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寒武紀(jì)之前 在談寒武紀(jì)之前，我們不得不先介紹下寒武紀(jì)之前地球是什么樣子：   是個(gè)大雪球(?·??·?)?? 在距今約7.5億年到5.8億年的新元古代，整個(gè)地球都處于完全冰封的狀態(tài)。  距今約7.5億到5.8億年前的雪球地球 雪球地球的形成破壞了當(dāng)時(shí)薄弱的依靠陽光進(jìn)行生存的生態(tài)系統(tǒng)，但同時(shí)也帶來了許多生命的機(jī)遇。在雪球內(nèi)部，生命的傳遞依舊在延續(xù)著，冰層之下仍然有液態(tài)水。而海底熱泉等為生命的延續(xù)與發(fā)展提供了庇護(hù)與保障。  現(xiàn)代洋底熱泉——來自大西洋洋底  全球化的冰蓋可能促進(jìn)了多細(xì)胞生物的爆發(fā) 看似毫無生機(jī)的“雪球”內(nèi)部，卻正在孕育著對整個(gè)地球演化史都舉足輕重的一次大爆發(fā)。隨著板塊運(yùn)動的進(jìn)行，巖漿活動使得CO2含量顯著升高，雪球漸漸消融，便迎來了我們今天的主角——寒武紀(jì)。  寒武紀(jì)生物群——假想圖 它是地球演化進(jìn)程中顯生宙的開端，此時(shí)最后一個(gè)全球大冰期（雪球地球）僅僅結(jié)束了數(shù)個(gè)百萬年。它是漫漫地球演化歲月中第一個(gè)生物物種大爆發(fā)的時(shí)代，引領(lǐng)了大多數(shù)現(xiàn)代動物門類的發(fā)散。 1 什么是寒武紀(jì)（Cambrian） 寒武紀(jì)上承埃迪卡拉紀(jì)，下啟奧陶紀(jì)，演化時(shí)代由距今541Ma（5億4千1百萬年）一直到485.4Ma，持續(xù)時(shí)間長達(dá)5560萬年。  2017年國際年代地層表 “寒武紀(jì)（Cambrian）”這個(gè)名詞最早于1835年由英國地質(zhì)學(xué)家亞當(dāng)·塞奇威克（Adam Sedgwick）引入地質(zhì)文獻(xiàn)。  英國地質(zhì)學(xué)家 亞當(dāng)·塞奇威克 這個(gè)名字來源于威爾士（Wales）地區(qū)一個(gè)古代地名“Cymru”的拉丁文名稱。而中文名稱“寒武紀(jì)”則來源于舊時(shí)日本人使用日語漢字音讀的音譯名“寒武紀(jì)”。 2 寒武紀(jì)與中國金釘子 “金釘子”是全球年代地層單位界線層型剖面和點(diǎn)位（GSSP）的俗稱。一旦在某地方釘下“金釘子”，該地就變成一個(gè)地質(zhì)年代的“國際標(biāo)準(zhǔn)”，對照它，便可以對應(yīng)標(biāo)出其他巖層的“年齡”，是地層年代統(tǒng)一的“度量衡”。  金釘子名字的起源——18k金制成的道釘 寒武紀(jì)的五個(gè)金釘子中，中國地質(zhì)學(xué)家便貢獻(xiàn)了三處金釘子，分別是位于湖南的排碧金釘子、古丈金釘子與浙江江山金釘子，分別于2003年，2008年與2011年被國際地科聯(lián)批準(zhǔn)。 自此，由于南京地質(zhì)古生物研究所彭善池研究員及其團(tuán)隊(duì)的貢獻(xiàn)，國際地層表中，寒武紀(jì)地層表有一統(tǒng)三階（芙蓉統(tǒng)、古丈階、排碧階以及江山階）以我國地名所命名。 3 寒武紀(jì)——生命演化史 寒武之初——生物大爆發(fā)的高潮 6億年前泛非造山作用（Pan-African orogeny）形成了潘諾西亞超大陸（Pannotia），該超大陸在5億4000萬年前的前寒武紀(jì)分裂。  600Ma（六億年前）的超大陸假想圖  理論中的超大陸——潘諾西亞超大陸（Pannotia）545Ma 伴隨著潘諾西亞超大陸（Pannotia）的裂解，雪球事件最終結(jié)束，地球迎來了大范圍的回暖。此時(shí)尚處在新元古代埃迪卡拉紀(jì)，出現(xiàn)了最早的多細(xì)胞生物——刺胞生物。 埃迪卡拉紀(jì)生物群代表——狄更遜水母 很多研究者認(rèn)為，多細(xì)胞生物的大爆發(fā)其實(shí)在新元古代埃迪卡拉紀(jì)已初現(xiàn)端倪，但是在埃迪卡拉與寒武之交，遍布全球的埃迪卡拉生物群迅速消失，取而代之的是寒武紀(jì)生物大爆發(fā)。 寒武紀(jì)生物大爆發(fā)的代表——三葉蟲——加拿大伯吉斯頁巖 與之前的生物爆發(fā)相比，寒武紀(jì)之初生物化石的門類與數(shù)量上升到了新的高度。在世界各地均有關(guān)于寒武紀(jì)生物化石的發(fā)現(xiàn)，但其中尤以中國云南澄江生物群與加拿大伯吉斯生物群最為典型。 加拿大伯吉斯生物群 伯吉斯頁巖（Burgess Shale Formation）位于加拿大西北的英屬哥倫比亞境內(nèi)的落基山脈。 落基山脈 加拿大伯吉斯地區(qū)衛(wèi)星影像圖 伯吉斯頁巖最早發(fā)現(xiàn)于1909年，加拿大古生物學(xué)家查爾斯·都利特·沃爾科特（Charles Doolittle Walcott）在當(dāng)季野外調(diào)查將要結(jié)束的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了這套頁巖。他在1910年帶著他的數(shù)個(gè)兒子回到該露頭，在現(xiàn)在被稱為化石嶺（Fossil Ridge）的側(cè)面建立了采石場開挖化石。由此揭開了伯吉斯生物群的神秘面紗。 加拿大伯吉斯地區(qū)沃爾科特采石場——出露大量化石 伯吉斯化石群保存種類繁多的寒武紀(jì)生物軟組織化石聞名于世。 歐巴賓海蝎化石最早發(fā)現(xiàn)于伯吉斯頁巖中，古生物學(xué)家經(jīng)過復(fù)原后認(rèn)為其擁有五個(gè)眼睛與一個(gè)類似真空吸塵器軟管的口鼻部，結(jié)構(gòu)與其他古生物大相徑庭。 歐巴賓海蝎化石以及藝術(shù)家復(fù)原圖 奇蝦是另一種在伯吉斯常見的化石，也常見于中國、美國、加拿大、波蘭及澳洲的寒武紀(jì)沉積巖。 伯吉斯頁巖中最早發(fā)現(xiàn)的奇蝦化石 奇蝦（Anomalocaridids）是一類體型巨大、身體造型奇特的化石節(jié)肢動物，具有大而精細(xì)的復(fù)眼、特化的捕食前附肢、口錐和游泳槳狀肢，表現(xiàn)出對捕食行為的高度適應(yīng)。 奇蝦體長最大可達(dá)2米，被認(rèn)為是顯生宙海洋生態(tài)系統(tǒng)中最早的頂級捕食者。 奇蝦與正常人類對比 伯吉斯頁巖中豐富的一種軟體蠕蟲Ottoia 馬爾三葉形蟲（Marrella）伯吉斯頁巖中最常見的生物 中國云南澄江生物群 澄江生物群位于中國西南部云南澄江縣境內(nèi)，已經(jīng)發(fā)掘出40多處散存的寒武紀(jì)多門類古生物群遺址，距今約5.20億到5.25億年，主要集中于帽天山頁巖。 云南帽天山 1984年7月1日，南京地質(zhì)古生物研究所的研究學(xué)者侯先光先生已在野外連續(xù)工作二十幾天了，他持續(xù)尋找好的地層剖面，以采集當(dāng)時(shí)他所專長早期寒武紀(jì)地層中的古介形蟲化石。這天，他選擇云南省澄江縣帽天山西面山坡上的地層出露面開始系統(tǒng)采樣工作，在發(fā)現(xiàn)兩個(gè)不尋?；?，一種之前僅見于加拿大伯吉斯頁巖中的節(jié)肢動物化石——納羅蟲（Naraoia），赫然出現(xiàn)在巖石的新劈開面。 1984年7月1日在帽天山上發(fā)現(xiàn)的第一塊化石——納羅蟲 隨后，又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了多個(gè)之前未曾發(fā)現(xiàn)并且保存軟體的化石。其后持續(xù)的調(diào)查與研究，又發(fā)現(xiàn)了許多新類別的化石，距今五億三千萬年前的「澄江生物群」就這樣被意外地發(fā)掘出來了。 撫仙湖蟲——澄江生物群的代表生物之一埋藏在距今5.3億年的澄江化石地 圓筒帽天山蟲化石，屬于寒武紀(jì)早期中段的生物 周小姐蟲化石與 復(fù)原圖 周小姐蟲是在澄江牛蹄塘組（寒武紀(jì)第三階）地層發(fā)現(xiàn)的一種早期小型海生節(jié)肢動物，大小可長至6公分，其命名來自中科院南京地質(zhì)古生物所的古生物學(xué)家周桂琴，以表彰她對澄江動物群研究的貢獻(xiàn)。 澄江生物群由于化石埋藏地質(zhì)條件特殊，不但保存了生物硬體化石，而且保存了非常罕見的清晰生物軟體印痕化石。其中，豐嬌昆明魚是已知最古老的脊椎動物，化石在5億3千萬年前寒武紀(jì)的地層被發(fā)現(xiàn)。它似乎是有由軟骨構(gòu)造的頭顱骨及骨骼。 豐嬌昆明魚復(fù)原圖——已知最早的脊椎動物 澄江動物群在世界范圍內(nèi)古生物研究史上具有獨(dú)一無二的地位，它比加拿大的伯吉斯動物群豐富，而且年代方面更早一千萬年，使我們得以窺見寒武紀(jì)生命大爆發(fā)時(shí)代的海洋景觀。 1995年12月4日出刊的時(shí)代周刊，將澄江生物群譽(yù)為20世紀(jì)最重要的古生物發(fā)現(xiàn)。 2012年，澄江化石地入選聯(lián)合國教科文組織世界遺產(chǎn)名錄。 寒武紀(jì)初期的生命大爆發(fā)是地球生物演化史中里程碑式的事件，這一時(shí)期的化石群相當(dāng)?shù)湫停浅６嗟牟煌N類的生物幾乎同時(shí)在這一時(shí)期出現(xiàn)。 陳均遠(yuǎn)教授根據(jù)澄江動物群構(gòu)思的第一幅寒武紀(jì)早期的海中生物群集 寒武紀(jì)大爆發(fā)的事實(shí)證據(jù)也曾讓達(dá)爾文非常困惑，在《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)?！?br> 1881年暮年達(dá)爾文 但即使到達(dá)爾文死后一百多年的今日，寒武紀(jì)大爆發(fā)依舊是科學(xué)界的一大謎題，尚待更多的考古證據(jù)出土，也許就能窺見當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況，找出真正的原因。 以生物爆發(fā)開始，以大滅絕謝幕 自從生命大爆發(fā)已經(jīng)過去了5000多萬年，濕潤溫暖的氣候，使得寒武紀(jì)的地球成為當(dāng)時(shí)生物物種的天堂。殊不知，歷史上第一次生物大滅絕事件正在臨近。 4.88億年前，發(fā)生了一次生物集群滅絕事件。當(dāng)時(shí)消滅了很多腕足動物門、牙形石及嚴(yán)重減少了三葉蟲的物種數(shù)目，在地球上約49%的屬都在這次事件中消失。 寒武紀(jì)腕足動物貝殼化石 牙形石化石 目前，生物滅絕的原因也沒有真正發(fā)現(xiàn)。有學(xué)者認(rèn)為源于海水缺氧。 缺氧事件或大洋缺氧事件指的是海洋中氧氣缺乏的一段時(shí)期，期間海水中的硫化氫含量大幅增加。它在地質(zhì)史上曾多次發(fā)生，同時(shí)伴隨而來的是生物集群滅絕。因此生物地層學(xué)上將缺氧時(shí)間當(dāng)成時(shí)間劃分的一個(gè)重要指標(biāo)。 缺氧事件生物滅絕地——紅圈表示大規(guī)模滅絕地，黑點(diǎn)則是規(guī)模未知的滅絕地 也有部分研究人員認(rèn)為源于極超新星爆發(fā)。如果一顆極超新星在地球附近的位置爆發(fā)，其高能輻射定會摧毀地球的生命。 海山二——位于船底座，是最接近極超新星的候選者 極超新星爆發(fā)會釋放出伽馬射線，其過程持續(xù)數(shù)秒便會嚴(yán)重破壞地球臭氧層，使得太陽釋出的紫外線襲擊地球，導(dǎo)致地面及近海面的大量生物死亡，從而破壞食物鏈。 以上原因都源于假設(shè)，真正的原因如何，還需要大量的證據(jù)來綜合分析。 哈哈 生物大滅絕事件結(jié)束了古生代的寒武紀(jì)，并進(jìn)入奧陶紀(jì)。 寒武紀(jì)最終謝幕！ END 參考文獻(xiàn)： [1] Orr, Patrick J., D. 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