地球已有46亿岁了,她曾经历过哪些风雨?
我们知道地球有46亿年的历史,而人类只是250万岁的“孩子”。在人类出现之前的日子里,地球经历了哪些风暴?
全球输气
27亿年前,当时的地球还是个脾气暴躁的年轻人。火山爆发、频繁的地震、频繁的“火联”事件(陨石撞击)让他显得“活泼”。没有人进入。”此时,大气的成分与其他行星没有什么不同,以水、二氧化碳、氮气、甲烷等为主,根本没有氧气,所以只有一个地球上的生命很少,几乎都是厌氧原核生物。
但很快,一个生物的出现改变了这个局面,地球大气的成分发生了变化,氧气含量开始增加。此后约 3 亿年,氧含量从约 0.02% 增加到约 1% 到 2%。从此,地球开始变得独一无二:各种动植物开始出现,成为生命的乐园。
改变世界的生物是蓝藻。
在当时的地球上,光合作用所需的原料,如阳光、水和二氧化碳等,占当时空气的大部分,取之不尽,用之不竭。因此,第一种可以进行光合作用。蓝藻的生物们能够大显身手。然而,这个改变世界的过程并不顺利。光合作用出现后的很长一段时间里,大气中都没有氧气。因为,在远古海洋中,还有一种蓝绿藻类的竞争者,那就是产甲烷菌。产甲烷菌进行呼吸作用并持续产生甲烷。当甲烷遇到蓝藻产生的氧气时,会发生反应生成二氧化碳。氧气没有机会离开海洋进入大气。即使有一小部分氧气从海洋中逸出,也很快被岩石中的铁和大气中的氢等元素吸收,并没有发挥主要作用。
即使一直处于劣势,蓝藻也没有放弃与产甲烷菌的竞争。 3亿年后,命运的天平终于开始向蓝藻倾斜。随着时间的推移,地球的“脾气”逐渐缓和,地壳运动趋于平缓,火山活动减少,火山喷发时释放的大量镍也开始减少。镍是产甲烷菌生存的必需元素。一旦镍不足,产甲烷菌就会因代谢失衡而死亡,因此产甲烷菌的数量开始急剧下降。产甲烷菌数量的减少使蓝藻有机会生长和发育。甲烷产量的减少也减少了与之反应的氧气量,越来越多的氧气可以从海洋中逸出到大气中。
甲烷的减少进一步削弱了地球的温室效应,气温降低,暴雨频繁。岩石表面的氧化铁和氧化磷被雨水冲走,进入海洋。海水的富营养化进一步促进了蓝藻的繁殖和生长。蓝藻的数量首次抑制了产甲烷菌。氧气越来越多。
当然,在击败产甲烷菌后,许多其他生物靠吸入氧气和呼出二氧化碳来生存。再加上地球时不时地“淬炼”,氧气的增加并不是一条直线。但无论如何,蓝藻曾经自己改变了地球的大气层。
地球变成冰淇淋球
600 到 7 亿年前,地球两次变成了一个大“雪球”。当时,整个地球都被冰雪覆盖,平均气温下降到-50°C。全球海洋受极端天气影响,完全冻结,冰盖厚度可达数千米。这种状态已经持续了数千万年。
地球为什么会结冰?科学家们还没有一个统一的答案,但最广为人知的理论认为,二氧化碳的大量减少是地球变冷的主要原因。
大约 9 亿年前,地球上只有一个超大陆——罗迪尼亚。后来,罗迪尼亚大陆解体成大量分散的小板块,这些板块的出现大大增加了地球上浅海的面积。浅海是藻类生物的发源地和聚集地,因此浅海面积的扩大大大增加了藻类的数量,大量的二氧化碳被藻类的光合作用消耗掉。
7.5亿年前,解体的罗迪尼亚大陆重新汇合形成冈瓦纳超大陆,板块碰撞处大量山脉隆起。造山运动使地势迅速上升,增加了地表岩石受风化作用的面积,岩石在风化过程中也消耗了大量的二氧化碳。在这个不断消耗二氧化碳的过程中,大气中二氧化碳的含量迅速下降,结果是气温骤降。
在几千年看不到天空的冰雪雪原中,以光合作用为基础的生物大量灭绝,只有少数生活在火山附近和赤道附近浅水区的植物幸存下来。生物徘徊在这些极远的点状区域,独立进化,生殖隔离慢慢出现,无法与基因交流。该地区的近亲繁殖增加了生物的突变,降低了生命力。
然而,旧的不会走,新的不会来。地球冻结期间积累的物质和能量孕育了更多的新生命。在滚雪球时期,冰川不断地磨蚀和侵蚀岩石,大量的岩屑会随冰川水流入大海。这些富含氮和磷的岩石碎片是藻类最喜欢的食物,为藻类的复兴奠定了基础。藻类作为生产者的繁荣无疑会导致整个生态系统的大爆发。此外,由于滚雪球期,许多生物已经灭绝,新的生态位被腾出,人均生存空间和养分增加。在各种因素的作用下,滚雪球期过后,生物多样性迅速恢复。
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