化石(图1.23)。生物总是从低级向高级、从简单向复杂进化的,因此,越古老的地层含有越低级、越简单生物的化石。

脚注:①裸露在地表的各种岩石,在风吹、日晒、雨淋以及生物的作用下被破坏,破坏的产物(包括碎屑物质和溶解物质)

被风和流水等搬运后沉积起来,经过压紧固结而形成的岩石叫沉积岩。

生物的生长过程深受地理环境的影响,因此,由古生物形成的化石种类及特点不可避免地打上了当时地理环境的烙印。通过研究地层和它们包含的化石,科学家发现了不同时期主要生命形式的特点及其变化,并以此了解地球的生命历史和古地理环境。

科学家对全球各地的地层和古生物化石进行了对比研究,发现地球演化呈现明显的阶段性。根据地层顺序、生物演化阶段、岩石年龄等,科学家把漫长的地球历史按照宙、代、纪等时间单位,进行系统性编年,这就是地质年代表①(图1.24)。

脚注:①从1881年地质年代表的基本划分单元被确定以来,地质年代表就一直处于补充和完善中。本书中地质年代的划分来源于国际地层委员会2018年发布的《国际年代地层表》。

下载

案例:为什么把寒武纪作为显生宙的开始

科学家在研究古老地层时发现,距今5.41亿年以前,地层中埋藏的化石以藻类化石和软体动物留下的遗迹化石为主,生命形态都很简单。而此后动物化石的数量和种类都呈爆发式增长,并出现了大量有硬壳或骨骼的动物化石,生物结构也呈现出越来越复杂的趋势。因此科学家将硬体生物的大量出现,作为划分一个新的地质年代的标志,并将这一地质年代命名为寒武纪。寒武纪也代表地球上有大量生物开始出现的新时期,显生宙由此开始;之前漫长的时期,由于地球上生物稀少,被统称为前寒武纪。

下载

地球的演化历程一:前寒武纪

前寒武纪是自地球诞生到距今5.41亿年的漫长时期,包括了冥古宙、太古宙和元古宙,约占地球历史的90%。在此期间,地球的大气层、海洋和陆地慢慢形成,地球也从一个毫无生机的星球变成多种原始生命的家园。

生命的出现和演化与大气层中氧气的增多密不可分。地球形成之初,大气的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨,缺少氧气。冥古宙时期,地球上只有一些有机质,没有生命的迹象。到了太古宙时期出现了蓝细菌(图1.25)等原核生物。蓝细菌能够通过光合作用制造氧气。元古宙时,蓝细菌大爆发,大气成分开始发生改变,生物也因此得到进一步发展,演化出真核生物和多细胞生物。

前寒武纪是重要的成矿时期,大量的铁、金、镍、铬等矿藏出现在这一时期的地层中。

下载

(二)古生代

古生代(距今5.41亿年—2.52亿年)意为“远古的生物时代”,可分为早古生代和晚古生代。其中早古生代包括寒武纪、奥陶纪、志留纪,晚古生代包括泥盆纪、石炭纪和二叠纪。

古生代期间地壳运动剧烈,许多地方反复上升和下沉,海陆格局发生了多次大的变迁,到了后期地球各块大陆汇聚成一个整体,称为联合古陆(图1.26)。

早古生代是海洋无脊椎动物发展的时代(图1.27)。早期,地球上海洋面积远大于现在,海洋无脊椎动物空前繁盛,温暖的海水里出现了多种动物,如三叶虫、笔石、鹦鹉螺等。到了后期,海洋面积缩小,陆地上开始出现低等的植物,但海洋仍是无脊椎动物的世界。

晚古生代是脊椎动物发展的时代。早期鱼类大量繁衍。随着海洋面积进一步缩小,到了中期一些鱼类逐渐进化成能适应陆地环境的两栖类。晚期,气候变得干旱,水源稀少,一些两栖动物慢慢进化成更能适应干燥气候的爬行动物,裸子植物开始出现。晚古生代,蕨类植物繁盛,形成了茂密的森林,是地质历史上重要的成煤期。

古生代末期,发生了地球生命史上最大的物种灭绝事件,几乎95%的物种从地球上消失,古生代由此告终。

下载

(三)中生代

中生代(距今2.52亿年—6600万年)意为“中间的生物时代”,因介于古生代和新生代之间而得名,分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪。

由于板块运动剧烈,联合古陆在三叠纪晚期开始解体,各大陆向现在的位置漂移。

这一时期爬行动物盛行,尤其是恐龙,在侏罗纪和白垩纪达到了大繁盛,因此中生代也被称为“爬行动物的时代”。

中后期,一些爬行动物进化出羽毛,开始向鸟类发展(图1.29);小型哺乳动物出现。裸子植物在中生代极度兴盛,在陆地植物中占主要地位。中生代也是主要的成煤期。

中生代末期发生了物种大灭绝事件,绝大多数物种从地球上消失,包括我们所熟知的恐龙,成为中生代结束的标志。

下载

(四)新生代

新生代(距今6600万年至今)是“最近的生物时代”,分为古近纪、新近纪和第四纪。

联合古陆在新生代最终解体,各大陆板块漂移到现在的位置,形成了现代海陆分布格局。这时期地壳运动剧烈,形成了现代地势起伏的基本面貌,如今地球上一些高大山脉如阿尔卑斯山脉、喜马拉雅山脉、落基山脉、安第斯山脉等都是在这一时期形成的。

新生代被子植物高度繁盛,草原面积扩大,哺乳动物快速发展,生物界逐渐呈现现代面貌(图1.30)。第四纪出现了人类,这是生物发展史上的重大飞跃。

第四纪时期,全球出现数次冷暖交替变化。气候寒冷期,冰川范围扩大,海平面下降,许多生物向较低纬度迁移;气候温暖期,冰川范围缩小,海平面上升,海水浸没了若干低洼的地方。目前,地球处于一个温暖期。

下载

活动:通过地质年代表了解地球的演化历史

将以下选项分别填入图1.31中的文字空白中,以完成关于不同地质年代的地球环境和生命现象的描述。① 蓝细菌 ② 无脊椎动物 ③ 蕨类 ④ 氧气 ⑤ 联合古陆 ⑥ 爬行动物 ⑦ 两栖动物 ⑧ 哺乳动物

下载

自学窗:古生物学研究

你或许看过有关恐龙的电影,或者在博物馆参观过恐龙化石或模型,而恐龙早已灭 绝,我们如何了解这些庞然大物呢?多亏古生物学家,他们发现并研究化石(图1.32),复原了这些曾经生活在地球上的生物。那么,古生物学家是如何开展研究的呢?古生物学家如同侦探,他们研究藏在地层里的生物遗体或遗迹,从蛛丝马迹中推断结论。例如,通过研究骨骼化石、脚印化石、粪便化石、植物化石等,最终确定生物的体形特征、行走速度、外貌举止以及饮食特性等;再结合对应的沉积岩的特征,可以推断生物生存时代的地理环境。

借助古生物学研究,利用测年技术,我们可以了解地质历史时期生物多样性与环 境的关系,探讨地球生命发展的规律,并为应对未来的环境变化,如气候变化,提供很重要的信息。

下载

课前探索:感受地球上生物的演化过程

如果把地球自”诞生”之日至今的演化过程看作24小时的话,那么地球形成于午夜0:0007小时后,平期的单细胞生物出现了。再经过14个小时,单细胞生物进化为简单的软体动物,如水母和蠕虫。21:00以后,史大型的、较复杂的生物在海洋旦得以进化。爬行类动物和昆虫类在22:00首次出现。恐龙直到23:00才出现,但到了23:30就已经灭绝了。人类(晚期智人)是在午夜24:00的前1秒出现的。

思考查阅资料,说出地球上上述生物出现的时间大约分别距今多少年。

学习指南

.为什么要用地质年代来描述地球历史?

.什么是地质年代的不同单位?

.地球地质历史中的主要事件有哪些?

提示:边阅读边列出一张地质年代表,同时在表中相应位置标出地球和地球上生命演化过程中的主要事件。

本节的主要概念是地球的演化。

下载

原始大气、海洋和陆地

地球自形成到现在,大约经历了46亿年的时间。地球诞生之初不断受到陨石撞击,使地球表面的温度不断增加,地球上大部分的岩石处于熔融状态。

随着陨石撞击的不断减少,地球逐渐冷却。地球表层冷却形成了原始的地壳,地球内部的气体逸出形成了原始的大气圈。同时,地球内部的炽热岩浆仍从岩石裂隙中喷涌出来,形成火山。火山喷发时释放出大量水蒸气、二氧化碳、氮、氢等气体,形成厚厚的云层。云层不断凝结致雨向地表倾泻,地球表面的温度逐步降低。降落到地表的雨水汇聚到低洼地带,原始海洋开始形成。

思考:地球表面的水是从哪里来的?

下载

地质年代表

地层是指地壳在发展过程中形成的,具有一定时代含义的成层的岩石和堆积物。化石是岩石形成过程中保存下来的石化的古代生物遗体或遗迹。在地层中保存有各种化石,它们是记录地球历史的”书页”。

地球历史的时间跨度很大,地质学家们通常根据地层顺序和古生物遗体或遗迹,把地层划分为若干大小不同的单位,称为地层单位。各个地层单位所代表的时间称为地质时代单位。按时代早晚顺序把地质年代进行编年,形成地质年代表(见表1-3-1)。

名词链接:地质年代分为相对地质年代和绝对地质年代。

相对地质年代只确定地质事件发生的先后顺序,不能确定其具体时间,是地质学家研究地质过程的主妥手段之一。绝对地质年代可以用来确定地质事件发生、延续和结束的具体时间。地质学家对矿物或岩届中的放射性同位素进行测定,依据放射性元素的含量和表变规律计算出矿物或岩石的绝对年龄,即距今的年数。

下载

地球的演化史

太古代(距今25亿年以前)地球已经形成薄而活动的原始地壳,岩浆喷溢活动相当频繁,构造运动剧烈。由于火山活动强烈,大气中二氧化碳的含量较高,地球表面的原始海洋和大气处于缺氧状态。地表水体分布广泛,陆地面积不大。到太古代晚期,某些地区开始形成小规模的陆地。

太古代的水体中普遍沉积了铁矿。太古代是地质历史上形成铁矿的重要时期,这一时期形成的铁矿占世界铁矿总储量的60%以上。

在太古代早期,地球上还没有生命现象。大约经过十几亿年,地球上才出现了原始的生命,主要是原始细菌。大约31亿年前,蓝绿藻类已开始繁殖。地球上从无生命到有生命,是地球历史上的重大事件。太古代地层中化石极为贫乏。

名词链接:构造运动又称地壳运动,指由地球内部动力作用引起的地壳结构改变和地壳内部物质产生变位的机械运动。按其运动方向,可分为水平运动和垂直运动。

读表:阅读地质年代表,熟悉各地质年代的名称、距今年数、主要构造运动和代表性动植物。

下载

地球的演化史

元古代(距今25亿-5.41亿年)元古代的地壳经过多次构造运动,在太古代小规模陆地的基础上进一步扩大。在元古代末期,已经形成了许多稳定的古陆地。元古代的地层中含有比较丰富的矿产,主要是铁矿。

元古代的藻类日益繁盛,它们通过光合作用,不断吸收二氧化碳,释放氧气。因此,地球上的大气从缺氧状态发展到存在较多游离氧的状态。元古代中期,地层中开始出现紫红色石英砂岩和赤铁矿层,这说明大气和水体中已存在相当多的游离氧。

古生代(距今5.41亿-2.5217亿年)由于构造运动,古生代的一些地区发生褶皱隆起,陆地面积进一步扩大。经过泥盆—二叠纪的海西运动,北方各个古陆合在一起,形成一个大陆,称为劳亚古陆;南方有冈瓦纳古陆。

名词链接:海西运动指晚古生代和三叠纪时期的地壳运动。

在早古生代,发生了大规模的海水入侵,有些古陆地变成了浅海环境。三叶虫、珊珊等无脊椎动物空前繁盛。因此,早古生代在生物演化史上又被称为”海洋无脊椎动物时代”。从志留纪出现鱼类,到泥盆纪空前繁茂,成为”鱼类时代”。到泥盆—二叠纪演化为两栖类,动物由在水中生活开始大规模地向陆地发展,这是动物发展史上的一次飞跃。晚古生代时期,陆地上的藏类植物繁茂,形成广阔森林,这是当时主要的造煤植物。石炭—二叠纪成为地质史上一个重要的成煤时代。

中生代(距今2.5217亿~0.66亿年)中生代在环大平祥地带发生了一次规模巨大的构造运动一一-燕山运动,形成了中国的地质构造轮廓和地貌基础。劳亚古陆逐渐连接,面积扩大,而冈瓦纳古陆发生解体并逐渐分离,出现古大西洋和古印度洋。

名词链接:燕山运动指二叠纪末到白垩纪时期我国广泛发生的地壳运动。

中生代地层含有多种矿产,其中价值较大的有煤、石油、天然气、石膏、岩盐等非金属矿产和铁、鸽、锡等金属矿产。

由于陆地面积扩大,地形和气候条件逐渐变得复杂。喜湿热的藏类植物由于不适应多变的气候,逐渐衰退,而更能适应陆地环境的裸子植物迅速发展起来。因此,中生代又被称为”裸子植物时代”,代表植物主要有松柏、苏铁、银杏等。这些繁茂的植物成为当时主要的造煤植物,因此,中生代特别是保罗纪是石炭一二叠纪之后又一个重要的造煤时代。

在中生代,爬行动物极度繁盛,其中最占优势的一类就是恐龙。所以,中生代也被称为”爬行动物时代。

思考:科学家依据什么确定地质时期地质事件的顺序?

新生代(距今0.66亿年到现在)新生代时,在古地中海和环太平洋地带又发生了一次规模巨大的构造运动一一喜马拉雅运动,形成了阿尔卑斯山脉、喜马拉雅山脉、安第斯山脉等,地球上的海陆分布与现在渐趋一致。

名词链接:喜马拉雅运动指我国境内新生代发生的地壳运动。

在我国古近纪和新近纪的地层中含有煤、油页岩、石油、石膏和岩盐等矿产。

新生代生物界已与现代接近,植物以被子植物为主,所以新生代又被称为”被子植物时代”。这一时期哺乳动物极为繁盛,因此也被称为”哺乳动物时代”。第四纪时期北半球出现大冰期,气温普遍下降,气候寒冷。现代地理环境基本是新生代后期变化的结果。

大约在第四纪初,古猿的一支向着人类的方向进化。人类的出现和进化,是第四纪最重要的特征。

下载

阅读:中国成煤的重要时期——晚古生代

我国的煤田很多都形成于晚古生代。煤的分布情况与形成时间因地而异。华北和东北南部的含煤地层一般称”石炭一二叠纪煤矿。华北地区久经侵蚀,地势低平,基础稳定,所以煤田含煤地层浮度较小(一般为二二百米至数百米),但具有分布广、面积大、层位稳定、储量丰和质量好等优点。从东北到华北的广大地带,几乎都有这一时期的煤层分布。石炭—二叠纪时,华南地区受海水长期浸在,只有在海退间隙的滨海低地形成一些小块煤田,含煤的层住多,煤田面积小,储量一般不大,如江西乐乎和云南宣威等煤系。华南地区”体罗一白圭纪煤层”相对较多见。

下载

阅读:恐龙的灭绝

科学家推测,大约6500万年前地球上发生了一次生物大天绝。有科学家将这次生物大灭绝归因于太空中呆个天休撞击地球,那个天体可能是一颗小行星。当它撞击地球时,引起森林大火,导致陆地上和海洋中的许多生物元亡。大火产生大量烟尘使云层加辱,长期阻挡阳尤,植物不能生长,食草动物囚饥饿而大批死亡。这次生物大灭绝毁灭了一半以上的植物和动物物种,恐龙也没能幸存。还有科学家认为是火山活动增加引起的气候变化导致了这次生物大灭绝。

恐龙灭绝的原因至今没有公认的结论。科学是在不断发展的,许多自然之谜终将被揭开。

下载

案例研究:用化石确定地层的年代和顺序

在正常情况下,地层是按顺序排列的,老的在下,新的在上,呈水平状态。研究地层的性质、厚度、相互关系以及地层中的化石,可以了解地壳的变化过程。

生物是由低级向高级、由简单到复杂不断进化的,所以不同年代的地层一般含有不同的化石,而相同年代的地层里往往保存着相同或相近的化石。

科学家们通过研究地层中所含化石未确定地层的年代和顺序,如含三叶虫、大羽羊齿化石的为古生代地层,含恐龙化层的为中生代地层。

科学家们根据地层组成物质的物理和化学性质以及所包含的化后,可以推知沉积物沉积时的坏境特征。例如,由珊瑚礁组成的石灰岩,可以推知其沉积时的环境是温暖广阔的浅海地区;由丰富植物化石组成的含煤地层,可以推知其沉积时的环境是湿热茂密的森林地区..

思考:1.含猛犸象化石的地层是哪个地质年代的地层?

2.自然界中的地层一定是老的在下、新的在上吗?为什么?

下载

作业题

1.读下图,简述主要生物演化过程,并把主要地质事件出现的时间标在下图的相应位置。

2.阅读材料,简述恐龙的灭绝对哺乳动物的进化有哪些影响。

6500万年前,地球经历了一次生物大天绝,一半以上的物种消失。这次大灭绝事件在生物

演化史上最为著名,长达一亿多年的恐龙时代就此终结,从而为哺乳动物和人类的出现提供了契机。

3读”甲、乙两地岩层分布”图,完成下列各题。

(1)A-G层中形成最早和最晚的分别是哪一层?

(2)A-G层和w-z层中可能形成于同一地质年代的地层有哪些?说出你的判断理由。

(3)A、D岩层分别形成于什么地质年代?

下载

探究

世界上第一个较为准确地指出化石来源的是古希腊哲学家色诺芬尼(约公元前565—约公元前473),他对岩石中的图案进行了描述,并推测出这些图案是在经历了漫长的地质演变之后留下来的生物遗迹。这一观点在古典时代的欧洲是离经叛道的。

当时人们普遍认为,这些图案与生物体没有任何关系,是自然形成的石头图像,是大自然赐予的艺术品。

  1. 你认为图1-22、图1-23所示化石是怎样形成的呢?

2.议一议,科学家为什么要研究化石?

下载

一、地层和化石

经过深入研究,科学家推算地球的年龄约为46亿年。在这漫长的历史中,地球经历了缓慢的演化,也遭遇过剧烈的突变。

地层是地壳上部呈带状展布的层状岩石或堆积物。地球在发展过程中形成了各个时代的地层,在地层中留下了历史事件的痕迹,

保存有不同时代的生物遗体或遗迹,遗留下环境变化的物质凭证。因此,可以说地层是记录地球历史的“书页”。地层中的化石,多数是古生物的遗体,如贝壳、骨骼等;少数是古生物活动的遗迹,如足印、粪便等。生物是从简单向复杂、从低级向高级不断地进化的。不同时代的地层一般含有不同的化石,而相同时代的地层往往保存着相同或近似的化石。这样,我们就可以根据地层中保存下来的化石,来确定地层的时代和顺序。例如:含三叶虫、大羽羊齿化石的,为古生代地层;含恐龙化石的,为中生代地层。

根据地层组成物质的性质和化石特征,可以追溯地层沉积时的环境特征。例如:红色岩层指示氧化环境,黑色页岩并含黄铁矿指示还原环境;珊瑚化石指示清澈温暖的浅海环境,破碎的贝壳指示滨海环境。

下载

阅读:古生物化石的形成

首先,生物本身具有硬壳、骨骼等不易毁坏的硬体部分容易形成化石。只有在特殊条件下,硬体和软体才能一齐被保存下来。

例如:密封于琥珀内的昆虫化石,栩栩如生;在西伯利亚和阿拉斯加发现的保存在冻土中的猛犸,皮毛血肉俱存。其次,生物死亡后必须尽快地被沉积物所掩埋,这样才能避免腐烂或被其他动物所吞食。最后,埋藏下来的生物遗体必须经石化(如矿物质的充填或交代作用、植物的炭化作用等)才能形成化石。

下载

活动

阅读下列材料,完成相关任务。植物孢粉是植物在繁殖期间撒出的孢子和花粉的总称。当孢粉离开母体撒落在地面,就会被一层层地掩埋在土层或泥炭层中。孢粉数量巨大(例如,一棵山毛榉树一年可撒出4亿粒花粉),在与空气隔绝的情况下,一部分孢粉可长期存留下来。因而,可根据孢粉的形态来判别母体植物的种属,这成为推测地质时期植被及其相应气候的依据。

1.在我国辽宁南部距今10000~8000年的泥炭层中,桦属花粉占优势,而现在桦木林已退缩到大兴安岭、小兴安岭和长白山区。桦树为喜冷耐旱植物。据此分析我国辽宁南部近8000~10000年来气候的大致变化情况。

2.为什么说,孢粉化石对于恢复古地理环境和古气候具有重要价值?

下载

二、地球的演化史

(一)前寒武纪:

科学家根据地层顺序、生物演化阶段、地壳运动和岩石年龄等,将地球历史划分为冥古宙、太古宙、元古宙和显生宙。在宙之下,又分出代;在代之下,再分出纪。地壳中不同地质时代地层的具体形成时间和顺序,称为地质年代。

前寒武纪指古生代寒武纪以前的时期,大约经历了40亿年。按照早晚顺序,前寒武纪依次划分为冥古宙、太古宙、元古宙。其中,冥古宙为初生地球阶段,地球经历了复杂而有序的发育与变化。

在太古宙,地球上是一片深浅多变的广阔海洋,没有宽广的大陆。那时,岩浆活动剧烈,火山喷发频繁,经常出现烟雾满天的景象。太古宙是形成铁矿的重要时代。太古宙早期,地球上还没有生命现象,到处是一片荒凉死寂。地球经过十几亿年的演化,有了水和空气之后,太古宙中期才出现最原始的生物。从无生命到有生命,这是生物演化史上的一次飞跃。

在元古宙,现在陆地的位置仍大部被海洋所占据。那时地壳运动剧烈。元古宙晚期,出现了若干大片陆地。元古宙时,海水中的生命活动明显增强,除单细胞生物外,还出现了藻类、海绵等低等的多细胞生物。从单细胞到多细胞,从原核生物到真核生物,标志着地球进入了一个生命大发展的阶段。

下载

(二)显生宙

显生宙指寒武纪以来的时期。自寒武纪开始,生物逐渐向较高级的发展阶段进化,动物已具有外壳和清晰的骨骼结构。按照早晚顺序,显生宙依次划分为古生代、中生代和新生代。

1.古生代:古生代是地壳发生剧烈变动的时期,许多地方反复上升和下沉。到了中后期,陆地面积大大增加,欧亚大陆和北美大陆的雏形基本形成,我国东北、华北抬升成陆地。古生代早期,是海生无脊椎动物空前繁盛的时代,海水中出现了许多种动物,如三叶虫、珊瑚等;中期,出现了脊椎动物——鱼类;后期,一部分鱼类逐渐演化成两栖类,动物从海洋向陆地发展。中后期,陆地上出现了大片植物,特别是蕨类植物繁盛,从海滨地带到大陆内部,出现了万木参天、郁郁葱葱的景象。古生代后期是重要的造煤时期。古生代末期,发生了地球历史上最大的灭绝事件,60%以上的海生无脊椎动物种类灭绝了,脊椎动物中的原始鱼类和古老的两栖类也全部灭绝,蕨类植物明显衰退。

2.中生代陆地面积空前扩大。环太平洋地带地壳运动剧烈,形成高大山系,也带来了丰富的金属矿产。生物的变化很大,爬行动物盛行,大大小小的恐龙繁生。后来空中出现了始祖鸟,爬行动物的一支开始向鸟类发展。裸子植物迅速发展,苏铁纲、银杏纲、松杉纲等植物是主要的代表植物。因此,中生代也是一个重要的造煤时期。中生代末期,除盛极一时的恐龙从地球上突然销声匿迹外,海洋中50%以上的无脊椎动物种类也灭绝了。

从中生代侏罗纪开始,我国基本结束了南海北陆的分布格局,形成一片宽广的大陆环境。

下载

阅读

寒武纪大爆发

在寒武纪早期,地球海洋中的生物快速发展,进化出大量不同种类的生物。古生物学家称这个事件为“寒武纪大爆发”。论证依据主要是云南寒武纪早期澄江生物群化石。在此之前的元古宙末期各类动物中,极少见到与澄江生物群中这些动物有直接亲缘关系的生物。

这使得澄江生物群的突然出现成为生物进化史上的重大事件。

从寒武纪开始,大量海生无脊椎动物出现在地球表层,由此揭开了欣欣向荣的生物系统演化进程的序幕。

中生代恐龙灭绝的证据——陨石

在世界上许多地方的中生代末期的地层内,科学家发现铱元素含量异常,高出相邻岩层平均值的30倍左右,这成为支持小行星撞击地球假说的证据。因为铱元素在地球表面并不常见,而陨石中却经常存在铱含量较高的现象。有些地质学家认为,如果一颗足够大的富含铱的小行星撞击地球并发生爆炸,那么,大量富含铱的尘埃颗粒就会散发到大气层中,在地球表面就会覆盖一层富含铱的尘土层,最后形成的地层铱元素含量就会异常高。经计算,含铱泥土里存在的铱,需要一颗直径大约10千米的小行星撞击才能产生。

在美洲尤卡坦半岛的北部海岸,地质学家发现了一个部分淹没在海水中的陨石坑,直径180~200千米。这是中生代小行星毁灭性撞击地球最可能发生的地点。

科学家推测,这次撞击事件发生了强烈的爆炸并造成超级火山喷发,大量烟尘弥漫天空,使得太阳光难以到达地表,植物也无法进行光合作用,大气中氧气的含量变得极低。这些因素综合作用,造成了恐龙的灭绝。

下载

3.新生代

新生代发生了一次规模巨大的造山运动,现在世界上的许多高山是在这次运动中造成的,由此形成现代地貌格局及海陆分布。哺乳动物和被子植物大发展,出现了灵长类。第四纪进入地质历史上最新的一次大冰期,称为第四纪大冰期。第四纪大冰期来临时,气候变冷,陆地上冰川覆盖面积增大,海面下降100多米,许多大陆架变成了大陆间人和动物来往的通道。第四纪出现了人类,这是生物演化史上的重大飞跃。

第四纪大冰期分为若干冰期。两个冰期之间是间冰期,这时气候转暖,海面上升,海水淹没了若干低洼的地方。

地球有悠久的过去,生物的出现和进化只是其中的一段,而人类的历史更是短暂的一瞬间。地球演化史有力地证实了“自然界总是不断发展的”这一真理,证明了新陈代谢是宇宙万物的普遍规律。

下载

活动

1.在地质时期,地球表面经历过几次大冰期气候,即震旦纪大冰期、石炭—二叠纪大冰期和第四纪大冰期。大冰期之间相隔2亿~3亿年,为大间冰期。读图1-31,完成相关任务。

(1)在图中标出几次大冰期,并大体估算其持续时间。(2)古生代末期和中生代末期,是地质历史上全球性生物大规模灭绝时期。据图推测,当时的气候分别有什么特点?

(3)据图归纳地质时期气候变化的特点。

提示:从图中可以看出,第四纪以来,绝大多数时间的气候比现在寒冷,但从整个地质时期来看,绝大多数时间的气候比现在温暖。

2.地球的演化是一个系统有序的过程,全球环境演变、自然灾害发生、海平面上升、气候变暖、臭氧空洞扩大等,与地球内部的各种过程密切相关。对人类未来生存环境的关心,迫使科学家不得不从多个角度去探讨可能的致变因素。议一议,科学家为什么要这样做?他们的担忧是杞人忧天吗?

下载

课前引入

近年来,“燕子石”成为奇石市场上的新品。它真是燕子的化石吗?专家认为,“燕子石”中的动物化石实际上是生长于古生代的三叶虫的化石。

问题:你知道古生代吗?你了解三叶虫生活的环境以及生物演化的过程吗?

下载

一、地球历史的记录

想了解地球的历史,就要了解地层和化石,就要学会读地质年代表地层与化石。地质历史上一定地质时期形成的各种成层岩石和堆积物叫地层。在未受剧烈构造运动扰动的情况下,先形成的地层居下,后形成的地层居上。地层的性质,在一定程度上反映了地层形成时的地表环境。例如,石灰岩主要形成于浅海环境,页岩形成于静水环境,玄武岩则是火山活动的产物。

脚注:构造运动:由地球内部力量引起的地壳乃至岩石圈的变位、变形。

化石是存留在地层中的古生物遗体、遗物和遗迹。例如,植物的茎、叶,动物的骨骼、牙齿及其活动遗迹等,在地层或沉积物中经矿物质的填充或置换,就形成了化石。化石是确定所在地层的年代和古地理环境的重要依据。例如,三叶虫只生存在古生代,含三叶虫化石的地层即为古生代地层。生物的生存与环境关系密切,依据化石可以推断当时的地理环境。例如,三叶虫生长于海洋,如地层中含有三叶虫化石,则说明该地层形成时为海洋环境。

活动:三叶虫是海洋动物,为何出现在陆地上的岩石中?请查阅相关资料加以说明。

下载

知识窗:如何确定地层的年代

放射性同位素测定法。在岩石或矿物形成过程中,放射性同位素以一定的形式进入其中,并不断地衰减,蜕变的子体逐渐增加。通过测定岩石、矿物中放射性同位素母体和子体的含量,可以计算出该岩石、矿物的地质年龄,从而确定地层的年代。

标准化石测定法。根据地层中所含化石,推测地层的年代。此方法简便易行,但在确定小尺度环境演变事件时有一定的局限性。

此外,还可根据古地磁年代等方法确定地层的年代。

下载

地质年代表

用来描述地球历史事件发生早晚或先后顺序的时间单位,叫地质年代。常用的地质年代单位由大到小依次是宙、代、纪等,分别对应地层单位宇、界、系等。如“显生宙”的地层称为“显生宇”,“中生代”的地层称为“中生界”,“侏罗纪”的地层称为“侏罗系”,等等。

科学家依据地质年代先后顺序,把地球历史上的重大地质事件编成时间顺序表,叫作地质年代表。

活动1.查阅表1-2-1,完成表1-2-2的填空。

2.简述地球演化历史。

下载

二、地球形成与演化简史

科学家认为,地球起源于大约46亿年以前的原始太阳星云。星云盘内的物质经碰撞吸积,逐渐演化成原始地球。此后,地球温度逐步降低,内部物质出现分异。密度大的物质渐

渐聚集到地球的中心,形成地核;密度较小的物质向上集中,形成地幔和地壳。

广泛发生的火山喷发,释放出水蒸气、二氧化碳等气体,构成了原始的大气圈。随着地表温度下降,气态水发生凝结,通过降雨落到地面,形成由河流、湖泊和海洋等组成的水圈。

目前发现的地球上最早的生物化石的年代大约距今38.5亿年,意味着地球上的生命大约从38.5亿年前开始。

大约5.4亿年前,地球生命在沉寂了几十亿年之后出现了一次大爆发,在相对短暂的2000多万年的时间内出现了一大批生物种类。此后地球进入了生物繁盛以及较高生命演化的新阶段——显生宙。大约180万年前,人类诞生了,地球开始了人类历史新纪元。

下载

知识窗:生命大爆发

地球生命在距今大约38.5亿年前出现后,经历了几十亿年缓慢演化的过程。到大约距今5.4亿年前的寒武纪早期,突然在2000多万年的时间内涌现出各种各

样的生物。它们不约而同地迅速起源,一系列与现代动物形态基本相同的动物在地球上“集体亮相”,形成了多种门类动物同时共生的繁荣景象。该现象被称为“寒武纪生命大爆发”。

恐龙灭绝事件

中生代是爬行动物繁盛的时代,其中最有名的爬行动物当属恐龙。恐龙出现于三叠纪,兴盛于侏罗纪,是陆生脊椎动物。恐龙头部较小,颈和尾一般较长,有用四足行走的,也有只用两足行走的。恐龙种类繁多,形态各异,大的有几十米长,小的只有鸡那么大;有肉食性的,也有植食性的,还有杂食性的。恐龙大多生活在陆地上或湖沼中。

距今6500万年前的白垩纪末期,包括恐龙在内的75%~80%的物种灭绝,长达约1.4亿年之久的恐龙时代随之终结。关于这次生物大灭绝的原因,有多种假说——“气候变迁说”“地磁变化说”“陨石撞击说”“酸雨说”“被子植物中毒说”等,其中“陨石撞击说”得到了较多科学家的认可。

下载

三、地球演化过程:生物演化

研究认为,地球生物演化经历了从低级到高级、从简单到复杂的过程。例如,地球上出现的第一个生物是结构最简单的单细胞生物——细菌,此后才出现了多细胞生物。地球上先出现的植物是裸子植物,然后才出现被子植物;先出现的动物是无脊椎动物,然后才出现脊椎动物,并且在新生代最晚期出现了地球上最高级的生物——人类。

从分布空间来看,生物演化经历了由海洋向陆地扩展的过程。在几十亿年历史中,地球生物大都生活在海洋里,直到距今约4.4亿年前陆生裸蕨植物的出现,标志着生物开始向陆地扩展。距今大约3亿多年前泥盆纪中晚期两栖动物的出现,标志着动物开始从海洋向陆地扩展。

在生物演化过程中,伴随着一些生物的衰退和灭亡,是另一些生物的出现和兴盛。例如,发生在距今大约6500万年前以恐龙为代表的大型爬行动物的灭绝,迎来了哺乳动物大发展的时代。

活动1.读地质年代表,梳理植物和动物演化的历史脉络,分析其演化的特征或者规律。

2.蓝绿藻是一种可以进行光合作用的绿色植物。试从蓝绿藻的出现和繁盛的角度分析大气组成在地球历史上的可能变化。

下载

海陆变迁

地质历史上曾经发生过多次海陆变迁。地质学家研究表明,最近一个泛大陆(盘古古陆)形成于大约3亿至2亿年前的中生代早期,当时所有大陆联合在一起,大陆周围是统一的大洋。此后泛大陆开始分裂,大约在距今2亿年前分裂成为两个大陆——冈瓦纳大陆和劳亚大陆;距今约6500万年前,七大洲和四大洋的轮廓初步显现。此后又经过6500万年的分裂和漂移,形成了现在的七大洲、四大洋的海陆格局。

活动读图1-2-6,分析6500万年以来海陆格局的主要变化。

1.说明大西洋、印度洋面积的变化,推测太平洋面积的可能变化。

2.分析非洲大陆、澳大利亚大陆和印度半岛(或南亚次大陆)位置的变化。

下载

构造运动、矿产形成

构造运动

在地球历史上曾经发生过多次构造运动。构造运动导致了海陆的变迁、地形的变化,对气候的变化、生物的演化以及一些矿产的形成也具有重要的影响。例如,发生在中生代的构造运动导致了泛大陆的解体,发生在晚新生代的构造运动导致了青藏高原和喜马拉雅山的形成。

矿产形成

伴随着构造运动、海陆变迁、生物演化和气候变化,地质历史上出现了多个重要成矿期,如前寒武纪铁矿成矿期(距今25亿至23亿年前后)、古生代后期煤炭成矿期、中生代煤炭成矿期等。

下载

滚动至顶部