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白垩纪-第三纪大灭绝事件
✍ dations ◷ 2025-04-25 08:04:52 #白垩纪-第三纪大灭绝事件
白垩纪-古近纪灭绝事件(简称K-Pg事件、K-Pg灭绝),旧称为白垩纪﹣第三纪灭绝事件(简称K-T事件、K-T灭绝),俗称恐龙大灭绝,是地球历史上的第五次以及最后一次大规模物种灭绝事件、也是最著名的一次灭绝事件,发生于6500万年前,中生代白垩纪与新生代古近纪之间,并导致当时地球上的大部分动物与植物消失,包含所有的非鸟类恐龙以外,沧龙科、蛇颈龙目、翼龙目、以及多种的植物与无脊椎动物,也都在这次事件中灭绝。哺乳动物与恐龙的直系后代鸟类则存活下来,并辐射演化,成为新生代的优势动物。由于国际地层委员会不再承认第三纪是正式的地质年代名称,而由古近纪与新近纪取代,因此白垩纪﹣第三纪灭绝事件被改称为白垩纪﹣古近纪灭绝事件。这个事件因为造成大部分恐龙灭亡与哺乳动物的兴起而闻名,但是综观地球历史,二叠纪-三叠纪灭绝事件灭绝了当时地球约90%的生物种类,才是地质年代中最严重的生物集体灭绝事件。在白垩纪与古近纪的地层之间,有一层富含铱的黏土层,名为白垩纪-古近纪界线。恐龙(不包含鸟类)的化石仅发现于白垩纪-古近纪界线的下层,显示它们在这次灭绝事件发生时(或之前)迅速灭绝。有少部分恐龙化石发现于白垩纪-古近纪界线之上,但这些化石被认为是因为侵蚀等作用,而被带离原本的地点,并沉积在较年轻的沉积层。大部分的科学家推测,这次灭绝事件是由一个或多个原因所造成,例如:小行星或彗星引起的撞击事件、或是长时间的火山爆发。希克苏鲁伯陨石坑等陨石坑以及德干暗色岩的火山爆发,与白垩纪-古近纪界线的时间相近,被认为最有可能与这次灭绝事件的主因。撞击事件或火山爆发将大量灰尘进入大气层中,遮辟了阳光,降低了植物的光合作用,进而对全球各地的生态系造成影响。但也有少数科学家认为,这次灭绝事件是缓慢发生的,而灭绝的原因是逐渐改变的海平面与气候。虽然白垩纪﹣古近纪灭绝事件造成许多物种灭绝,但不同的演化支,或是各个演化支内部,呈现出明显差异的灭绝程度。根据主流学说,大气层中因撞击事件或火山爆发所造成的微粒遮蔽了阳光,减少抵达地表的太阳能,导致依赖光合作用的生物衰退或灭绝。如同现今的状况,在白垩纪晚期,食物链底层也是由依赖光合作用的生物构成,例如浮游植物与陆地植物。证据显示,草食性动物因所依赖的植物衰退,而数量减少;同样地,顶级掠食者(例如暴龙)也接连受到影响。颗石藻、软体动物(包含菊石亚纲、厚壳蛤、水生蜗牛、蚌),还有以上述硬壳动物维生的动物,都在这次灭绝事件中灭亡,或遭受严重打击。例如,被认为以菊石为食的沧龙类,就在此次灭绝事件中灭亡。杂食性、食虫性、以及食腐动物在这次灭绝事件中得以存活,可能是因为它们的食性较多变化性。科学家假设,这些生物以死亡的植物与动物为食,或以生物的有机碎屑为生,因而较不受植物群崩溃灭绝的影响。另外,白垩纪末期似乎没有完全的草食性或肉食性哺乳动物,它们和鸟类则借由食用昆虫、蚯蚓、蜗牛等小动物而逃过一劫。在河流生物群落中,只有少数动物灭亡;因为河流生物群落多以陆地冲刷下来的生物有机碎屑为生,较少直接依赖植物。海洋也有类似的状况,但较为复杂。生存在浮游带的动物,所受到的影响远比生存在海床的动物还大,因为它们几乎以活的浮游植物为生。反之,生存在海床的动物,则以生物的有机碎屑为食,或本身可转换成以生物的有机碎屑为食。在这次灭绝事件存活下来的生物中,最大型的陆地动物是鳄鱼与离龙目,属半水生动物,并可以生物碎屑为生。现代鳄鱼可以食腐为生,并可长达数月未进食;幼年鳄鱼的体型小,成长速度慢,在头几年多以无脊椎动物、死亡的生物为食。这些特性可能是鳄鱼能够存活过白垩纪末灭绝事件的关键。灭绝事件过后,产生了许多空缺的生态位,生态系统花了长时间才恢复原本的多样性。在钙质微型浮游生物的化石记录中,白垩纪末灭绝事件是最大规模的集体灭绝之一;钙质微型浮游生物形成的钙质沉积层,也是白垩纪的名称来源。这次灭绝事件对钙质微型浮游生物的影响,只有到种的程度。根据统计分析,这段时间的海洋生物物种数量降低,多是因为迅速的灭亡,而非物种形成的减少。由于微生物的化石记录多由囊胞所构成,而不是所有的甲藻门(Dinoflagellate)都具有囊胞,因此白垩纪-古近纪界线时期的甲藻类化石记录并不明确,造成相关研究的差异。2004年的一个研究,则认为当时的甲藻类并没有发生明显变动。最早自奥陶纪之后,放射虫(Radiolaria)一度消失于化石记录。在白垩纪/古近纪交界,可以找到少量的放射虫化石。没有证据显示当时的放射虫遭到大规模的灭绝。在古新世早期,放射虫在南极区相当繁盛,这可能因为寒冷的气候。接近46%的硅藻物种,继续存活到上古新世。这显示白垩纪末的硅藻灭绝程度并不严重,层度仅到种的程度。自从1930年代以来,科学家已着手研究白垩纪与古近纪交接时的有孔虫门(Foraminifera)灭绝状况。
自从撞击事件可能造成白垩纪末灭绝事件的理论出现后,更多科学家研究白垩纪-古近纪界线时的有孔虫门灭绝状况。但科学界对此的意见分为两派,一派认为有孔虫门主要因为这次灭绝事件而影响,另一派认为在白垩纪与古近纪交接时期,有孔虫门有过多次的灭绝与复原。底栖的有孔虫类主要以生物有机碎屑为食,随者白垩纪末灭绝事件造成大量海洋生物死亡,众多的底栖有孔虫类也跟着灭亡。在海洋生态圈复原后,底栖有孔虫类的食物来源增加,物种形成也跟着增加。浮游植物在古新世早期复原,提供大型的低栖有孔虫类食物。直到灭绝事件后的数十万年,约在古新世早期,低栖生态系统才完全复原。化石证据显示,在白垩纪﹣古近纪灭绝事件的前后,海生无脊椎动物有相当大的变化。但化石纪录的缺乏,使得无法显示出真实的灭绝比例。介形纲(Ostracoda)是甲壳亚门的一纲,这群小型动物在马斯特里赫特阶上层相当繁盛,在多个地区留下化石纪录。一个针对介形纲化石的研究,显示介形纲在古新世时期的多样性,低于古近纪的其他时期。但目前的研究无法确定介形纲的衰退,是在白垩纪末事件的之前或之后发生。在白垩纪晚期的珊瑚纲石珊瑚目中,有接近60%的属消失,没有存活到古新世。近一步的研究显示,栖息于温暖、副热带、浅海地区的珊瑚,记有98%的种灭亡。而那些栖息于较寒冷、透光带以下、单独生长、无法形成珊瑚礁的珊瑚,受到灭绝事件的影响较小。与进行光合作用的海藻共生共存的珊瑚,则在白垩纪﹣古近纪灭绝事件中大量灭亡。但除了研究白垩纪-古近纪界线到古新世地层中的珊瑚化石以外,还要参考当时的珊瑚礁生态系统变化。在白垩纪-古近纪界线之后,头足纲、棘皮动物、双壳纲的属数量,呈现明显的减少。而大部分的腕足动物,在白垩纪末灭绝事件中存活,并在古新世早期开始多样化。在软体动物头足纲中,大部分的物种在这次灭绝事件灭亡,只有鹦鹉螺亚纲(以现代的鹦鹉螺为代表)与鞘亚纲(演化成现代的章鱼、鱿鱼、乌贼)存活至今。这些灭亡的物种包含独特的箭石,以及高度多样性、分布广泛且数量众多的菊石。研究人员指出鹦鹉螺亚纲产的卵较大、数量较少,是它们存活下来的重要原因。而菊石产的卵数量众多、以浮游生物方式生存,因此在白垩纪末灭绝事件中灭亡。在全球各地的菊石灭亡之后,鹦鹉螺类的外壳开始辐射演化,演化出不同的形状,构造日益复杂,与昔日的菊石类似。在棘皮动物中,接近35%的属在这次灭绝事件中消失。其中,生存在低纬度、浅水的棘皮动物灭亡比例最高;而生存在中纬度、深海区域的棘皮动物,被影响的程度则较小。这种灭绝模式的成因可能是栖息地的消失,尤其是浅水地区的碳酸盐岩台地。其他的无脊椎动物,例如厚壳蛤类(可形成礁的蛤蜊)与叠瓦蛤(现代扇贝的大型近亲),则在白垩纪﹣古近纪灭绝事件中全数灭亡。在白垩纪-古近纪界线的上下地层,有大量的有颌鱼类化石,可供科学家研究这些海生脊椎动物的灭绝模式。在软骨鱼纲中,有接近80%的鲨鱼、鳐目、
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