遠(yuǎn)古生命大爆發(fā)——寒武紀(jì)

“爆發(fā)”的寒武紀(jì)

當(dāng)你站在寒武紀(jì)的土地上放眼望去，只會(huì)看到一片荒涼的景象，因?yàn)樵诤浼o(jì)時(shí)期還沒有真正的陸生生物。但是如果你是一位游泳能手，可以恣意地徜徉于大海之中，那么，你的眼前又會(huì)展現(xiàn)出另一番天地。寒武紀(jì)持續(xù)的短短數(shù)百萬年時(shí)間里，你會(huì)突然看見包括現(xiàn)生動(dòng)物幾乎所有類群祖先在內(nèi)的大量多細(xì)胞生物。帶殼的及具有骨骼的海洋無脊椎動(dòng)物漸漸呈現(xiàn)繁榮演化的趨勢。這些海洋生物悠哉地棲息于大海之中，吃著微小的海藻和有機(jī)質(zhì)顆粒。其中，最繁盛的當(dāng)屬三葉蟲，因此寒武紀(jì)又稱為“三葉蟲時(shí)代”。

此外，在寒武紀(jì)時(shí)期生活的動(dòng)物長相都非常奇怪，和我們現(xiàn)在地球上所看見的生物有很大不同。例如發(fā)掘于中國云南省的耳材村海口魚，它的背鰭就指向頭部，而現(xiàn)今的魚類中只有極少數(shù)長成這種怪模樣兒。

寒武紀(jì)的“懸案”

想必你一定聽說過“寒武紀(jì)大爆發(fā)”吧，它是指在寒武紀(jì)時(shí)期的短短2000萬年間，物種化石大量瞬間出現(xiàn)的情形。這種情況被稱為古生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)上的一大“懸案”。為什么這么說呢？因?yàn)榻^大多數(shù)無脊椎動(dòng)物毫無征兆地在很短的時(shí)間內(nèi)突然出現(xiàn)了！這些幾乎是“同時(shí)”無預(yù)警地出現(xiàn)在寒武紀(jì)地層中的動(dòng)物化石，卻不能在更古老的地層中挖掘到，因此被古生物學(xué)家們稱做“懸案”。英國的著名生物學(xué)家達(dá)爾文也對這一事件感到非常困惑，并在自己的著作——《物種起源》中寫道：“這件事情到現(xiàn)在為止都還沒辦法解釋。所以，或許有些人剛好就可以用這個(gè)案例來駁斥我提出的演化觀點(diǎn)”。但他同時(shí)也解釋到，寒武紀(jì)的動(dòng)物一定是演化自前寒武紀(jì)的動(dòng)物，其化石出現(xiàn)的“突然性”和前寒武紀(jì)動(dòng)物化石的缺乏，可能是由于地質(zhì)記錄的不完全或是老地層淹沒在海洋中的緣故造成的。

中國的寒武紀(jì)地層長成了什么樣子？

準(zhǔn)備好深入感受寒武紀(jì)的神秘了嗎？我們這就出發(fā)吧！現(xiàn)在我們參觀的是山東省張夏、崮山和饅頭山一帶。可以看到，這里的寒武紀(jì)地層發(fā)育和出露都十分良好，因而早在19世紀(jì)末期就被國內(nèi)外的地質(zhì)學(xué)者重視。1903年，兩位美國的地質(zhì)學(xué)家在中國張夏、崮山及萊蕪九龍山等地測量了地層剖面并采集了化石，對寒武紀(jì)地層作了初步劃分，于1907年正式發(fā)表研究成果。他們將張夏和崮山一帶的寒武紀(jì)地層自下而上劃分為饅頭頁巖、張夏灰?guī)r、崮山頁巖和炒米店灰?guī)r。在此之后，美國的古生物學(xué)家畢可脫及兩位日本學(xué)者又相繼研究了張夏和崮山一帶寒武紀(jì)地層中的生物化石。從1923年起，中國著名的地質(zhì)學(xué)家孫云鑄教授對張夏和崮山地區(qū)的寒武紀(jì)地層做了多達(dá)20余年的研究，劃分出了寒武紀(jì)的地層結(jié)構(gòu)。1953年，盧衍豪和董南庭重新觀察了張夏、崮山一帶寒武紀(jì)標(biāo)準(zhǔn)剖面，其中最重要的是把1903年來到中國的兩位美國地質(zhì)學(xué)家劃分的饅頭頁巖自下而上再分為饅頭組、毛莊組和徐莊組，并把前兩個(gè)組置于下寒武紀(jì)，把后一個(gè)組歸入中寒武紀(jì)。

寒武紀(jì)的時(shí)間軸

寒武紀(jì)是顯生宙最早的地質(zhì)時(shí)代。顯生宙又分為古生代、中生代和新生代，寒武紀(jì)就是古生代的第一個(gè)紀(jì)，距今約5.42億年前至4.88億年前。

消失的三葉蟲

三葉蟲是一種已經(jīng)滅絕的節(jié)肢動(dòng)物，最早出現(xiàn)于寒武紀(jì)，并于2.5億年前的生物集群滅絕中消失。

三葉蟲是非常著名的化石動(dòng)物，知名度可能僅次于恐龍。大多數(shù)三葉蟲是比較簡單的小型海生動(dòng)物。它們在海底爬行，通過過濾泥沙來吸取營養(yǎng)。許多三葉蟲都是有眼睛的，并且還可能擁有用來作味覺和嗅覺器官的觸角。但是有些三葉蟲的眼睛卻是看不見的，可能因?yàn)樗鼈円恢本幼≡跊]有光的海底深處，所以用不到眼睛，以至退化。

為什么叫“寒武紀(jì)”？

寒武紀(jì)的名字起源于英國威爾士一個(gè)古代地名的羅馬名稱——寒武山。1936年，有學(xué)者對英國西部的威爾士一帶的地層進(jìn)行考察研究。在羅馬人統(tǒng)治英國的年代，北威爾士山曾被叫做寒武山，所以這位學(xué)者便將這個(gè)時(shí)期稱為寒武紀(jì)。而中文名稱則源自舊時(shí)日本人使用日語漢字音讀的音譯，即“寒武”。

耳材村?？隰~

這是目前發(fā)現(xiàn)的最古老魚類。它的整個(gè)身體好似一個(gè)紡錘，但是可以明顯看見頭部和軀干。耳材村?？隰~的頭部至少有6個(gè)鰓弓，且軀干和昆明魚一樣有分節(jié)。另外，古生物學(xué)家們又在耳材村海口魚的腹部發(fā)現(xiàn)有13個(gè)類似環(huán)狀的構(gòu)造，據(jù)推測這可能是耳材村海口魚的生殖器官。

灰?guī)r

你去過昆明令人震撼的石林風(fēng)景區(qū)嗎？探秘過桂林神奇又神秘的溶洞嗎？在感嘆大自然的鬼斧神工的同時(shí)，你是否也在思考它們的構(gòu)成呢？灰?guī)r又叫石灰?guī)r，也就是我們通常所說的石灰石，它是石林和溶洞的主要構(gòu)成成分。它主要形成在淺海處，有顆?；?guī)r、疊層灰?guī)r和鈣結(jié)巖等八種類型。我們?nèi)粘Ｉ钪兴玫乃?、混凝土和鋪路造橋基石等建筑用料均含有灰?guī)r的成分。

世界第三地質(zhì)名山——饅頭山

饅頭山距今約有5.5億年歷史，位于濟(jì)南市長清區(qū)，因其擁有獨(dú)具特色的寒武紀(jì)底部底礫巖，因連續(xù)的地層加上豐富的化石受到中外地質(zhì)學(xué)家的極大關(guān)注。2003年，這座酷似“饅頭”的饅頭山被聯(lián)合國教科文組織命名為“世界第三地質(zhì)名山”，并被列入山東省級(jí)地質(zhì)自然遺跡保護(hù)區(qū)。 當(dāng)?shù)卣疄榱擞行ПＷo(hù)這一寶貴的地質(zhì)材料，撥出?？钤O(shè)立了宣傳牌，修建了14通碑階和293個(gè)石樁，并成立了饅頭山巡護(hù)隊(duì)，以保護(hù)饅頭山的完整性。

達(dá)爾文

達(dá)爾文是英國生物學(xué)家和進(jìn)化論的奠基人。他曾經(jīng)用了大約5年的時(shí)間乘坐“貝格爾號(hào)”艦環(huán)游地球。在此期間，他觀察并采集了大量的動(dòng)植物標(biāo)本和地質(zhì)結(jié)構(gòu)。他于1859年出版了備受爭議的《物種起源》。在這本書中，達(dá)爾文提出了著名的生物進(jìn)化論學(xué)說，進(jìn)而摧毀了各種唯心的神造論以及物種不變論，對人類社會(huì)做出了非凡的貢獻(xiàn)。

頁巖

頁巖主要是在靜水的環(huán)境下形成的。就如同它的名字一樣，頁巖表面的紋理呈頁狀或薄片狀。它雖然是一種巖石，但卻很容易被硬物敲碎，因此幾乎無法抵抗風(fēng)化，往往被侵蝕成低山和谷地。頁巖主要有鈣質(zhì)頁巖、鐵質(zhì)頁巖和油母頁巖等多種類型。人類社會(huì)中所用到的鐵礦石就是從鐵質(zhì)頁巖中提煉出來的；而素有“黑色黃金”之稱的石油就來源于油母頁巖。此外，科學(xué)家們會(huì)經(jīng)常在頁巖中發(fā)現(xiàn)古老的動(dòng)植物化石或動(dòng)物的足跡化石，甚至?xí)业竭h(yuǎn)古時(shí)期的雨滴痕跡?？梢哉f，頁巖是古生物學(xué)家們探秘遠(yuǎn)古地球的絕佳材料。