地球上的五次「大滅絕」事件
2020-11-11 蒸汽角STEAMCorner
物種滅絕
我們經常會聽到這樣的說法，「某某物種已經瀕臨滅絕」或者「如果人類再保護地球生態，某某物種就會走向滅絕」，那麼，「滅絕」究竟指的是什麼呢？地球上都經歷過什麼樣的「大滅絕」呢？
滅 絕
「滅絕」，從概念上來說，當一個物種的所有存活個體全部死亡，那麼這個物種就會被判定為「滅絕」。
「大滅絕」，指的是在一個地質學意義上的短時間內出現大量高階分類群（綱、目、科）的滅絕事件或多樣性減少。
一次大滅絕發生的原因很多，但是這些原因並不會直接直接導致物種滅絕，而是作為一種推動力存在。一般來說，那些多樣性更廣的物種更不容易成為滅絕事件的受害者。
科學家們是如何辨別一次滅絕事件是否屬於大滅絕呢？方法有三種
No.1 查看不同時間段物種數量進行比較
一般情況下會比較以「科」為單位的分類群的數量。如果某個時間段的地層中「科」的數量有大幅度減少或新物種的出現率降低，那麼可以推測這個地層中可能有滅絕事件發生。
No.2 查看滅絕事件發生的速率
滅絕事件在任何時期都有可能發生，但是如果在一個特定時間段裡出現的頻率增加，說明這個時間段走向滅絕的物種很多，那麼就可以判斷出這個時間有發生大滅絕的可能。
No.3 分析地層的化學成分
生物的死亡會直接或間接導致化學物質的成分發生改變，例如植物的減少導致光合作用的降低，因而使得大氣中碳成分增加，然後可以推斷出這個時間有讓大量植物種類滅絕的事件。
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地球的五次大滅絕
地球地質年代表
物種的滅絕在生物演化史中並不罕見，但是大眾認知中能被稱為是「大滅絕」的，指的是以下五次大滅絕事件。
第一次晚奧陶紀到志留紀大滅絕
這次的大滅絕發生的原因被推測為岡瓦納大陸的南移至現在南極所在的地方，使得全球氣候變化和海平面下降，因而導致了大量海洋生物的滅絕。
這次滅絕跟上文提到關於大滅絕的特徵有點區別，「科」以上高階分類群的損失並不多，但損失了大量的低階分類群（屬，種）。
有觀點認為，這次大滅絕有可能是兩段不同的時間，第一段是因為降溫和海平面下降，而第二段則是被氣候回暖和海平面上升所造成的負面影響所引起。
晚奧陶紀板塊運動圖
第二次 晚泥盆紀大滅絕
晚泥盆紀的氣候偏暖和較高的海平面，並且陸生動植物在這個時期開始繁盛了起來。
這次大滅絕的特殊點在受害者大部分為海洋生物，而這部分海洋生物以溫水生物（如層孔蟲，一種滅絕的海綿）為主，其他陸生動植物或者適應低溫的海洋生物（如深海魚類）並沒有受到很大的影響。
滅絕的主因被推測為小行星撞擊，但是並沒有找到足夠的證據例如同一時間的隕石坑來支持這個觀點。其他的原因還包括動植物的物種擴張導致原有物種的淘汰。
晚志留紀生態
第三次 二疊紀晚期至三疊紀大滅絕
這次大滅絕被稱為「大滅絕之母」。
這次滅絕的規模是前所未有的巨大，當時地球上96%的海生無脊椎動物和77%的陸生脊椎動物被殺死，也是唯一一次能夠造成昆蟲的大量滅絕的事件，並使三葉蟲徹底從歷史中消失，對地球生態圈造成了不可估量的重創，以至於往後花費了數百萬年來恢復生物的多樣性。
其中陸生脊椎動物中，盤龍類被完全消滅。
這次滅絕很可能擁有多個階段，每一個階段的起因都不明確。原因包括但不限於隕石撞擊，大規模火山爆發，海水缺氧和鹽分的不穩定，以及盤古大陸形成導致的冰期等。
科學家認為是這些原因的相互影響所造成的一次持續較長時間的大滅絕。
異齒龍（盤龍類）
第四次 三疊紀晚期到侏羅紀早期大滅絕
這次大滅絕並不像其他幾次事件一樣，滅絕速率有明顯的上升。由於二疊紀大滅絕的影響，生物多樣性有著顯著的下滑，新物種的出現速率降低，而恐龍正是在這樣一個環境中走進了舞臺。
這次大滅絕的原因，推測有隕石撞擊和火山噴發，也有可能是因為三疊紀後期盤古大陸分裂引起的氣候變化所造成的。
在這段時期，包括獸孔目在內的陸生脊椎動物還有包括幻龍和楯齒龍在內的海生脊椎動物完全消失，並空出了大量生態位，為恐龍在日後的繁盛埋下了鋪墊。
腔骨龍，最早的恐龍之一
第五次 白堊紀晚期-古近紀大滅絕
這一次的大滅絕最為著名。在這個時期，我們已經可以從大陸板塊分布中看到現在地球的樣子。
白堊紀時期的氣候十分炎熱，科學家通過測量海水中氧的同位數，得知當時氣溫大概比現在的地球要高出10-20攝氏度。
海洋在全球範圍內有著較高的海平面，這樣的環境給予動植物一個完美的生活環境。
但是在白堊紀晚期，全球氣候有急劇降低的趨勢，生物多樣化也隨之降低，雖然部分動植物的種群數量卻在上升。
那麼這次大滅絕的受害者是誰呢？
首先最為人知的，恐龍被全部殺死，而恐龍的滅絕標誌著白堊紀的結束。
翼龍類的多樣性在白堊紀末期已經進入了苟延殘喘的地步， 並與恐龍一起在歷史中消失。鳥類和鱷類雖然熬過了這次大滅絕，但也遭到了重創。
在海裡，雖然滄龍在白堊紀晚期統治了整個海洋，但也沒能逃過這次災難。蛇頸龍類的處境跟翼龍類似，在走向滅絕前就已經逐漸衰亡。而魚龍類的滅絕早在白堊紀早期已經發生，因此並不是這次大滅絕的受害者。
同樣作為頂級掠食者的頭足類動物，包括菊石和箭石也沒能走出白堊紀。
菊 石
由於全球氣候變冷，在高緯度地區的植物也出現了大量的滅絕，但是有優秀抗寒能力的植物則能夠更好的存活下來。
謎題尚有待探尋
從整體上來說，白堊紀大滅絕並沒有對地球生物圈造成像其他幾次大滅絕一樣的影響。
許多走向滅絕的物種在時代更迭之前已經因為氣候變化而走在了衰亡的路上。
但是很多在白堊紀後期十分繁盛的物種出現了突然滅絕的跡象。因此科學家推測，在這個時期發生過一次潛在的災難，不僅推進了部分物種的衰亡，並且造成了大量生物的突然消失。
究竟發生了什麼呢。。。。？
本文作者： 黃老師
STEAMCorner 古生物項目課程設計師
加拿大艾伯塔大學生物系古生物學專業
艾伯塔古生物實驗室負責化石修復工作
溫哥華動物園和埃德蒙頓動物園從事動物保護
STEAMCorner線上科學項目《一塊穿越了9500萬年的神秘化石》的設計者和主講者之一
SC公益活動發布
《是誰」殺「死了恐龍》
想了解白堊紀大滅絕究竟發生了什麼嗎？
與本文作者黃澤熙老師一起來探究這一謎題吧！
關鍵詞：白堊紀大滅絕、古生物、恐龍
活動時間
11月15日 9：00：--10：00
適合年齡
4-12歲
活動形式
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