地球災難史與機遇圖解(6)超級火山大爆發! |
送交者: 格致夫 2014年05月15日16:29:06 於 [教育學術] 發送悄悄話 |
地球災難史與機遇圖解(6)——超級火山大爆發!
人類多災多難的地球母親,在其46億年漫長的演化進程中,小規模局部性災難不計其數,全球規模的大浩劫也曾接二連三地發生。歷經16億年之久的全球大冰封之後,在地球歷史周迎來周日子夜的時候,生物進化展現出一幅躍進式大發展的絢麗畫卷,大型動植物的出現徹底改變了以往地球死氣沉沉的單調面貌。
然而,好景不長,兩億五千萬年前,地球上發生了又一場生物大滅絕的悲劇!古生物化石研究發現,二疊紀末期(即2.5億年前,地球歷史周周日午後),地球上已經進化出的各種動植物和海洋生物在短期內突然消失達95%!究竟是什麼原因導致地球歷史上這場最慘烈的生物大滅絕呢? 這個問題困擾相關領域的專家學者很多年。他們首先否定了小行星撞地球導致生物大滅絕的可能性。假如是那樣的話,生物滅絕應該在極短時間內發生。化石研究卻發現,生物是在一個大約10萬年的較長時期內逐漸消失的。 幾年前,在俄羅斯西伯利亞進行的石油勘探鑽井偶然間解開了這個謎底。石油地質工作者在深埋地下3000米的岩層中發現了2.5億年前的火山熔岩。進一步的地質調查發現,這些熔岩的分布規模十分驚人。其範圍達數千公里!通過研究者們此後的深入調查研究,逐漸揭開了這場非同尋常大爆發的本來面目,以及由此引發的全球規模的災難性連鎖反應。 這是我們地球歷史周周日午後兩三點鐘,西伯利亞高原的一連串超大規模火山爆發引發又一場洗劫整個地球的大災難。這場超大規模的火山大爆發延續近50萬年,產生約500萬平方公里的熔岩。假如這些熔岩以1500米厚度均勻分布,將足以覆蓋整個中國版圖!
火山爆發有三種物質,熔岩、火山灰和氣體。熔岩所到之處毀滅一切,但其作用範圍相對較小。火山灰影響所及,面積就比熔岩大很多,但其影響較輕,尚不至於致命。而影響範圍最廣、後果最嚴重的是是火山噴發釋放的數十億噸的二氧化碳和二氧化硫氣體。它們才是導致全球性生物大滅絕的罪魁禍首。 研究者們發現,2.5億年前的植物葉片化石上吸收二氧化碳的小孔要比今天的少很多(下圖為顯微放大的葉子化石)。這意味着當時大氣中二氧化碳濃度很高,因而只需很少的小孔即可滿足植物生長的需要。據研究者推算,當時地球大氣中溫室氣體的濃度是今天的20倍!
這些巨量火山氣體的一個直接作用是導致地球的光照面積急劇縮小,帶來地球數年酷寒嚴冬。而二氧化硫氣體與空氣中與水蒸氣作用又形成硫酸酸雨,對動植物造成極大傷害。 酷寒氣候結束後,因大氣中二氧化碳濃度的急劇升高形成溫室效應,地球的溫度升高達10華氏度。氣候和環境的這種急劇變化足以導致地球大範圍植物的毀滅,從而引起食物鏈崩潰,這又導致陸地動物的大量死亡。
這一全球性的氣候劇變,甚至作為海洋生物樂園的大海也未能逃脫其致命影響。溫度升高導致洋流停滯,海水中含氧量急劇下降。研究者們從海底2.5億年前岩層中發現的“愚人金”(黃鐵礦,顏色為淡金黃色,故有“愚人金”之稱)提供了這方面的證據,因為愚人金只能只能在缺氧的環境生成。
海水中缺乏氧氣,促使一些適應此類環境的特殊微生物(如紫硫菌)大量繁殖。而紫硫菌類微生物會釋放含硫的有毒氣體硫化氫。這就給大多數依賴氧氣維生的海洋生物帶來滅頂之災。隨着這類細菌在缺氧環境中的迅速繁殖,大海這個家園就成了海洋生物們的屠戮場和墳墓!
然而,這並非這場大災難的全部。海洋中還存在巨量的甲烷水合物,它們是甲烷被凝結在海底冰冷的水中形成的。這中水合物極不穩定,溫度升高几度,就可能導致其分解而釋放出甲烷氣體。而甲烷氣體的溫室效能是二氧化碳的20餘倍。海底大量甲烷水合物的分解,足以導致地球大氣層溫室效應的加劇,使地球溫度進一步升高。而升高的溫度又導致更多甲烷的釋放,因此形成惡性循環。
有研究者認為,2.5億年前的情況正是如此。這一效應導致地球氣溫又上升了10華氏度。這意味着火山大爆發引發的連鎖反應使地表溫度總共升高達20度!從而引發這場全球範圍的生物大滅絕。
不幸中的萬幸,這場大滅絕尚有約5%的倖存者,其中就包括犬齒龍。這種動物在對付其天敵和其它兇猛的食肉動物過程中,練就了一種善於挖洞的技能,這使它們能夠在當時嚴苛的環境中逃過一劫。研究者們相信,正是這種其貌不揚的小型動物中的一個支系演化為哺乳類,最終成為我們人類的祖先!而這場大浩劫的作用之一是徹底消滅了它們的天敵,從根本上消除了它們的生存威脅。從而改變了生物演化的方向和進程。
科學家們相信,類似於這場西伯利亞規模的超級火山大爆發,並非完全不會重演,但其頻率會非常低,數億年才有可能爆發一次。大自然引發的其它全球性大浩劫也同樣屬於極小概率事件,無需擔憂。 真正的憂患來自人類活動對我們脆弱的環境生態系統的威脅!據估計,人類在過去短短的一兩百年間(工業革命以來)就已經向大氣中排放了20 - 30兆噸的二氧化碳氣體,而目前海底的甲烷水合物粗略估計總量有30兆噸。人們有理由擔心,不斷增加的溫室氣體會導致全球氣候變暖惡化到失控的程度,從而引發海底甲烷水合物的分解。果真如此,那將是2.5億年前全球浩劫的重演! 儘管人類今天的科技已經十分發達,但面對如此慘烈的大浩劫,全球70億人中能夠僥倖逃過一劫的將寥寥無幾。
(未完,待續)
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