杂志汇海洋世界

“辞旧迎新的世纪”—— 白垩纪

作者:云景

白垩纪是地质年代中中生代的最后一个纪,长达8 0 0 0万年,是显生宙的最长一个阶段。白垩纪因欧洲西部该年代的地层主要为白垩沉积而得名。始于1.455亿年前,结束于6 5 5 0万年前,历经7 9 5 0万年。

白垩

白垩是石灰岩的一种类型,主要由方解石组成,颗粒均匀细小。白垩纪这一时期形成的地层叫“白垩系”,白垩层是一种极细而纯的粉状灰岩,用手可以搓碎,是生物成因的海洋沉积,主要由一种叫做颗石藻( Cocco liths )的钙质超微化石和浮游有孔虫化石构成,在英、法海峡两岸形成美丽的白色悬崖。白垩层不仅发育于欧洲,北美和澳大利亚西部也有分布。

冈瓦纳大陆于2亿年前开始解体和漂移。但在白垩纪初期,冈瓦纳大陆仍未分裂,而后南美洲、南极洲、澳大利亚相继脱离非洲,印度和马达加斯加还连在非洲上。南大西洋与印度洋开始出现。这些板块运动,造成大量的海底山脉,进而造成全球性的海平面上升。非洲北边的特提斯洋在变窄。西部内陆海道将北美洲分为东西两部,这个海道在白垩纪后期缩小,留下厚的海相沉积层,夹杂着煤矿床。在白垩纪的海平面最高时期,地表上有1 / 3的陆地沉浸于海洋之下。白垩纪因为黏土层而著名,这个时期形成的黏土层多于显生宙的其他时期。中洋脊的火山活动,或是海底火山附近的海水流动,使白垩纪的海洋富含钙,接近饱和,也使得钙质微型浮游生物的数量增加。分布广泛的碳酸盐与其他沉积层,使得白垩纪的岩石纪录特别多。现中南欧和中近东的许多国家当时都淹没在海水中。澳大利亚是到了晚白垩世末期才开始脱离南极板块。

晚白垩世早期,发生了全球性大规模的海侵,从墨西哥湾到北冰洋的一浅海,流经北美洲中西部,分大陆为东西两部分;另一浅海经波兰侵入俄罗斯中部,使北冰洋与特提斯海贯通,北方冷水动物群与南方暖水动物群发生混合。

白垩纪的气候比较温暖,北纬 40°~90°地带年平均温度为10℃,未见极地冰盖迹象,温带和亚热带植物可出现于格陵兰和阿拉斯加等高纬度地区,地表许多地区植被浓密,形成了不少大煤田。这表明大部分地区雨量充沛,气候湿润, 一些近海及滨海地带形成了丰富的石油、煤、天然气及油页岩矿床,如美国得克萨斯州、墨西哥、波斯湾、北非和俄罗斯的许多大油田,特别是中国松辽平原的大庆油田,东北和内蒙古的许多大煤田也都是这个时期形成的。在一些气候干旱炎热的地区,如中国南方晚白垩世的西南湖群和云梦泽水系,有巨厚的膏盐矿床沉积。此外,云南白垩纪红层中,含铜砂岩矿床不仅品位高,而且规模大,还易于开采和冶炼,自古就是有名的铜乡。

目前,科学界一般将白垩纪分为晚、早两世,共计12期,都以欧洲的地层为名。

早白垩世中期,由于太平洋板块的剧烈活动,中国东部著名的郯庐断裂发生了巨大的平移,在1500万年间平移了将近740千米,平均每年移动约5厘米。太平洋东岸的圣安的列斯断层与此相应,平移了将近720千米,每年移动近5厘米,这是太平洋北部的库拉板块向西北方向漂移所引起的。在这一活动过程中,中国东部特别是东南沿海地区发生了强烈的火山喷发和岩浆活动,而中国中部和西部内陆地区,白垩纪很少有火山活动,但西藏海域却有水下喷发。

植物

白垩纪早期,以裸子植物为主的植物群落仍然繁茂,而被子植物的出现则是植物进化史中的又一次重要事件。白垩纪有了可靠的早期被子植物,到晚白垩纪晚期被子植物迅速兴盛,代替了裸子植物的优势地位,形成延续至今的被子植物群,诸如木兰、柳、枫、白杨、桦、棕榈等,遍布地表。被子植物的出现和发展,不仅是植物界的一次大变革,同时也给动物以极大的影响。被子植物为某些动物,如昆虫、鸟类、哺乳类,提供了大量的食料,使它们得以繁育;从另一方面看,动物传播花粉与散布种子的作用,同样也助长了被子植物的繁茂和发展。

开花植物(被子植物)在白垩纪开始出现、散布。蜜蜂的出现,有助于开花植物的演化;开花植物与昆虫是共同演化的实例。榕树、悬铃木、木兰花等大型植物开始出现。一些早期的裸子植物仍继续存在,例如松柏目。南洋杉与其他松柏繁盛并分布广泛,而本内苏铁目在白垩纪末灭亡。

动物

白垩纪恐龙种类达到极盛,这时候最著名的恐龙是霸王龙,是陆地上出现过的最大的食肉动物,而当时海洋中巨大凶猛的爬行动物并不亚于霸王龙,其中混龙类的上龙和海生蜥蜴类的沧龙身长可超过15米,比我们认识的逆戟鲸和大白鲨都大。白垩纪海洋中造礁的厚壳蛤达到极盛,一度取代珊瑚成为主要的造礁生物,使现代类型的珊瑚礁中断了将近7000万年。

海洋里,鳐鱼,鲨鱼,和其他硬骨鱼也很常见。海生爬行动物则包含:生存于早至中期的鱼龙类、早至晚期的蛇颈龙类、白垩纪晚期的沧龙类。

杆菊石具有笔直的甲壳,属于菊石亚纲,与造礁生物厚壳蛤同为海洋的繁盛动物。有孔虫门的球截虫科与棘皮动物(例如海胆、海星)继续存活。

在白垩纪,海洋中的最早硅藻(硅质硅藻)出现;生存于淡水的硅藻直到中新世才出现。对于造成生物侵蚀的海洋物种,白垩纪是这些物种的演化重要阶段。

物种大灭绝

白垩纪是地球上海陆分布和生物界急剧变化、大西洋迅速开裂和火山活动频繁的时代,后期地势低平发生了广泛的海侵。晚白垩世被子植物代替裸子植物在陆上占优势,是植物界的一大变革。动物界在白垩纪末才发生重大变化,恐龙、菊石和其他许多生物类群大量灭绝,预示着新生代即将开始。对引起这次大规模生物灭绝的原因,国际科学界展开了热烈的争论。颇为流行的“地外事件”学说认为,是宇宙中一颗巨大的流 星 碰 撞 地 球 产 生的类似核冬天效应的结果。但是,对“地外事件”持怀疑态度和反对意见的人也不少,他们认为,白垩纪末生物大规模灭绝是逐渐发生的,是生态改变的结果,而不是一次简单的天外来客撞击地球所引起的灾难。

不管怎么说,这次物种大灭绝造成了在地表居统治地位的爬行动物大量消失,恐龙完全灭绝;一半以上的植物和其他陆生动物也同时消失。而哺乳动物则成为了这次物种大灭绝中最大的受益者,它们度过了这场危机,并在随后的新生代占领了由恐龙等爬行动物退出的生态环境,迅速进化发展为地球上新的统治者。而这次灭绝事件,也成为了中生代与新生代的分界线。

 

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