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大灭绝时期发生了大规模的火山爆发,尤其是在西伯利亚地区,这就减少了太阳光的输入。一些证据表明,臭氧层也可能发生了瓦解,也许这是由西伯利亚火山喷射的物质导致的化学反应引起的。2.5亿年前的生物灭绝之后出现了一段空白期,一些生物迅速恢复,比如小型爬行动物进化成大型生物——恐龙,这些大型的陆地生物曾遍布地球各个角落,在接下来的1.5亿年间一直统治着地球,直到后来的另一场大灭绝使得绝大部分恐龙销声匿迹。
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恐龙是如何遍布全球各地的呢?毕竟只有少数几种恐龙会游泳。原因也很简单——大约3亿年前,所有的陆地重新拼合在一起,形成了名为“泛大陆”(Pangaea)的超大陆。它涵括了地球上所有的陆地,且有3/4的面积位于南半球上。约1.75亿年前,这块超大陆再次开始分裂,由此产生了大西洋。(如果你想观看泛大陆的形成和分裂过程,你可以谷歌搜索“泛大陆动画片”。)
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在我们继续讲述恐龙如何灭绝之前,我们需要注意一下生物体移居到陆地的另一个更为重要的结果:陆地上的生命创造了火。植物移居到陆地之前,陆地上还没有火的存在,这是因为没有可燃烧的东西。岩石只会发热和融化,却不会燃烧起来。
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能证明火是什么时候开始存在的证据是木炭化石,又叫“丝炭”,可追溯至4.1亿年前。那时,大气中约有13%的氧气,氧元素可以吸收碳元素中的电子,引发燃烧。森林的发展速度很快,在6000万年的时间里,氧含量便骤增到3.5亿年前的30%—35%。
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由于陆地植物会自发燃烧,大气中的氧含量便不会继续升高。闪电会点燃森林、干燥的植物等,使得氧气含量保持在一定水平。碳输入到大气中,造成大气中的氧含量减少——这就是地球进行自我调节的完美实例。
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碳也可以通过其他方式回到大气中。细菌和真菌进化出一种能力,可以分解死亡树木的木质部分。在煤炭形成时期,生物还不能分解树木的木质部分。因此,这些树木转变形成了煤炭化石。这种方法将碳储存在地下,而不是释放到空气中。当细菌和真菌可以分解木头后,煤炭的形成便终止了。如今,人类开采煤炭,等于快速地将埋藏的碳释放到空气中。
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我们这种哺乳动物
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当恐龙仍然存在时,第一种小型哺乳动物便诞生了。它们身体温热,体表覆有绒毛,它们便是有毛皮的“温血动物”。“温血”意为身体温度恒定。温血是新陈代谢(细胞内将食物转换成能量的化学过程)速率更高的结果。新陈代谢速率的提高也提供了更高水平的能量,能够适应范围更广的气候。哺乳动物和鸟类都是温血动物。
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第一种哺乳动物出现于约2亿年前。它们从爬行动物的近亲进化成后来变成恐龙的一种生物。较早的原始哺乳动物是温血动物,体表覆有毛皮,但仍然依靠产卵进行繁殖。鸭嘴兽便是它们的后代。
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最终,出现了可以让后代在其体内存活足够长时间、生下幼体而不再以卵的形式进行孵化繁殖的哺乳动物。像我们人类这样,母体和胎儿之间有胎盘连接的,又叫作“胎盘类哺乳动物”。最早的此类生物的化石在北京附近发现,其历史可追溯至1.25亿年前。在恐龙生活的时期,胎生哺乳动物体积仍旧较小,就像老鼠一般大小,夜晚时分在陆地上来回奔走,那时候,恐龙几乎无法看到这些小型生物,也就无法吃掉它们。
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当胎盘类哺乳动物开始进化时,它们的后代会舔舐母体多毛的腹部分泌的汗液。随着时间的推移,这些汗液逐渐变成了甘甜、富含脂肪的乳汁。母体的大脑逐渐进化出足够的能力,知道爱护自己幼小无助的后代,长期照顾它们。
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6600万年前的世界已经变成了大家熟悉的美丽的地方。泛大陆已经分裂,形成了大家熟悉的大陆。植物也进化出花朵。蜜蜂嗡嗡地飞来飞去。各种体积和种类的恐龙在每块陆地上都繁衍起来,它们其中的一个分支进化成鸟类。小型哺乳动物仍在夜间四处奔走。这幅画面会让学习过这些知识的人类小孩产生共鸣。
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6600万年前的一天——根据你看问题的视角,既可以说是地球历史上最糟的一天,也可以说是最好的一天——一颗直径约为10千米(6英里)的小行星猛烈地撞上了地球。地球仅在该小行星的轨道上运行了几分钟,这颗小行星便撞上了地球,撞击点位于如今的墨西哥尤卡坦半岛边缘。第5次大灭绝就这样开始了。
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这颗小行星的撞击造成了一个直径为180千米(112英里)的陨石坑,还引发了朝向各个方向的大海啸。它还激起了粉末状的尘土和岩石碎块,飞入高空,形成了黑云一般的尘土,环绕着整个地球,几乎完全挡住了阳光。许多植物都死了。小行星的撞击很可能还导致了火山大规模爆发,由此使得大气中的灰尘和二氧化碳含量增加,进而导致全球变暖和海洋酸化。
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除了变成鸟类的那一支恐龙族系以外,所有的恐龙都死亡了。70%的物种灭绝了。某些小型的毛茸茸的哺乳动物还能存活下来可谓是一个奇迹,也许是因为它们中的一小部分蛰居在了地下。
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没人知道这场生物灭绝进行得多么迅速。撞击发生后,有些物种可能是在几天或几周内死亡的,另有一些物种可能在接下来的多年内死亡——100年?或是1000年?10万年?
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我们之所以对这场生物灭绝了解甚多,多亏地质学家发现了小行星的线索,并找到了撞击坑的位置。而这些工作在35年前刚刚做完,即1980年至1990年间。
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小行星撞击是人类历史中的重要事件。它使得捕食哺乳动物的恐龙灭绝了,给我们体型较小的毛茸茸的祖先提供了先前被恐龙占据的空间。在500万年的时间里,有些小型哺乳动物就学会了爬树寻找水果,它们进化成了猴子这一支。在2000万年的时间里,鲸、蝙蝠、马、大象的祖先以及猫和狗共同的祖先都进化产生了。
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大型小行星的撞击是一种随机事件。地球处于其运行轨道上仅仅几分钟时间而已,并没有预先准备要迎向这个大石块或大冰块,这就是科学家所说的“偶发事件”。如果没有发生小行星撞击事件,地球上就不会有人类存在,科学家均认同这一点。
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这次小行星撞击1000万年后,约在5600万年前,地球还经历了一次小型灭绝事件。全球温度上升了约10摄氏度,平均温度达到了28摄氏度(82华氏度)。之后的1000年之内,数以千计的物种都消失了。
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沃尔特·阿尔瓦雷茨
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末日陨石坑的发现者
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阿尔瓦雷茨是一位西班牙裔地质学家,以发现恐龙灭绝的原因而广为人知。
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