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地球简史

A Brief History of the Earth

地球大约在 46 亿年前形成。地质学家按岩层的上下先后和里面的化石,把这段漫长的历史分成几段:最大的一级叫“宙”,宙下分“代”,代下分“纪”。

最近约 5.4 亿年,岩层里动物化石丰富,叫显生宙,分为古生代、中生代、新生代;在这以前的四十多亿年合称前寒武纪,分为冥古宙、太古宙、元古宙。景点介绍里说某处岩石“属太古宙”“形成于中生代”,指的就是这些时段。

冥古宙太古宙元古宙冰期今天5.4 亿年前25 亿年前40 亿年前46 亿年前显生宙前寒武纪最近 5.4 亿年5.4 亿年前今天古生代中生代新生代寒武纪奥陶纪志留纪泥盆纪石炭纪二叠纪三叠纪侏罗纪白垩纪古近纪新近纪第四纪
红色横线是五次生物大灭绝。
时代那时的地球
冥古宙 Hadean
46–40 亿年前
地球刚刚形成,表面炽热,不断受到小天体撞击,月球也在这时形成。几乎没有留下岩石。
太古宙 Archean
40–25 亿年前
出现最早的陆地和海洋,海里有了最简单的单细胞生命。
世界上已知最古老的岩石是加拿大西北部的阿卡斯塔片麻岩,约 40 亿年;澳大利亚杰克山岩层里的锆石颗粒更老,约 44 亿年,但那是矿物颗粒,不是整块岩石。
在中国:辽宁鞍山东山、白家坟一带的花岗质岩石约 38 亿年,是中国已知最古老的岩石,也是世界上最古老的岩石之一;河北迁安一带也有 35 亿年以上的岩石。
风景区里最容易看到的古老岩石是泰山的“泰山杂岩”,约 25 亿至 27 亿年;嵩山最老的岩石也属太古宙。
元古宙 Proterozoic
25–5.4 亿年前
大气中开始有氧气,出现细胞有核的生物,末期出现多细胞生物;其间有过几次几乎冰封全球的冰期。
在中国:嵩山有大片元古宙的石英岩;从太古宙到新生代五个时代的地层都能在嵩山看到,称为“五代同堂”。
古生代 Paleozoic 5.4–2.5 亿年前
动物和植物大发展的时代。中国南方那时大多是浅海,沉积了厚厚的石灰岩和砂岩。
寒武纪 Cambrian
5.4–4.9 亿年前
生命大爆发:大多数动物门类几乎同时出现,海里到处是三叶虫。
典型化石:三叶虫,澄江动物群里的奇虾。
在中国:澄江化石遗址(寒武纪早期)。
奥陶纪 Ordovician
4.9–4.4 亿年前
海洋生物繁盛,有三叶虫、鹦鹉螺等;末期一次冰期带来大灭绝。
典型化石:笔石、直壳的鹦鹉螺(角石)。
在中国:珠穆朗玛峰峰顶的石灰岩,含海洋生物化石。
志留纪 Silurian
4.4–4.2 亿年前
植物开始登上陆地,鱼类有了上下颌。
典型化石:珊瑚、海百合,身披骨甲的早期鱼类。
泥盆纪 Devonian
4.2–3.6 亿年前
鱼类繁盛,陆地上有了最早的森林,末期出现四足动物。泥盆纪晚期(约 3.72 亿年前)发生一次大灭绝,浅海的珊瑚礁和许多鱼类消失,原因说法不一,多认为和海洋缺氧有关。
典型化石:各种鱼类(盾皮鱼等),最早的蕨类和树木。
在中国:武陵源的石英砂岩;桂林山水的石灰岩(泥盆纪至石炭纪)。
石炭纪 Carboniferous
3.6–3.0 亿年前
陆地上大森林茂密,后来变成大量煤层;爬行动物出现。
典型化石:鳞木、芦木等高大蕨类植物,翼展半米多的巨脉蜻蜓。
在中国:华北许多煤田的煤层形成于石炭纪和二叠纪。
二叠纪 Permian
3.0–2.5 亿年前
各块大陆拼成一个超级大陆;末期发生地球史上最大的生物灭绝。起因多认为是西伯利亚的大规模火山喷发,引起全球急剧变暖,九成以上的海洋物种消失。
典型化石:纺锤虫(蜓),大羽羊齿植物。
在中国:路南石林的石灰岩。
中生代 Mesozoic 2.5 亿–6600 万年前
恐龙时代。中国东部地壳活动剧烈,大量岩浆在地下冷凝成花岗岩;内陆许多盆地堆积了红色砂砾岩。
在中国:黄山、三清山、华山的花岗岩。
三叠纪 Triassic
2.5–2.0 亿年前
生物在大灭绝后慢慢恢复,恐龙和最早的哺乳动物出现。中国南方大部分由海变成陆地。末期(约 2.01 亿年前)又有一次大灭绝,多认为和大规模火山喷发有关,此后恐龙称霸陆地。
典型化石:菊石,贵州的贵州龙、鱼龙等海生爬行动物。
侏罗纪 Jurassic
2.0–1.43 亿年前
恐龙兴盛,鸟类出现。
典型化石:恐龙(禄丰龙、马门溪龙),始祖鸟。
在中国:云南禄丰、四川自贡出土大量侏罗纪恐龙化石。
白垩纪 Cretaceous
1.43 亿–6600 万年前
开花植物出现;末期一颗小行星撞击地球,恐龙灭绝。
典型化石:辽西热河生物群的带羽毛恐龙、孔子鸟,早期的花。
在中国:丹霞山、武夷山的红色砂砾岩,是丹霞地貌的岩石。
新生代 Cenozoic 6600 万年前至今
哺乳动物和鸟类成为主角,今天的山河大体在这时成形。
古近纪 Paleogene
6600–2300 万年前
哺乳动物迅速分化;印度板块撞上亚洲。
典型化石:早期哺乳动物,如原始的马、早期灵长类。
新近纪 Neogene
2300–260 万年前
喜马拉雅山和青藏高原大幅隆起,中国西高东低的地势逐渐形成;草原扩展。
典型化石:三趾马、铲齿象,古猿。
在中国:喜马拉雅山、青藏高原。
第四纪 Quaternary
260 万年前至今
冰期和温暖期反复交替,高山发育冰川,北方大风堆起黄土高原;人类出现。
典型化石:猛犸象、披毛犀,北京人等古人类。
在中国:五大连池、腾冲、长白山天池的火山(五大连池三百多年前还喷发过);玉龙雪山的冰川;周口店北京人遗址。太白山顶的冰斗、角峰和大爷海等冰川湖,是第四纪冰川留下的。
嵩山少室山的书册崖:元古宙的石英岩层被地壳运动挤得直立起来,像一册册竖放的书
嵩山少室山的书册崖:元古宙的石英岩层被地壳运动挤得直立起来,像一册册竖放的书

岩石有多老,和风景什么时候成形,是两回事。桂林、石林的石灰岩是几亿年前在海底沉积的,石峰、石柱却是岩层抬出海面以后,在新生代才被雨水慢慢溶蚀出来;武陵源的砂岩峰林、丹霞山的赤壁,也是新生代流水切割的结果。

地球历史上有过几次大冰期,冰川一度覆盖大片陆地:

  • 约 24 亿至 21 亿年前,元古宙早期。
  • 约 7.2 亿至 6.35 亿年前,元古宙晚期:冰雪可能一直推进到赤道,被称为“雪球地球”;长江三峡一带的南沱冰碛岩就是那时冰川留下的。
  • 约 4.45 亿年前,奥陶纪末,伴随一次大灭绝。
  • 约 3.4 亿至 2.6 亿年前,石炭纪到二叠纪:冰盖覆盖当时南半球的大陆。
  • 新生代:古近纪末(约 3400 万年前)南极开始出现冰盖;约 260 万年前进入第四纪大冰期,冰期、间冰期反复交替,一直延续到今天,现在正处在一个比较温暖的间冰期。中国山地的冰川遗迹(太白山的冰斗、玉龙雪山的冰川等)大多属于第四纪。

另见风景要素:喀斯特、丹霞、火山、冰川、化石与地质遗迹。

文中年代取国际地层年代表的约数,例如古生代开始于约 5.39 亿年前,这里写约 5.4 亿年。

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