前寒武纪

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前寒武纪是自地球诞生到6亿年前的这段时间。 尽管早在30多亿年前生物就已经出现,但其进化却长期停滞在很低级的阶段,主要是是些低等的菌藻类植物,它们留下的化石说明的情况不多,而且保存这些化石的岩层又太多经过不同程度的变质,更使得地球的早期历史不易被了解,所以才被划入“隐生宙”。
中文名
前寒武纪
外文名
Precambrian
别 名
隐生宙
时间段
自地球诞生到6亿年前
组    成
冥古宙、太古代、元古代
生 命
埃迪卡拉动物群
寒武纪的开始,标志着地球进入了生物大繁荣的新阶段。而在寒武纪之前,地球早已经形成了,只是在漫长的几十亿年中一片死寂,那时地球上还没有出现门类众多的生物。这样,科学家们便把寒武纪之前这一段漫长而缺少生命的时间称作前寒武纪。
前寒武纪(Precambrian)是地质年代中,对于显生宙之前数个(Eon)所使用的非正式名称,原本正式的名称是隐生宙(Cryptozoic eon,其后来被拆分成冥古宙太古宙元古宙三个时代)。1930年,G.H.查德威克将地史时期划分为两个阶段——寒武纪以前称为隐生宙,寒武纪迄今称为显生宙——作为地质年代的最高级单位,其相应地层分别称为隐生宇显生宇。由于在隐生宇即前寒武系上部不断发现软躯体动物化石,使其部分地层的划分具备了古生物的依据,而且所谓“隐生”,已逐渐不符合实际情况。1977年,国际地层委员会寒武纪地层分会在开普敦第四次会议上,将前寒武纪分为太古宙和元古宙,其界线放在25亿年前,而隐生宙及显生宙这两个年代地质单位和年代地层单位,已逐渐弃而不用。
前寒武纪开始于大约45亿年前的地球形成时期,结束于约5亿4200万年前——大量肉眼可见的硬壳动物诞生之时。尽管前寒武纪占了地史中大约八分之七的时间,但人们对这段时期的了解相当少。这是因为前寒武纪少有化石记录,且其中多数的化石,如叠层石,只适合用作生物地层学研究。此外,许多前寒武纪时期的岩石已经严重变质,使其起源变得隐晦不明。而其他的不是已经腐蚀毁坏,就是还埋藏在显生宙地层底下。 [1] 

前寒武纪前寒武纪生命

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前寒武纪概况

并未明了生物究竟起源于何时。在格陵兰西岸海外群岛曾发现一些古老石头,内含38亿年前的碳,可能是早期的有机物。此外在澳大利亚西部有一些保存良好的细菌,年代已超过34亿6000万年。目前已知最早的复杂多细胞生命型态,可能出现于大约6亿年前;世界各地有许多5亿4200万年前到6亿年前之间的软体无壳动物化石,被称为埃迪卡拉动物群(Ediacaran biota)。至于硬壳动物则出现于前寒武纪结束之后。
大约在5亿4400万年前,也就是前寒武纪的结尾,出现了许多不同型态的动物。这些动物群统称为小壳动物群(Small shelly fauna),目前所知有限。寒武纪的极早期发生了寒武纪大爆发生命型态的快速分化与数量增加),导致伯吉斯动物群(Burgess fauna)的出现。

前寒武纪埃迪卡拉动物群

埃迪卡拉动物群主要由类似水母类、蠕虫类、海鳃纲的生物所组成,多保存为印痕化石,由于它们所生活的年代距今过于久远,于是便被统称为古生物。尽管它们的形态、结构都很原始,但它们被认为是20世纪古生物学最重大的发现之一。这一发现使科学界摈弃了长期以来认为在寒武纪之前不可能出现后生动物化石的传统观念。所谓后生动物即是指相对于原生动物的各种多细胞动物。 [2] 

前寒武纪前寒武纪各时期

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前寒武纪太古代(太古宙)

太古代离我们久远,其时限约从38亿年至26亿年前,长达12亿年。太古代是具有明确地史记录的最初阶段。这漫长的12亿年是地球形成后的初始期,地表到处形成童山和荒漠,由于年代久远,确实很难寻觅到化石,人们对这一时期的生命活动了解得很少。但20世纪后半期,科学家们陆续在南非和澳大利亚获得了重大收获,在变质程度不太剧烈的沉积岩层中发现了叠层石,这是微生物和藻类活动的产物。此外,人们在这些古老的岩层中还分析出大量的有机化合物(如呋喃、甲醇、乙醛等)和环状化合物如(苯,羟基苯)。在南非的一套古老沉积岩中,科学家们借助先进的精密观测仪器,发现了200多个与原核藻类非常相似的古细胞化石,这些微体化石一般为椭圆形,具有平滑的有机质膜,这是人们迄今为止发现的最古老、最原始的化石,也是在太古代地层中发现的最有说服力的生物证据。从生物界看,这是原始生命出现及生物演化的初级阶段,当时只有数量不多的原核生物,他们只留下了极少的化石记录。从非生物界看,太古宙是一个地壳薄、地热梯度陡、火山岩浆活动强烈而频繁、岩层普遍遭受变形与变质、大气圈水圈都缺少自由氧、形成一系列特殊沉积物的时期;也是一个硅铝质地壳形成并不断增长的时期,又是一个重要的成矿时期。 [3] 

前寒武纪元古代(元古宙)

元古代(Proterozoic)的时限自26亿年前至5.7亿年前,在这段地史中,原核生物演化为真核生物,形成地史时期的菌-藻类时代。人们在这一时期的古老地层中发现过微古植物化石、宏观藻类化石及叠层石。仅在我们中国,古生物学家就已发现元古代不同时期的微古植物化石80余属、近200个种,生命在元古代得到进一步繁荣,那时的地球已不再是满目荒芜了。初期地表已出现了一些范围较广、厚度较大、相对稳定的大陆板块。因此,在岩石圈构造方面元古代比太古代显示了较为稳定的特点。早元古代晚期的大气圈已含有自由氧,而且随着植物的日益繁盛与光合作用的不断加强,大气圈的含氧量继续增加。元古代的中晚期藻类植物已十分繁盛,明显区别于太古代。 [4] 

前寒武纪震旦纪

元古代末期,大约从8.5-5.7亿年,被命名为震旦纪,这是因为这段时间在生命演化历程中具有承前启后的意义,并且它的命名地是在中国。
震旦(Sinian)”意指中国,古印度就称华夏大地为“震旦”,德国地质学家首先把它用于地层学,后来许多学者都仿效使用,但含义有所不同。后来地质学家们重新定义了震旦纪,我国著名地质学家李四光等在长江三峡建立起完整的震旦纪地质剖面,这就是有名的峡东剖面
震旦纪生物 震旦纪生物
,它向全世界提供了地层对比的依据。
震旦纪已有了明确的生物证据,在动物界出现了低等的小型具硬壳的物种,以及大量裸露的高级动物,后者就是发现于澳大利亚的埃迪卡拉动物群。在植物方面表现为高级藻类(如红藻、褐藻类等)的进一步繁盛,宏观藻类也得到飞速的发展,这时的地球已彻底改变一片死寂、毫无生气的面貌了。
震旦纪(Sinian period)是元古代最后期一个独特的地史阶段。从生物的进化看,震旦系因含有无硬壳的后生动物化石,而与不含可靠动物化石的元古界有了重要的区别;但与富含具有壳体的动物化石的寒武纪相比,震旦系所含的化石不仅种类单调、数量很少而且分布十分有限。因此,还不能利用其中的动物化石进行有效的生物地层工作。震旦纪生物界最突出的特征是后期出现了种类较多的无硬壳后生动物,末期又出现少量小型具有壳体的动物。高级藻类进一步繁盛,微体古植物出现了一些新类型,叠层石在震旦纪早期趋于繁盛,后期数量和种类都突然下降。再从岩石圈的构造状况来看,震旦纪时地表上已经出现几个大型的、相对稳定的大陆板块,之上已经是典型的盖层沉积,与古生界相似。因此,震旦纪可以被认为是元古代与古生代之间的一个过渡阶段。
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参考资料
  • 1.    宁正新.青少年科普丛书 猜想地球:北京联合出版公司,2012:184
  • 2.    吴波.进化史上的灭绝物种:2012,北方妇女儿童出版社:59
  • 3.    吴波.探索生命生物密码 追溯生命足迹:现代出版社,2012:56
  • 4.    吴波.探索生命生物密码 追溯生命足迹:现代出版社,2012:57
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