使用者:Marcodeslivapolo/二疊紀
| Permian | |
|---|---|
| 地質年代 | |
二疊紀主要分界 -300 — – -295 — – -290 — – -285 — – -280 — – -275 — – -270 — – -265 — – -260 — – -255 — – -250 — 二疊紀時間表 直軸：百萬年前 | |
| 詞源 | |
| 名稱是否正式 | Formal |
| 具體信息 | |
| 天體 | 地球 |
| 適用區域 | Global (ICS) |
| 適用時標 | ICS Time Scale |
| 定義 | |
| 地質年代單位 | 紀 |
| 年代地層單位 | 系 |
| 名稱是否正式 | Formal |
| 下邊界定義 | FAD of the Conodont Streptognathodus isolatus within the morphotype Streptognathodus wabaunsensis chronocline. |
| 下邊界GSSP位置 | Aidaralash, Ural Mountains, Kazakhstan 50°14′45″N 57°53′29″E / 50.2458°N 57.8914°E |
| GSSP批准時間 | 1996[1] |
| 上邊界定義 | FAD of the Conodont Hindeodus parvus. |
| 上邊界GSSP位置 | Meishan, Zhejiang, China 31°04′47″N 119°42′21″E / 31.0798°N 119.7058°E |
| GSSP批准時間 | 2001[2] |
| 大氣層和氣候數據 | |
| 大氣層平均O 2含量 | c. 23 vol % (115 % of modern) |
| 大氣層平均CO 2含量 | c. 900 ppm (3 times pre-industrial) |
| 表面平均氣溫 | c. 16 °C (2 °C above modern) |
| 當前海平面 | Relatively constant at 60米（200英尺） in early Permian; plummeting during the middle Permian to a constant −20米（−66英尺） in the late Permian.[3] |
二疊[4]是指從距今2.989億年前（Mya）的石炭紀末期，到距今2.51902億年前的三疊紀初期，歷時4700萬年的地質時期和系統。它是古生代的最後一個時期；接下來的三疊紀屬於中生代。在1841年，地質學家羅德里克-默奇森爵士提出了二疊紀的概念，並在俄羅斯的彼爾姆地區命名為二疊紀。
二疊見證了早期羊膜動物的多樣化，爾後成為了哺乳類、龜類、以及主龍類的祖先群。當時的世界由被稱為盤古和西伯利亞的兩大洲所統治，周圍環繞著一片叫做泛大洋的全球海洋。石炭紀雨林的崩塌則讓大陸內部留下了範圍廣大的沙漠，而能更好地應對這些較為乾燥的環境的羊膜動物（Amniotes）則代替它們的兩棲類祖先並佔據了主宰的地位。
二疊紀(與古生代一起)以二疊紀-三疊紀大滅絕事件中結束，這是地球歷史上最大規模的一次大滅絕，近96%的海洋物種和70%的陸地物種在這次大滅絕中消失。而生命在進入到三疊紀之後才會從這場浩劫中復甦過來；[10]在陸地上，生態系統則需要3000萬年才能恢復。
探索
T1841年，倫敦地質學會主席R.I. Murchison爵士將"二疊紀"一詞引入地質學，他在與菲利普·愛德華·菲力迪.在俄羅斯一同進行了大規模探勘中，也確定了這是典型二疊紀的地層，而該地區現今位於在俄羅斯的彼爾母邊疆區
ICS分項
ICS2018官方版二疊系統中從最近到最古老的岩層劃分為官方版二疊系統中從最近到最古老的岩層劃分為:[5]
- Lopingian epoch [259.1 ± 0.5 Mya – 251.902 ± 0.024 Mya]
-
- Changhsingian (Changxingian) [254.14 ± 0.07 Mya – 251.902 ± 0.024 Mya]
- Wuchiapingian (Wujiapingian) [259.1 ± 0.5 Mya – 254.14 ± 0.07 Mya]
- Others:
- Waiitian (New Zealand) [260.4 ± 0.7 Mya – 253.8 ± 0.7 Mya]
- Makabewan (New Zealand) [253.8 – 251.0 ± 0.4 Mya]
- Ochoan (North American) [260.4 ± 0.7 Mya – 251.0 ± 0.4 Mya]
- Guadalupian epoch [272.95 ± 0.11 – 259.1 ± 0.5 Mya]
-
- Capitanian stage [265.1 ± 0.4 – 259.1 ± 0.5 Mya]
- Wordian stage [268.8 ± 0.5 – 265.1 ± 0.4 Mya]
- Roadian stage [272.95 ± 0.11 – 268.8 ± 0.5 Mya]
- Others:
- Kazanian or Maokovian (European) [270.6 ± 0.7 – 260.4 ± 0.7 Mya][6]
- Braxtonian stage (New Zealand) [270.6 ± 0.7 – 260.4 ± 0.7 Mya]
- Cisuralian epoch [298.9 ± 0.15 – 272.95 ± 0.11 Mya]
-
- Kungurian stage [283.5 ± 0.6 – 272.95 ± 0.11 Mya]
- Artinskian stage [290.1 ± 0.26 – 283.5 ± 0.7 Mya]
- Sakmarian stage [293.52 ± 0.17 – 290.1 ± 0.26 Mya]
- Asselian stage [298.9 ± 0.15 – 293.52 ± 0.17 Mya]
- Others:
- Telfordian (New Zealand) [289 – 278]
- Mangapirian (New Zealand) [278 – 270.6]
海洋
二疊紀的總體海平面偏低, 也因為幾乎所有主要陸地都聚集在一個盤古大陸上而造成近岸環境大幅縮減的情況. 這可能導致了許多海洋生物所偏好的淺海區域嚴重減少，從而引發了海洋物種在二疊紀末期的廣泛滅絕。
古地理學
在二疊紀期間，地球上所有的主要陸地都被聚集到一個被稱為 "泛大陸"的單一超級大陸上。 盤古大陸橫跨赤道，並向兩極延伸，對單一大洋（"泛大洋"，即 "萬國海"）共存在於亞洲和岡瓦納之間的大洋，和古特提斯洋的洋流產生了相應的影響。 而辛梅里亞大陸此時正從岡瓦納分裂開，向北漂移到勞亞西亞，致使古特提斯洋萎縮。一片新的海洋在南端開始擴張，特提斯洋，而這片海域將統治中生代的大部分時間。
大陸陸地內部此時經歷了冷熱溫度變化極大的氣候("大陸型氣候")和具有季節性豪大雨氣候的季風型條件。 在潘吉亞大陸上沙漠普遍的跡象。 在這樣的乾燥條件有利於裸子植物（種子被包裹在保護層中的植物），而不是像蕨類植物等在較潮濕的環境中散播孢子的植物。 第一批現代樹木(松柏、銀杏和青岡樹)等也在二疊紀出現。
有三個一般地區因其廣泛的二疊紀礦床而特別著名--烏拉爾山（彼爾姆本身所在的地方）、中國和北美西南部，包括德州紅床。位於美國德州和新墨西哥州的二疊紀盆地之所以如此命名，是因為它擁有世界上最厚的二疊紀岩石沉積。
氣候
二疊紀的氣候相當多變。。在二疊紀開始時，地球仍處於石炭紀過後的冰河期。 二疊紀中期前後，隨著氣候的逐漸變暖，冰川消退，使得陸地開始乾燥。 在二疊紀晚期，儘管溫度在暖和冷週期之間循環，但枯燥仍依舊
生命
海洋生物群
二疊紀海洋沉積物中含有豐富的軟體動物、棘皮動物和腕足類動物化石 而臂足類動物在二疊紀同時將達到生物多樣性的頂點。 兩種無脊椎動物的貝殼化石被廣泛用於識別二疊紀地層，並將其與不同地點的貝殼化石聯繫起來：一種是有孔蟲類的貝殼變形蟲類原生動物，另一種是現代鸚鵡螺的遠親--貝殼頭足類。 到了二疊紀末期，三葉蟲和其他許多海洋類群相近滅絕了。在二疊紀期間，牙形石將經歷其它們整個歷史上最低的變化。
陸地生物群
二疊紀的陸地生物包括各種植物、真菌、節肢動物和各種類型的四足動物。該時期看到了盤古大陸的內部覆蓋了大量的沙漠。 暖溫帶在北半球蔓延，而出現了大面積的乾涸沙漠。 當時形成的岩石被氧化鐵染成紅色，這是太陽對沒有植被覆蓋的地表強烈加熱的結果。一些較古老的植物和動物類型消失或成為在少量元素。
二疊紀開始時，石炭紀的植物群還很繁盛。大約在二疊紀中期，植被開始發生重大轉變。由於石炭紀雨林的崩塌，石炭紀中嗜好沼澤的狼尾草樹，如鱗木和封印木，在大陸內部逐漸被更高級的種子蕨類植物和松柏門所取代。在二疊紀末期，只有在後來成為華南地區的古特提斯洋上的一系列赤道島嶼上，才有讓人聯想到石炭紀植物群的狼尾草和馬尾草沼澤。
二疊紀見證了許多重要針葉樹群的光芒，包括許多現今家族的祖先。 許多地區都有豐富的森林，植物種類繁多。 南部大陸出現了大面積的舌羊齒屬植物群的種子蕨類林。在那個當時的氧氣含量可能很高。銀杏和蘇鐵也在這一時期出現。
昆蟲
從石炭紀的賓夕法尼亞亞紀一直到二疊紀，最成功的昆蟲是蟑螂的原始近親屬。 6條敏捷的腿、4個發達的折翅、一雙視力良好的眼睛、長而發達的觸角（嗅覺）、雜食性的消化系統、儲存精子的容器、可以支撐和保護的甲殼素外骨骼，以及形式的肫和高效的口部，使它比其他草食性動物具有強大的優勢。在二疊紀開始時，大約90%的昆蟲是蟑螂類昆蟲（"原蟑螂"）。
原古體型的蜻蜓(蜻蜓目)是主要的空中捕食者，可能也是捕食陸地昆蟲的佼佼者。最古老的有翅昆蟲化石蜻蜓的原型，,所有蜻蜓都是半水生昆蟲(水生未成熟階段和陸生成蟲)，就像所有現代的蜻蜓也是如此。 它們的原生種是最古老的有翼化石，[27] 可追溯到泥盆紀，在幾個方面與其他昆蟲的翅膀不同。 化石證明，甚至到石炭紀晚期，它們也可能具備了許多現代蜻蜓的特性，而且也可能捕捉小型脊椎動物，其中翼展為71厘米(28英寸).[7] 其他幾個昆蟲類群在二疊紀出現或繁榮，包括鞘翅目(甲蟲)、半翅目(真蟲)和直翅目。
四足動物
二疊紀的陸生化石記錄零星，並且時間上是不連貫的。早期二疊世的記錄以赤道歐洲和北美為主, 而中、晚二疊世的記錄則以南非溫帶卡魯超群沉積物和歐洲俄羅斯的烏拉爾地區為主。 北美和歐洲的早二疊世陸生動物群以包括草食性的基龍類、肉食性的楔齒龍類、闊齒龍類和兩棲類的盤龍目動物為主，被稱為"奧爾森滅絕"的滅絕事件中被認為只是發生在早中二疊世的過渡時期，最顯著的影響是莫過於兩棲類群的減少。 南非和俄羅斯的中二疊紀動物群以原始的獸孔目為主，其中多樣化的恐頭獸亞目最為活躍。恐頭獸亞目在中二疊世末期，卡皮坦亞大滅絕事件中滅絕。二疊紀晚期的動物群以先進的獸孔目主導，如掠食性的麗齒獸和草食性的二齒獸，同期還有大型的草食性的鋸齒龍。 而在二疊紀末期，出現了第一隻主龍形類，這個群體在接下來的時代誕育為偽鱷類、恐龍類和翼龍類。.在二疊紀末期還出現了第一批犬齒獸，牠們將在三疊紀演化成哺乳動物。 另一個恐頭獸亞目群組--獸頭亞目類動物(如狼鱷獸)，也在二疊中世出現。 在當時沒有飛行類脊椎動物(雖然在晚二疊世出現了一個被稱為滑行新雙弓類的滑翔爬行動物家族)。
合弓綱(包括後來的哺乳動物)在這一時期蓬勃發展，種類繁多。 二疊紀的同足類包括一些大型成員，如異齒龍。突觸動物的特殊適應性使它們能夠在二疊紀較乾燥的氣候中繁衍生息，並逐漸成為脊椎動物的主宰。
二疊紀的干羊齒目包括離椎螈目、殼椎亞綱和似兩棲爬蟲類。
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基龍 和 離片椎類兩棲動物 – 二疊紀早期, 北美與歐洲 -
異齒龍 和 兩棲性離片椎目動物 – 二疊紀早期, 北美洲 -
赭石動物群, 冠鱷獸 和 始巨鱷 – 二疊紀中期, 烏拉爾地區 -
巨型獸 and 烏勒米龍獸 – 烏拉爾地區 -
I狼蜥獸 and 盾甲龍 – 二疊紀晚期, 北歐俄羅斯 (北德維納)
二疊 - 三疊紀滅絕事件
二疊紀結束時，發生了古生物學中記錄的最大規模的生物集體滅絕事件：二疊紀 - 三疊紀滅絕事件。 90-95%的海洋物種滅絕，以及70%的陸地生物滅絕。 這也是已知的唯一一次昆蟲的大規模滅絕事件。 而生命在進入到三疊紀之後才會從這場浩劫中復甦過來；在陸地上，生態系統則需要3000萬年才能恢復。 至從寒武紀一直以來盛極一時的三葉蟲，最後在二疊紀結束前滅絕了。 頭足類的一個亞類--鸚鵡螺，竟然在這次事件中倖存下來。
有證據表明，岩漿以洪流玄武岩的形式，在現在被稱為西伯利亞暗色岩的地方，向地球表面傾瀉了數千年，造成了導致大規模滅絕的環境壓力。 沿海棲息地的減少和乾旱的高度增加可能也是原因之一。 根據這一時期估計產生的熔岩量，最壞的情況是火山噴發釋放的二氧化碳足以使世界氣溫上升5攝氏度。
另一種假說涉及硫化氫氣體的海洋排放。 部分深海會周期性地失去所有的溶解氧，讓細菌在沒有氧氣之下也得以繁衍，進而產生硫化氫氣體。 如果在缺氧區積累了足夠的硫化氫，氣體就會上升到大氣中。
大氣中的氧化性氣體會破壞有毒氣體，但硫化氫很快就會消耗掉大氣中的所有可用氣體。 硫化氫的含量可能在幾百年內急劇增加。 這種模式下的事件表明，這種氣體會破壞高層大氣中的臭氧，使紫外線輻射能夠殺死在有毒氣體中生存的物種。 有一些物種可以代謝硫化氫。
另一種假說建立在洪水玄武岩噴發的理論上。 在溫度上升5攝氏度並不足以解釋95%的生命死亡。 但是，這種變暖可能會緩慢地提高海洋溫度，直到海岸線附近的海底冰凍的甲烷水合物融化，將足夠的甲烷（最強的溫室氣體之一）排放到大氣中，使得全球溫度再提高5攝氏度。 冰凍甲烷假說有助於解釋在二疊紀-三疊紀邊界層中間發現的碳-12含量增加。 這也有助於解釋了為什麼該層滅絕的第一階段會是以陸地為基礎的，第二階段以海洋為基礎的(而且是在C-12含量增加之後開始的)，而第三階段又是以陸地為基礎的。
一個更具猜測性的假設是，附近一顆超新星的強烈輻射是滅絕的原因。[8]
有人推測，南極洲直徑約500公里的巨大隕石撞擊坑（威爾克斯地隕石坑）代表了一次可能與大滅絕有關的撞擊事件該隕石坑位於南極洲威爾克斯東部冰下1.6公里深處。 科學家推測，這次撞擊可能造成了二疊紀-三疊紀的大滅絕事件，儘管其年齡只括在1億年至5億年前。 他們還推測，它可能在某種程度上促成了澳大利亞與南極大陸的分離，而這兩個大陸都是屬於岡瓦納大陸的一部分。 其中在二疊紀-三疊紀層中發現銥和石英的斷裂水平並沒有接近白堊紀 - 古生界層的水平。 鑑於在前者期間滅絕的物種和個體生物的比例要大得多，因此人們對於隕石撞擊形成後者的意義產生了懷疑。 而這個理論受到更進一步的質疑，根據格陵蘭島的化石表示，這些化石顯示了滅絕是循序漸進的，前後大約持續了八萬年，並有三個不同的階段。[9]
許多科學家認為，二疊紀-三疊紀的滅絕事件是由上述某些部分或全部假說亦或是其他因素所共同造成的；盤古大陸的形成減少了沿海棲息地的數量，可能導致了許多演化支的滅絕。
參考文獻
- ^ Davydov, Vladimir; Glenister, Brian; Spinosa, Claude; Ritter, Scott; Chernykh, V.; Wardlaw, B.; Snyder, W. Proposal of Aidaralash as Global Stratotype Section and Point (GSSP) for base of the Permian System (PDF). Episodes. March 1998, 21: 11–18 [7 December 2020]. doi:10.18814/epiiugs/1998/v21i1/003.
- ^ Hongfu, Yin; Kexin, Zhang; Jinnan, Tong; Zunyi, Yang; Shunbao, Wu. The Global Stratotype Section and Point (GSSP) of the Permian-Triassic Boundary (PDF). Episodes. June 2001, 24 (2): 102–114 [8 December 2020]. doi:10.18814/epiiugs/2001/v24i2/004.
- ^ Haq, B. U.; Schutter, SR. A Chronology of Paleozoic Sea-Level Changes. Science. 2008, 322 (5898): 64–68. Bibcode:2008Sci...322...64H. PMID 18832639. S2CID 206514545. doi:10.1126/science.1161648.
- ^ Permian. Dictionary.com Unabridged. Random House.
- ^ International Stratigraphic Chart v2018/08 (PDF). International Commission on Stratigraphy. [28 March 2018].
- ^ GeoWhen Database - Kazanian. www.stratigraphy.org.
- ^ Matsuda R (1970) Morphology and evolution of the insect thorax. Mem. Ent. Soc. Can. 76; 1-431.
- ^ Ellis, J. Could a nearby supernova explosion have caused a mass extinction?. Proceedings of the National Academy of Sciences. January 1995, 92 (1): 235–8. Bibcode:1995PNAS...92..235E. PMC 42852
. PMID 11607506. arXiv:hep-ph/9303206 . doi:10.1073/pnas.92.1.235.
- ^ Shen S.-Z.; et al. Calibrating the End-Permian Mass Extinction. Science. 2011, 334 (6061): 1367–72. Bibcode:2011Sci...334.1367S. PMID 22096103. S2CID 970244. doi:10.1126/science.1213454.
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