寒武纪大爆发指的是一个时代 , 海洋突然从散布着奇怪而陌生的生物 , 如三叉戟状的叶状动物和巨大的滚压椭圆形动物 , 它们突然无视对它们进行分类和所有进化的努力 , 而转变为了更加丰富多样的生命 , 今天许多主要的分类群 , 他们的发生都在短短的1300-2500万年间 , 如果说的更通俗些 , 这些进化快的像闪电一样 。
这个问题在 1840 年代首次被发现 , 并被证明是对查尔斯·达尔文的挑战性 。 他称其为“莫名其妙” , 并在《物种起源》中感叹“很难为寒武纪系统下没有大量富含化石的地层 , 提供任何充分的理由” 。
第二 , 人们认为地球在失去的岁月里经历了剧烈的气候变化 , 可能变成了一个巨大的冰球 , 表面几乎完全冻结 。 目前人们对这个“雪球”是如何形成的 , 或者生命是如何生存下去的知之甚少 。
如果我们知道在这个史前黑暗时代发生了什么 , 也许我们就能找到这些棘手的科学难题的答案 。 “这是地球历史上发生很多事情的一个时期 , ”科罗拉多大学博尔德分校地质科学系副教授丽贝卡·弗劳尔斯 (Rebecca Flowers) 说 。 “所有这些事件显然都以某种形式关联在一起 , 我认为在地球历史的这个关键时期 , 解开这些不同过程之间的关系 , 这是非常重要的 , ”
关于造成时间缺失的原因的一个想法 , 取决于今天地球冰川上发生的事情 。 以地球上第二大冰体格陵兰冰盖为例 , 它覆盖了该国约80%的表面 , 大约 170万平方公里 。
就像河流一样 , 冰川也可以移动——但非常缓慢 。 当他们这样做时 , 他们逐渐冲刷掉他们所处的地壳 。 如果这种情况持续数万年甚至数百万年 , 最终这种侵蚀会磨损大量的岩石 。 因此 , 格陵兰充满了冰川历史的伤痕 , 例如深谷和壮观的峡湾 。
但是 , 虽然格陵兰岛的某些部分被流动的冰所雕刻 , 但其他部分却受到坚硬冰冷的冰川的保护 , 它们根本没有移动 , 并且使下面的土地被安全地被保护起来 , 不受任何侵蚀 。 这些地区基本保持不变 , 形成了该国的高原 。
早在地球还是一个巨大的雪球时 , 理论认为 , 同样的过程会应用于地球的整个表面 。 所以唯一的问题是 , 这个时代的冰都会侵蚀掉十亿年的岩石吗?
理论2:超大陆死亡
另一种可能性是罪魁祸首是罗迪尼亚超大陆一块被遗忘的陆地 , 将南极洲东部、印度、西伯利亚、中国、南美洲的大片、北美洲和非洲的各种部分集中在一个地方 。 它在大约 10 亿年前首次聚集 , 然后逐渐解体 , 直到 7.5 亿年前 。
“它基本上将世界上所有地壳合并成一个巨大的大陆 , ”伊利诺伊大学地质系博士生迈克尔德卢西亚说 , 他撰写了一篇关于该主题的论文 。 他解释说 , 来自地球中心的大部分热量通常是通过海底山脉(洋脊)释放的 , 这些山脉发生在构造板块的边界 。
“当然 , 当天气变暖时 , 它们会膨胀 , ”德卢西亚说 。 “所以我们认为基本上是超大陆下方的扩张促进了这次隆起事件 , 导致了大约 6 到 8 公里的垂直隆起 。 ”
这不仅加速了罗迪尼亚的分裂 , 而且可能抹去了之前十亿年发生的一切的记录——同样 , 土地更高 , 因此更容易被侵蚀 。
根据这个理论 , 罗迪尼亚在 2 亿年里看起来就像一个巨大的丘陵高原——没有任何生命 , 仍然局限于周围的广阔海洋 。 这最终被侵蚀成几乎没有 。 “我们在当前所有大陆都看到了这种侵蚀事件 , ”德卢西亚说 。
但这并不是故事的结局 。 所涉及的大量侵蚀会改变大气和海洋的化学成分 , 导致重大的气候变化 。 这将与今天发生的情况相反 , 当雨水冲刷掉超大陆的表面时 , 这会释放出钙离子 , 然后冲入海洋中形成碳酸钙(白垩的主要成分) 。 从本质上讲 , 侵蚀将二氧化碳困在海洋中 , 将其锁定在大气之外并使地球冷却 。在这种情况下 , 地球会在十亿年消失之后变成一个雪球 , 而不是之前 。
“这甚至可能刮掉更多的沉积物 , ”同样参与这项研究的马沙克说 , “这增强并放大了巨大不整合面 。 ” 最后 , 破碎的罗迪尼亚下面的旧岩石层会暴露出来 , 准备好直接与新的沉积岩结合起来 , 一旦气候再次稳定下来 , 新的沉积岩就会沉积下来 。
然而 , 这还不是结束 。 辩论仍在继续 , 所有专家都强调需要更多数据 。 幸运的是 , 这很可能即将到来 。, 一股古怪的新理论以及能够测试它们的技术的出现 , 已经改变了这个领域 。
一个游戏规则的改变者是一种称为热年代学的技术 , 它涉及通过测量岩石自形成以来的温度变化来推断岩石的历史 。
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