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标题: 【代发】Mebius：[讨论]古生物的化石让我们想起什么？ [打印本页]

作者: xizizi 时间: 2008-11-2 23:43
标题: 【代发】Mebius：[讨论]古生物的化石让我们想起什么？
因回档丢失部分帖子以下为Mebius原帖内容感谢他的发布QQ0

很多古生物都是因为气候变迁灭绝的，我们人类正在重蹈覆辙，而且是自掘坟墓！你怎么看呢？

参考资料：[警世][改变世界的6度][Six.Degrees.Could.Change.The.World][720p][英语中字][EM]

附文一篇：

Jia 甲烷－生物大灭绝另有真凶-甲烷
Written on Tuesday, April 1st, 2008 at 6:33 am by peaceful
地球科学：生物大灭绝-甲烷篇
美国科学家表示，蓄积在海中的大量甲烷爆炸可能造成海陆生物的大灭绝。
从古生物证据可以发现，在地球生命演化的历史中，有多次的生物大灭绝，并且似乎每二千六百万年就发生一次。造成灭绝的成因最受欢迎的就是陨石撞击学说，然而陨石撞击不一定有规律性，是否每一次的灭绝都和陨石有关实在令人怀疑。美国西北大学的科学家Gregory Ryskin认为二亿五千万年前的大灭绝（二迭纪与三迭纪界面）可能是原本溶解在海中的甲烷释出爆炸所造成。
海水中的甲烷，源源不绝地从洋底的生物残骸或是甲烷水合物分解产生，若此处海水流动过于缓慢或停滞，使上下水层交换不易、氧气供应不足，在巨大的海水压力影响下，甲烷很难被氧化或被海水带走稀释，因此甲烷溶解在海水中的浓度会持续增加。
这个高浓度的含甲烷水层只要受到扰动（可能是陨石撞击、地震、海底火山喷发或是海水的温差对流），都会使得水层接近水面。当水层越接近水面、水压越降低，气体的溶解度也随之下降，大量甲烷瞬间被释放出来。除了迅速增加的气体体积造成整个海水翻腾，若空气中的甲烷浓度超过5%，还可能进一步引发燎原大火。
这个想法除了有古地质上的证据，实际上在1986年时，在西非喀麦隆的Lake Nyos就曾经发生二氧化碳（与甲烷、硫化氢同样会在水体中累积的气体）喷发，当时造成高达120公尺的气-水喷泉，并且持续数小时之久。Ryskin表示海洋很容易蓄积足以产生一万倍于世界现有核武爆发能量的甲烷，一旦启动，这将带来一场生物浩劫。
或许我们永远无法证实到底二亿五千万年前究竟发生什么事情，如果这个想法可能是对的，我们应该开始检查可疑的海洋湖泊，避免未来的生存危机。

相关资料：

生物大灭绝另有真凶！
- 别再怀疑小行星了。从陆地和海面窜出的毒气，很可能是远古生物大灭绝的主因。同样的杀手级温室效应是否会再次出现？
作者╱华德 ( Peter D. Ward )
译者╱王季兰
　　身兼哲学家与历史学家的孔恩（Thomas S. Kuhn）曾经提出，科学像极了生物体：不是缓慢、持续的演化，而是喜欢在长期稳定中加入几次革命性的转变，例如，新物种的出现，或者科学上有新理论的诞生。这样的比喻尤其适合描述我现在的研究领域──大规模灭绝的原因和结果；那些间歇发生的生物剧变，造成大部份的生物相继死去，之后，一切都变了样。
　　自从200多年前首次认识到地球历史上曾经发生的大规模灭绝事件后，古生物学家就相信它们是逐步发生的，而且是由气候变迁和掠食、竞争、疾病等生物力共同造成的。但是，到了1980年，美国加州大学柏克莱分校的地质学者阿瓦雷兹（Walter Alvarez）带领的研究团队提出，著名的6500万年前恐龙灭绝事件，其实是地球遭小行星撞击后突然发生的一场生态灾难，这让人们过去对于大规模灭绝的认识，经历了一次「孔恩式革命」。此后的20年，天外飞来的陨石可能毁灭地球上大部份生命的说法，已经广泛为人接受，而且许多研究人员最后也相信，在最大规模的五次灭绝中，至少有三起以上可能是由宇宙的碎屑所造成的。一般大众对于此论点的接受程度，更因为好莱坞电影「彗星撞地球」和「世界末日」而大大提高。
　　而今，对于生命曾经嘎然而止的过去，我们正酝酿着另一个不同的想法。来自岩层中的地球化学新证据，勾勒出地质记录里的大规模灭绝事件，这些证据包括令人欣喜的化学残迹，称为有机生物标记，是由一些一直存在化石中的微小生物体所制造的。综合这些信息，我们很明确知道肇因于灾难性撞击的大规模灭绝，是例外而非通则。在大多数情况下，地球本身似乎是以一种过去意想不到的方式，成为生物最坏的敌人，而且，目前人类的活动可能再一次把地球生物推向危险的边缘。
地球史上五次大灭绝
　　了解大众对于小行星撞击论的热情，有助于我们重新探讨支持这论点的证据。这个学说是由阿瓦雷兹和他的父亲──物理学家刘易斯（Luis W. Alvarez），与核化学家米歇尔（Helen V. Michel）、阿萨洛（Frank Asaro）共同提出，包含两个独立的假设：一、地球在6500万年前受到一颗相当大的小行星（估计直径约10公里）撞击，二、撞击后的环境巨变毁灭了地球半数以上的物种。他们发现在厚厚的含铱地层中，到处散布着撞击留下的痕迹，而铱是地球上的稀有元素，常见于外层空间物质。
　　这惊人的理论宣布后不到10年，就找到了杀手的指纹，它以奇虚乐陨石坑的形态，隐身在墨西哥犹加敦半岛的平原中。这座陨石坑的发现横扫了大多数疑虑：恐龙的称霸时期是否因猛烈的撞击而结束？同时，对于其它大规模灭绝事件，也引发了新的疑问：如果其中一起灭绝事件是由撞击造成的，那么其它的灭绝又是如何发生的？在过去的5亿年间，地球上多数的生命型态有五次就这么从地球上消失了；
第一次发生在奥陶纪末期，大约4亿4300万年前；
第二次是在3亿7400万年前，接近泥盆纪尾声的时候；
最大规模的第三次称为大灭绝（Great Dying），发生在2亿5100万年前的二迭纪末期，90%的海洋生物与陆地上70%的动、植物甚至昆虫遭到毁灭。
第四次全球性死亡发生在2亿100万年前，三迭纪因此结束。
而最后一次的大规模生物灭亡是在6500万年前，前述的小行星撞击结束了白垩纪。
　　在1990年代初期，古生物学家劳普（David Raup）于著作《灭绝：坏基因还是坏运气？》中预测，撞击终究会被认为是所有大规模灭绝与其它几次较小规模事件的成因。从白垩纪与第三纪的地质年代交界时期（以下简称K/T）中，发现的撞击证据当然仍具说服力：除了奇虚乐陨石坑与明显的含铱地层，撞击碎屑（包括高压震碎的石头）散落在地球各处，证明了曾经发生过撞击。而古沉积岩中的化学线索，更进一步说明地球大气成份与气候曾经随着撞击而骤变。
　　对其它的灭绝时期而言，这些讯息似乎也很「突出」。1970年代初期，地质学家就认定，有一层含铱的薄地层与泥盆纪末期的灭绝事件有关，到了2002年，新的发现显示在三迭纪与二迭纪末期都发生了撞击事件，并在三迭纪的岩层中找到微量的铱。而在二迭纪地层中发现特别的巴克球碳分子，科学家认为其中含有外层空间气体，也为撞击的证据添加一笔有趣的线索（参见2002年5月号〈陨石轮番轰炸地球〉）。因此，许多科学家逐渐怀疑，五次大规模灭绝中有四次是肇因于小行星或彗星的撞击，其中的例外，也就是奥陶纪末期的灭绝事件，被判定是太空中邻近地球的一颗恒星爆炸引发的辐射所造成。
　　近年来，研究人员持续探究这些资料，他们发现其中有一些无法当成证据。新的化石分析结果显示，二迭纪和三迭纪的大规模灭绝是分别持续数十万年的过程，而新获得的证据显示，当时大气碳含量时而增加、时而减低（即碳循环），似乎也暗示生物圈曾长期遭受环境的折磨，而非单一的毁灭性冲击。
改变并没有那么突然
　　K/T的事件告诉我们，大规模的撞击就像一场大地震，足以撼动一座城市：这个灾难来得突然、破坏力十足，但却很短暂，等它结束后，城市很快就能开始重建。这种破坏、随后复原的步调，反应在K/T灭绝事件的碳同位素数据与化石记录中，尽管化石验证花了科学界不少的时间。我们预期在K/T地质界线中看到的突然灭亡迹象，的确在体积最小、数量最丰的化石（像是钙质和硅质浮游生物）中，也在植物孢子化石上发现，但是从化石上来看，越大的生物，灭绝的速度却越缓慢。
　　古生物学家逐渐了解，这是因为他们研究的土壤和岩石地层中，大化石的样本数量太少。为了解决这个采样问题，并更清楚获知生物灭绝的速度，哈佛大学的古生物学家马歇尔（Charles Marshall）建立了一套新的统计程序，用来分析一系列的生物化石。这套分析方法藉由确定特定的物种在一段已知时间内灭绝的机率，从稀少的化石样本中读出最多的讯息。
　　1996年，马歇尔与我合作，利用K/T地层来测试他的系统，结果显示较大型的海洋动物中，化石数量最丰富的欧洲菊石（与鹦鹉螺同类的软件动物），看起来像是缓慢灭绝，但测试结果竟符合K/T界线时期牠们突然消失的情况。然而，当几位科学家（包括我在内）把此新方法应用到更远古的灭绝事件时，结果却与K/T地层不同；我研究的是二迭纪与三迭纪最晚期、代表海洋与非海洋环境的地层，结果显示在这些时期，物种是逐渐消失的。
　　这个模式也反映在碳同位素记录上，这是另一种了解灭绝速率的有用工具。碳原子有三种大小（或说三种同位素），这是由于碳原子核携带的中子数目有些微不同。许多人对于其中一种同位素「碳14」较为熟悉，因为它的衰变常用来划定特定化石骨骸或古沉积物样本的年代。但若要诠释大规模灭绝，能从地质记录找出较有效信息的，就是碳12与碳13同位素的比值，它能为当时植物的生命力提供较完整的景象。
　　这是因为光合作用会大幅改变碳12与碳13的比例。植物利用阳光的能量，把二氧化碳固定为有机碳，用来建造细胞与提供能量，并释放氧气，让动物受惠。但是，植物很挑剔，它们偏爱含有碳12的二氧化碳，因此，当有大量的植物存在时，不论是能行光合作用的微生物（例如水中的藻类），或是高大的树木，大气中的二氧化碳含有碳13的比例会比较高，相对的，大气中可以测得的碳12含量则比较低。
　　把在大规模灭绝前后地层采集到的样本，检视其中碳同位素比，研究人员可以获得陆地与海洋植物量的可靠指标。当他们把K/T事件的测量值画成图表后，便浮现出一个单纯的图形；同时，把含有撞击层碎屑的矿物证据加进系统去测试，碳同位素的值改变了，碳13含量在短期内骤然减少，说明了植物瞬间消失又迅速重生。这个发现与大型陆地植物以及海洋微小浮游生物的化石记录不谋而合，这些生物的数量都曾在K/T事件中经历难以置信的锐减，但却迅速恢复生机。
　　但是，我的团队在2005年初发表的二迭纪碳记录，以及最近的三迭纪碳记录，都证明在那两次大规模灭绝期间，植物与浮游生物遭逢迥异的命运。在两次的研究中，多项同位素数据的变动间隔超过5~10万年，显示植物群落曾经被毁灭，然后重生，却又被连串的灭绝事件一再扰乱（请见前页〈破坏的模式〉）。要产生这样的变动模式，需要小行星每隔千年连续撞击地球才办得到，但是目前为止，并没有矿物证据指出两次灭绝期间，地球曾经遭受一连串的外力撞击。
　　的确，进一步调查这些证据，让人怀疑这两次事件曾经遭受「任何」撞击的可能。对于原先在二迭纪末期发现含有外来气体的巴克球，没有其它研究团队重复做过调查；而二迭纪岩层中有受震石英的发现也遭撤回；而且在澳洲附近的深海与南极厚冰层下发现、声称是这次事件造成的撞击构造，到底真的是陨石坑，或只是自然的岩层结构，地质学家仍无一致的意见。在三迭纪末期地层中发现铱含量非常低，代表只有很小的小行星撞击，但规模不如K/T界线形成那次，能毁灭整个地球上的生物。然而，如果诸多证据都不足以证明这些撞击是造成大规模灭绝的元凶，那么，是什么引发这几场大浩劫呢？有一种新证据显示地球本身就可以（或许就是）终结她的居住者。
可怕的温室效应
　　大约五年前，由几位地质学家组成的小团队开始与有机化学家合作，研究地球历史上几次关键时期的环境情况。他们的工作包括从古地层中取出有机碎片，以找出称为生物标记的化学「化石」。有些生物体内坚强的有机分子会在身体腐烂后保留下来，埋在沉积岩里；这些生物标记就可以证明那些死去已久，又几乎不会留下骨骸类化石的生物曾经存在。比方说，许多微生物会留下微量的细胞膜内的特殊脂质，透过一种能按质量筛选出分子的新型质谱仪，这些微迹就能显现出来。
　　这种生物标记研究最初是用在形成时间比动植物还早的岩石，主要目的之一就是要测定何时以及何种情况下，地球上开始出现生命。但在过去几年，科学家开始对大规模灭绝的地质年代界线做采样，出乎意料的是，来自大规模灭绝时期（非K/T事件）的数据都显示，海洋曾经不只一次回复到含氧量超低的状态，这在动、植物大量出现之前十分常见。
　　科学家还在生物标记中发现大量行光合作用的小型绿硫菌。时至今日，这些微生物仍然存在，与同样能行光合作用的近亲紫硫菌，共同生活在海洋无氧的环境中，例如静止的湖水深处或黑海，而且它们是非常有害的生物体。它们氧化对多数生物有毒的硫化氢气体，并转化为硫，做为能量的来源。在灭绝的地质年代界线中，它们的大量存在，为大规模灭绝的成因，提出了一个新的解释。
　　尽管原因还未完全确定，但科学家早就知道在大规模灭绝时期，氧的含量比今日来得低。常与多数大规模灭绝有关的大型火山活动，也可能造成大气中二氧化碳浓度升高、含氧量降低，导致严重的全球暖化，这个理论时常取代小行星撞击论。然而，由火山作用引发的变化，并不足以解释为何二迭纪末期海洋生物会大规模灭绝，也不能说明陆地植物的死亡；因为在二氧化碳丰足的情况下，植物会生长繁盛，并可能在暖化的环境中幸存。
　　但是从二迭纪末期的海洋沉积岩与三迭纪末期的岩石里得到的生物标记，有化学证据显示，当时的海洋广泛存在着会消耗硫化氢的细菌。因为这些微生物只能活在无氧的环境，但又需要阳光行光合作用，所以它们存在于浅海的地层中，就是一种标记，指出二迭纪末期的海面没有氧气，却富含硫化氢。
　　今日的海洋中，氧的浓度从海面到海底基本上是一样的，因为氧从大气中溶解到海水里，经过洋流的循环，把海面的氧带到海水深处，所以只有在特殊的情况下，例如黑海海面下的无氧环境，才会容许各式各样的厌氧有机体繁殖。那些居住在深处的厌氧微生物制造大量的硫化氢，并溶解在海水里，当硫化氢的浓度升高时，便会向上扩散，遇到向下溶解的氧。直到达成平衡、不互相干扰，充氧的海水与饱和硫化氢的海水彼此分隔，而且两者间的界面「化变层」也是稳定的。绿硫菌与紫硫菌通常会生活在化变层中，同时享受下方源源不绝的硫化氢与上方充足的阳光。
　　然而，宾州州立大学的地球科学家坎普（Lee R. Kump）与阿瑟（Michael A. Arthur）的计算却显示，如果海中的含氧量下降，水中的环境会开始有利于深海厌氧细菌的繁殖，并制造大量硫化氢。根据他们建立的模型，倘若深海中的硫化氢浓度在这段无氧期间超过临界值，那么分隔富含硫化氢的深海水与充氧浅海水的化变层，可能会突然浮上海面，骇人的结果便是有毒的硫化氢大气泡纷纷破裂，把毒气释放到大气中。
致命的有毒气体
　　他们的研究指出，二迭纪末期这种海水涌升流产生的硫化氢，足以使陆地与海洋生物的灭绝（请见90 页〈慢性中毒〉），但这些令人窒息的气体不是唯一的杀手。由亚利桑那大学的巴夫洛夫（Alexander Pavlov）建立的模型显示，硫化氢也会袭击地球的臭氧层，臭氧层能保护地球生物不被太阳紫外线辐射伤害。臭氧层的破洞确实在二迭纪末期发生了，证据就在格陵兰的孢子化石中，这些化石因过度曝晒于高紫外线辐射下而呈现畸形。甚至在今日，我们都可见在几处臭氧层的「破洞」之下，尤其是南极洲，浮游植物的总量迅速减少。倘若食物链的底层被破坏，过不了多久，上层的生物也将面临危急的困境。
　　坎普与阿瑟估计，二迭纪晚期从海洋释放到大气中的硫化氢量，是今日火山释放的2000倍以上，毒气弥漫于大气中，多到可以杀死植物和动物，尤其硫化氢的致命强度会随着温度升高而增加。在这短暂的全球暖化期间，似乎发生了几次规模大小不等的灭绝事件，这时古火山也可能活跃着。
二氧化碳加速全球暖化
　　在几次大规模灭绝期间，已知有数次大型火山活动，在陆地与洋底喷发出面积数千平方公里的熔岩流，剧烈火山喷发的副产物便是把大量的二氧化碳与甲烷也释放到大气中，可能快速造成全球暖化。在二迭纪与三迭纪最末期，以及侏罗纪早期、白垩纪中期与古新世晚期，碳同位素的记录都证实，二氧化碳浓度在灭绝开始前有快速窜升的现象，之后此高浓度维持了几十万年，甚至几百万年。
　　但是，海洋似乎是最关键的因子。温度的升高使海水不易从大气吸收氧气，那么，如果古火山作用造成大气中二氧化碳浓度升高，减低了含氧量，全球暖化又使大气中剩余的氧不易进入海水，情况会变得更适合让深海的厌氧细菌制造大量的硫化氢涌升流。呼吸氧气的海中生物首当其冲，受到最严重的波及；反之，行光合作用与消耗硫化氢的绿硫菌与紫硫菌，便能在无氧的海洋表面繁殖。当硫化氢让陆地上的生物窒息，并侵害了地球的保护层时，地球上几乎每一种生物都受到威胁。
　　坎普对于全球性死亡的假设，为二迭纪末期海洋与陆地生物的灭绝提供了一个关联，并解释了火山活动与二氧化碳浓度的上升如何引发生物灭绝。这个假设也解释了为何在所有的二迭纪地层中，都会发现硫元素。同样的，受毒害的海洋与大气也说明了，为何在大规模灭绝之后，生命的复苏是如此缓慢。
　　这些一连串的事件，不只与二迭纪有关。发生在5400万年前古新世末期的一次小规模灭绝，之前就归因于短暂全球暖化引发的海洋无氧时期，这似乎是有先见之明。生物标记与无氧海洋的地质证据显示，造成三迭纪末期、白垩纪中期与泥盆纪末期的严重温室效应灭绝事件，也很有可能是地球历史上反复出现的现象。
　　然而，最令科学家棘手的问题是，我们的物种在未来对此机制是否无所畏惧：若它在过去曾经发生，未来还会再出现吗？虽然我们还未确切估算出每一次灭绝事件发生期间，二氧化碳进入大气的速率，但已经知道造成大规模死亡的最终浓度。
发生在古新世末期的最暖期灭绝事件，是在大气中的二氧化碳浓度刚好低于1000ppm时开始的，
而在三迭纪末期，二氧化碳浓度只比1000ppm高一点。
现今大气中的二氧化碳浓度约在385ppm，看来我们还处在安全时期，但依目前每年增加2ppm，甚至预估到3ppm的速度，二氧化碳浓度将在下个世纪结束前达到900ppm，引发海洋无氧的条件可能因此启动。至于下一次温室灭绝会多快发生？将是世人永远无法回答的问题。（本文出自SA 200610）
大规模灭绝事件的主因
　　■在过去五亿年间，地球上有超过半数的生命不只一次在大规模灭绝事件中毁灭。
　　■这样的灾难，包括恐龙的消失，普遍归因于小行星的撞击，而其它的灭绝原因仍缺少适切的解释。
　　■新的化石与地球化学证据指出，骇人的环境机制是造成最大一次灭绝的原因，而且可能不只发生一次：氧气耗尽的海洋喷出有毒气体，导致全球暖化。
（来源：《科学人》杂志2006年11月号，第57期）
详︰http://guaninmethod.blogspot.com/2008/06/jia.html

以下为部分回帖
by xizizi:

达尔文说过：你想知道什么答案就躺在岩石堆里

古生物化石中记述的不光只是生命的历史还包括地球甚至宇宙的历史了解过去也就是了解未来认识远古生物的兴衰历史对于我们人类把握将来自身及所有自然生灵的命运有着相当深刻的警醒意义

当然对于那些成天醉心于演讲、出书、媒体曝光的神创论者们来说真理永远不会向他们靠拢他只会青睐那些在实验室或野外勤劳实干的人们QQ0

by mmosm:

万物的生生灭灭其实已经早有定数，何况是人类呢？

by hd880814:

希望人人都提高警觉~~

作者: jallon 时间: 2008-11-8 23:32
生命因基因的存在而延绵不绝。尊重一切地球的主人

作者: gogokaka 时间: 2008-11-10 15:09
这或许是我们的未来？？？？？？

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