遠古生命大爆發(fā)——寒武紀

“爆發(fā)”的寒武紀

當你站在寒武紀的土地上放眼望去，只會看到一片荒涼的景象，因為在寒武紀時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，你的眼前又會展現(xiàn)出另一番天地。寒武紀持續(xù)的短短數(shù)百萬年時間里，你會突然看見包括現(xiàn)生動物幾乎所有類群祖先在內(nèi)的大量多細胞生物。帶殼的及具有骨骼的海洋無脊椎動物漸漸呈現(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質(zhì)顆粒。其中，最繁盛的當屬三葉蟲，因此寒武紀又稱為“三葉蟲時代”。

此外，在寒武紀時期生活的動物長相都非常奇怪，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。

寒武紀的“懸案”

想必你一定聽說過“寒武紀大爆發(fā)”吧，它是指在寒武紀時期的短短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和地質(zhì)學上的一大“懸案”。為什么這么說呢？因為絕大多數(shù)無脊椎動物毫無征兆地在很短的時間內(nèi)突然出現(xiàn)了！這些幾乎是“同時”無預警地出現(xiàn)在寒武紀地層中的動物化石，卻不能在更古老的地層中挖掘到，因此被古生物學家們稱做“懸案”。英國的著名生物學家達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案例來駁斥我提出的演化觀點”。但他同時也解釋到，寒武紀的動物一定是演化自前寒武紀的動物，其化石出現(xiàn)的“突然性”和前寒武紀動物化石的缺乏，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。

中國的寒武紀地層長成了什么樣子？

準備好深入感受寒武紀的神秘了嗎？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，這里的寒武紀地層發(fā)育和出露都十分良好，因而早在19世紀末期就被國內(nèi)外的地質(zhì)學者重視。1903年，兩位美國的地質(zhì)學家在中國張夏、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，美國的古生物學家畢可脫及兩位日本學者又相繼研究了張夏和崮山一帶寒武紀地層中的生物化石。從1923年起，中國著名的地質(zhì)學家孫云鑄教授對張夏和崮山地區(qū)的寒武紀地層做了多達20余年的研究，劃分出了寒武紀的地層結(jié)構(gòu)。1953年，盧衍豪和董南庭重新觀察了張夏、崮山一帶寒武紀標準剖面，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，并把前兩個組置于下寒武紀，把后一個組歸入中寒武紀。

寒武紀的時間軸

寒武紀是顯生宙最早的地質(zhì)時代。顯生宙又分為古生代、中生代和新生代，寒武紀就是古生代的第一個紀，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)肢動物，最早出現(xiàn)于寒武紀，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，可能因為它們一直居住在沒有光的海底深處，所以用不到眼睛，以至退化。

為什么叫“寒武紀”？

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

耳材村海口魚

這是目前發(fā)現(xiàn)的最古老魚類。它的整個身體好似一個紡錘，但是可以明顯看見頭部和軀干。耳材村海口魚的頭部至少有6個鰓弓，且軀干和昆明魚一樣有分節(jié)。另外，古生物學家們又在耳材村海口魚的腹部發(fā)現(xiàn)有13個類似環(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，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，有顆粒灰?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唷⒒炷梁弯伮吩鞓蚧冉ㄖ昧暇谢規(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，位于濟南市長清區(qū)，因其擁有獨具特色的寒武紀底部底礫巖，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”，并被列入山東省級地質(zhì)自然遺跡保護區(qū)。 當?shù)卣疄榱擞行ПＷo這一寶貴的地質(zhì)材料，撥出專款設立了宣傳牌，修建了14通碑階和293個石樁，并成立了饅頭山巡護隊，以保護饅頭山的完整性。

達爾文

達爾文是英國生物學家和進化論的奠基人。他曾經(jīng)用了大約5年的時間乘坐“貝格爾號”艦環(huán)游地球。在此期間，他觀察并采集了大量的動植物標本和地質(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，達爾文提出了著名的生物進化論學說，進而摧毀了各種唯心的神造論以及物種不變論，對人類社會做出了非凡的貢獻。

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，科學家們會經(jīng)常在頁巖中發(fā)現(xiàn)古老的動植物化石或動物的足跡化石，甚至會找到遠古時期的雨滴痕跡。可以說，頁巖是古生物學家們探秘遠古地球的絕佳材料。