生物灭绝

对生物集群灭绝的初步认识MassExtinction生物大灭绝（MassExtinction）的定义：依据于化石记录，在一个比较短的时间（1-2Ma?）内，大量的生物物种绝灭——通常是生物界对一次大规模的快速的全球性的事件的响应。显生宙生物集群灭绝事件地球历史中出现过五次大的生物大灭绝事件RadiationsoftheMetazoansinthePhanerozoicOrdovician-SilurianLateDevonianPermian-TriassicEndTriassicCretaceous-Tertiary25%Families（科）50%Genera（属）85%Species（种）22%Families57%Genera82%Species53%Families84%Genera96%Species22%Families52%Genera76%Species16%Families47%Genera76%Species生物大灭绝事件作用时间较短作用范围广1，陨石的撞击2，大的火山爆发3，大的冰期4，大的海平面下降5，海水环境的变化6，超大陆的拼合裂解7，生物自身8，超新星的爆发等一，陨石撞击（impact）K-T：淡水生物达97%、海洋浮游微生物为58%、海洋底栖生物为51%、海洋游泳生物为30%。除了恐龙灭绝之外，曾在前4次大绝灭中都得以幸存的菊石最终还是灭绝了。而由于某种原因，某些物种却基本没有受到影响，鳄鱼、海龟、蜥蜴、哺乳动物以及鸟类都顺利渡过了这场危难。恐龙及其同类的消失为哺乳动物以及人类的登场提供了契机。WhatKilledtheDinosaurs?小行星带小行星带（Asteroidbelt）Earthhasthesmallestnumberofimpactcraters(陨石坑）amongterrestrialplanets.WHY?FewimpactcratersarewellpreservedontheEarthsurface.已发现的陨石撞击坑—约160个BarringerMeteorCrater,Arizona(亚利桑那州),U.S.(49,000yrs)Oneoftheworld’sbestknowncratersFirstrecognizedimpactcrateronEarth(1928)Lessthan1mileacross,itwascreatedabout49,000yearsagoFormedbyanironmeteoroid-lotsofmelteddropletsandsolidpiecesofaniron-nickelmaterialhavebeenrecoveredinthearea艺术家笔下K-T撞击事件地球物理资料（重力）撞击坑证据陨石地球物质撞击灰尘后期微体化石与恐龙同时代的微体化石陨坑附近物质沉积白垩纪/第三纪(KT)BoundaryRatonBasin,NM,USATertiaryCretaceous界限两边的化石发生明显的变化泥岩层InitialEvidenceofBolideImpact:IridiumGubbio,ItalyIridium-richboundaryclaylayerIridium“spike”:Highiridiumconcentrationsfromasteroid/comet铱异常（高的峰值）TheKTBoundary（白垩纪/第三纪）K-Tlayer(black),alsocontainssoot(碳灰)(fromfires),sphericalrockdroplets(球状的岩石颗粒)andshockedquarts(撞击形成的石英)(commonlyformedinimpacts)andcompriseshighabundancesofiridium,gold,osmium,andplatinum(morecommontometeorites(陨星)thantoEarth).富铱的泥岩层(比较一致的全球分布)铱元素在地球上含量很少，在地球外的某些星体上含量相对较多•ShockedQuartzinK-TBoundaryClay•Highpressurescausewhatisknownasshockmetamorphism,thisdeformsthestructureofthequartzandcreatesparallellaminarripples.•Itisfoundallovertheworld,notjustlocally.•Hasonlybeenobservedatmeteoriteimpactsites(陨坑)andnucleartestsites(核试验)•Nootherprocessontheplanetcreatesthistypeofquartz.Tektites,glassbeads(玻陨石,玻璃珠)foundinboundarysedimentsDuetomeltingofrockbyenergyofbolide(陨星)(asteroid小行星orcomet彗星)impact?GlassfoundinboundarysedimentsofGulfofMexico代表了熔体快速降温的过程Sootparticles（未完全燃烧的煤炭小颗粒）foundinboundaryclaySimilartoFlyAshFromCoal-BurningPlantsSuggestglobalwildfiresassociatedwithignition(陨石撞击)oflargeamountsofdeadplantmatteronEarth’ssurface.ComputermodelofeffectsofK-TImpactWinter撞击事件后，地球至少持续了六个月的黑暗没有阳光=没有光合作用食物链和食物网遭到破坏生物灭绝二：大的火山活动（CFB，LIP等）DeccanTrapsVolcanism德干高原——大陆溢流玄武岩省About65millionyearsago,themantleplumethatgaverisetotheReunionhotspotvolcanoburneditswaythroughearth'scrust,floodingwesternIndiaandsurroundingareaswiththeDeccanTrapsfloodbasalts.溢流玄武岩火山作用Theresultofgreatvolcanicactivityassociatedwithrisingheatplumesfrommantle(核幔边界D”)DeccanTraps(India)recorderuptionofmorethan500,000millioncubickmofbasalticlavaoverperhapsabout5millionyears(butbeganbeforeendofCretaceousPeriod).溢流玄武岩火山作用似乎与生物集群灭绝有关，但并不是所有的生物集群灭绝事件都与火山作用有关三，大的冰期(IceAgesandExtinctions)iceageiceageThereisnotightcorrelationbetweeniceagesandmassextinctions1，晚奥陶世的冰川作用引起海平面下降和较冷的温度。2，海平面下降导致浮游生物和底栖生物的生存范围大量减小。CausesofPermianIceAge??•Largelandmassoverthesouthpole•globalequatorialtopolaroceaniccirculationblocked四：大的海平面下降晚奥陶世的冰川作用引起海平面下降和较冷的温度。海退导致陆表海消失，底栖生物生境消失，或是陆棚海面积变小，生物生存范围缩小，变得拥挤，竞争加大。窄生境性生物大量绝灭。二叠纪末联合古大陆，全球陆地区被海水的覆盖率由二叠纪初的40%降至二叠纪末的10%以下。海进海退证据：全球同层位的δ13C的异常。正偏：海进，生物繁盛，13C在海洋无机界中富集。负偏：海退，生物衰落，12C在无机界富集更多。海进海退多数是由于冰川活动，或是大陆板块运动造成的。d13Cisotopicshift(ItalianAlps)五：超大陆的汇聚1，泛大陆的聚合导致大规模的全球海退事件；二叠纪末Pangaea联合古陆形成Deep-seaanoxicinterval(Japan)六:海水环境的变化缺氧事件在显生宙的五次生物集群灭绝期，沉积学，古生物学，地球化学等资料都显示出了缺氧事件，如在二叠纪-三叠纪接线附近发现了绿硫细菌的标志化合物，绿硫细菌分子化石记录当时海水环境缺氧，并且在透光带也富含硫化氢，还有一些生物集群灭绝被认为是海水天然气水合物的释放晚泥盆世裸子植物、高大乔木、多重结构森林出现→化学和生物化学风化盛行→真正意义土壤广为发育→地表径流向滨、浅海输送的有机物和营养物质增多→陆表海由超寡营养到富营养化→浮游植物和浮游动物等低等菌藻微生物繁荣→频繁的赤潮→海洋水缺氧导致中低纬度浅水海相生物集群绝灭。地质界限之交的海洋不是死难的海洋，而是菌藻微生物的伊甸园。广西的近岸碳酸盐海域藻类大量繁殖和高度富集，海水富营养化，缺氧，高盐度，碳酸盐碳同位素正偏和生物分异度锐减，暗示F-F（晚泥盆纪弗拉斯期—法门期）之交为赤潮的多发期。七，其它因素：生物因素，超新星的爆发等存在问题1，火山（大陆溢流玄武岩）与陨石撞击是不是有关系（海平面上升与下降，大的冰期，海洋环境的变化，超大陆的拼合裂解等）？如果有，怎样的关系？2，为什么一部分生物灭绝而另一些生物却幸存了下来？它们以什么样的方式幸存下来？自寒武纪以来，在地球出现过的99%的生物已经消失了，但是有些生物却幸存了下来。？这是一种腕足动物（舌形贝属），生活在海洋的沙泥，垂直的洞穴中，自从志留纪以来，形态和结构一直没有发生变化Despitetheirname,theseanimalsarenotcrabs（螃蟹）atallbutarerelatedtoscorpions（蝎子）,spiders（蜘蛛）,andextincttrilobites（三叶虫）马蹄形螃蟹（活化石），栖息于海岸，自从奥陶纪以来形态和结构没有发生明显的改变，这是它底面腹部的结构。原子分子，离子等细胞器细胞组织器官系统大气圈岩石圈水圈土壤圈个体种群生物圈生态系统群落个体种群生物圈生态系统群落了解不同层次，不同水平之间，复杂的相互作用关系，作用路径及生物自身个体的特点等，是解决生物集群大灭绝的关键这有依赖于古生物学，地球化学，地球物理学，构造地质学，天文学，生命科学等多学科的努力。谢谢！