地球的起源和演化過程

2019-03-26 09:43:21

地球的起源和演化過程

(一)

只要打開任何一本世界地圖,我們就可以看到在地球上存在各種各樣的自然地理環境:一望無際波濤洶湧的海洋和白雪皚皚的崇山峻岭,炎熱多雨的赤道森林和飛砂走石的戈壁沙漠,河網交錯的千里沃野和千里冰封的凍土苔原等。同時,我們還知道地球上存在著能適應各種自然地理環境的千差萬別的動、植物群落。現代地球上如此豐富多彩的自然地理現象和生物群落難道是自古以來就存在的嗎?不是。根據地質學的研究,可以證明在過去的“地質時代”中,地球上的自然地理現象和生物群落與現在完全不同。並且證明現在地球上的自然地理現象和生物群落是地球上的無機界和有機界長期發展演變的結果,是在最近的地質時代中才最後形成的。只不過地球的發展演變速度很慢,不象社會現象那樣迅速明顯和令人注意罷了。

一般認為,地球自形成以來,已經有四十五億年左右的年齡。但有較完整的地質歷史記錄的年齡僅有二十七億年。在這以前的情況,目前還只能看作是地球的史前階段。地質學中在研究地球的歷史時,仿用了人類歷史研究中劃分朝代的方法,把全部地球歷史分為五個“代”(從老到新為:太古代、元古代、古生代、中生代和新生代)。有的代還可以進一步劃分為“紀”(如古生代從老到新可分為:寒武紀、奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀和二迭紀。中生代可分為:三迭紀、侏羅紀和白堊紀。新生代則分為第三紀和第四紀)。應當說明,各個代、紀的時間長短是不一樣的,一般是越老的代、紀時間越長,越新的時間越短。

(二)

太古代和元古代是地球歷史上已知的最古老的發展階段。太古代長達九億年,元古代長達十二億年,兩者合計為二十一億年,占已知地球歷史的四分之三以上。但由於時代上距離現在過於遙遠,人們對地質研究的程度很不夠,所以,我們對這兩個階段中地球歷史的了解仍然是相當貧乏的,只能對當時的一般情況作輪廓性的說明。可以肯定地說,從太古代起地球的表面上已經形成了岩石圈、水圈和大氣圈,但它們的性質和規模和現在有明顯的不同。當時的岩石圈(地殼)厚度還不大,也遠沒有象現在那樣複雜和堅固,當時海水中所含的鹽類比現在要低,空氣中的二氧化碳含量比現在要高。當時地殼上還沒有廣闊的大陸,到處都是深淺多變的海洋,只有若干規模不大的島嶼突出在海面之上。從太古代晚期起,海洋里已經有低等的生物類型出現。從元古代起,海洋中已經有低等的藻類植物大量繁盛。在元古代晚期,地球上的個別地區也發現有少量的海綿骨針、水母、原始的腕足類等低等動物。這說明,當時一般還沒有出現具有堅硬外殼的動物,所以很難保存下明確的生物遺體(化石)。太古代和元古代時,地殼的穩固性還比較弱,當時地殼的升降比較頻繁,到處都有強烈的海底火山噴發和地震,地球內部灼熱的岩漿(即熔融的岩石)往往大量地噴出於海底之上或侵入於地殼之中。有時還伴隨有強烈的擠壓作用,把地殼擠得更為緊密。地質學上把這些現象都稱為地殼運動。凡是地殼運動進行得劇烈的地區,一般認為是地殼不夠穩固所導致。在漫長的太古代和元古代中,上述各種地殼運動反覆地進行著,由於擠壓作用和大量岩漿的侵入,逐漸使原有的地殼加厚加固起來。終於到元古代的晚期,地殼上出現若干大片相對穩固的地區,地球的發展歷史也就進入了一個新的時期。

(三)

古生代是地球發展歷史中第二個重要的階段。古生代本身長達四億年,又可分為早古生代(寒武紀、奧陶紀和志留紀)和晚古生代(泥盆紀、石炭紀和二迭紀)兩個階段。早古生代地殼上(一般僅指現在的大陸部分)海洋仍占有主要的地位,當時已出現了比較穩定的廣大的淺海環境。在這種有利的環境中,動物界的演化有了明顯的進展。最突出的是出現了大量具有堅硬外殼的海生無脊椎動物。所以早古生代也可以稱為海生無脊椎動物的時代。在地殼上的另外一些地區,地殼的穩固性仍然較弱,仍然繼續有岩漿噴發、侵入和地殼的擠壓作用發生,終於在早古生代末期,這些地區也轉化為相對穩固的地區,並導致地殼上陸地面積的增廣。

晚古生代最突出的特徵是地殼上陸地面積的增大和生物界大規模向陸地進軍。泥盆紀時隨著陸地面積的增大,陸地上的河流中已經有大量原始魚類繁盛。同時在湖、海邊緣的近水地帶,也已經有大量原始的陸生植物(裸蕨、原始的節蕨、石松、真蕨)繁盛,有時甚至能形成小規模的森林。所以泥盆紀也可以稱為魚類的時代或裸蕨類的時代。但當時的陸生植物或則生活在水中或則生活在水邊,還不能真正適應廣大的大陸環境。石炭紀和二迭紀時,隨著地殼運動的發展,有更多地區逐漸脫離了海洋環境,轉化為濱海和平原的沼澤環境,最後進一步轉化為廣闊的內陸河湖盆地。當時地球上許多地區都出現過溫暖或炎熱的潮濕氣候環境,例如現在歐亞大陸上的中西歐地區、俄羅斯平原南部,向東到我國華北、華南一帶,當時都處在炎熱潮濕的氣候環境中,只要出現適宜的濱海或平原沼澤環境,植物界中新興的石松類和蕨類等就能得到最充分的發展,形成巨大的喬木(石松類中的鱗木高近三十米左右)和濃密的沼澤森林。這些巨大的森林由於地殼下降而被泥砂埋藏起來,但新的森林又繼續成長,這樣往復循環的結果,就形成了多層煤層,成為人類現代重要的動力資源。動物界中最突出的進展是在泥盆紀後期完成了由魚類到兩棲類的進化過程,在石炭紀和二迭紀時,兩棲類有了迅速的發展。所以石炭紀和二迭紀也可以稱為兩棲類的時代和蕨類的時代。到二迭紀晚期,隨著地殼上的陸地面積的繼續增廣和地勢分異的加劇,地球上氣候帶的分布狀況也發生了顯著的改變。最突出的是乾燥氣候帶的擴大和潮濕氣候帶的縮小。仍以歐亞大陸為例,過去生長有濃密沼澤森林的廣大地區已經演變為乾旱的內陸河湖盆地。在這種環境下,兩棲類由於要適應離水較遠的生活條件,已經完成了向原始爬行類的進化過程。在乾旱氣候條件下,無論是內陸湖盆或瀉湖海灣中,水分都迅速蒸發,原來溶解在海水或湖水中的鹽類物質就會沉澱下來,形成石膏(內陸湖盆中)、食鹽甚至鉀鹽礦層(瀉湖海灣中)。到晚古生代的末期,地殼的厚度和複雜程度有了進一步的提高,陸地面積大為擴大,現在北半球上的歐亞大陸和北美大陸的雛形已經基本形成。至於南半球上的巴西、非洲大部、印度半島和澳洲中西部等地區,早在古生代之初就已經呈現大陸狀態。在整個古生代中,除了在石炭紀和二迭紀時普遍出現過巨大的冰川現象以外,一般尚無突出的變化。

(四)

中生代和新生代是地球發展的第三個重要階段。中生代長約一億五千萬年,新生代的時間更短,只有七千萬年。由於古生代末期地殼上的古地理、古氣候環境發生過顯著的變化,古生代中曾經興盛一時的各種生物門類都遭到了嚴峻的考驗,有的門類由於不能適應迅速變化的環境,終於遭到絕滅。有的門類卻表現出對新的環境的高度適應能力,在中生代中得到了空前的繁盛。植物界中最突出的變化是以蘇鐵、銀杏和松柏類為代表的裸子植物代替了晚古生代中蕨類的地位。動物界中最突出的變化是爬行動物中恐龍類的極度發展。所以中生代也可以稱為恐龍的時代或裸子植物的時代。恐龍類是一種已經絕滅了的巨大的爬行動物,根據在岩石里找到的骨胳化石研究結果,已知最大的恐龍身長可達二十六米,體重估計可達五十噸,可以想像出中生代的恐龍類是何等樣的龐然大物了。恐龍類不僅能適應陸地上的生活,而且能重新回到海洋中適應水生生活(如魚龍),或則能適應空中滑翔生活(如飛龍)。同時在侏羅紀時已出現爬行類和鳥類之間的過渡類型――始祖鳥。應當指出,中生代時原始的哺乳類也已經出現,但個體很小,數量也很少,比起當時占統治地位的爬行類來說只占無足輕重的地位。中生代時陸地面積大為增加,地勢高差也有明顯的增大,歐亞大陸上除西歐、東歐和西西伯利亞等地區尚有較大規模的海洋環境以外,其餘均呈大陸狀態。中亞及我國西北地區當時存在一系列巨大的山間盆地。亞洲大陸東岸及美洲西岸地區,當時的海陸環境變化比較複雜,但一般仍以大陸環境為主;這個地帶就是地質上有名的“環太平洋帶”。環太平洋帶在中生代時有強烈的地殼運動發生,有大規模的陸上火山噴發和地震,大量灼熱的岩漿侵入地殼,也有大規模的地殼斷裂和擠壓現象。我國東部地區許多重要的有色金屬和稀有金屬礦床都與當時的地殼運動有關。伴隨上述地殼運動發生的過程中我國東部地區先後形成一系列東北西南向的內陸山間盆地。無論是西北還是東部地區的內陸河湖盆地,在中生代中由於有過大量動植物的繁盛,所以往往是石油和煤的良好形成場所。到中生代末期,地球上又經歷了一次地理和氣候環境的大變革,這次大變革促使身軀龐大的冷血動物――恐龍類全部絕滅,而哺乳類卻經得起這場嚴峻的考驗,就為它在新生代中的大發展奠定了基礎。

新生代時地球上的自然地理環境和生物界總面貌已經和現代基本相似。植物界以被子植物的大發展為特徵,動物界以哺乳類的空前繁盛為標誌。所以新生代也可稱為哺乳類的時代或被子植物的時代。至於人類的出現,一般認為是在第四紀,即僅有一百萬年左右的歷史。新生代時從歐洲阿爾卑斯山往東到亞洲喜馬拉雅山一帶,是當時地球上地殼運動最為強烈的地帶。應當說明,這一地帶從古生代以來一直是處於海洋狀態(地質學上稱為古地中海),但在第三紀中期由於地殼運動而升出海面,至今仍在不斷上升,所以形成了現代地殼上最為雄偉高峻的山脈。伴隨古地中海轉化為高峻山脈的同時,中亞廣大地區的地勢也進一步發生了分異,許多從中生代起已經形成的內陸盆地在新生代中得到了進一步發展,盆地周圍的山脈也變得更為高峻,形成了現代巨大山系與巨大內陸山間盆地相間列的自然地理環境。我國東部地區從中生代晚期以來形成的一系列東北西南向的巨大盆地,在新生代中也得到進一步的發展,形成了現代沃野千里的富饒平原。

我們概略地回顧了地球的發展歷史以後,可以認識到,地球和其它事物一樣,也始終處在不斷發展和階段發展的過程中。毛主席教導我們要用辯證唯物主義的觀點去看待一切事物,並指出“整個地球及地球各部分的地理和氣候也是變化著的,但以它們的變化和社會的變化相比較,則顯得很微小,前者是以若干萬年為單位而顯現其變化的,後者則在幾千年、幾百年、幾十年、甚至幾年或幾個月(在革命時期)內就顯現其變化了”(《矛盾論》)。如果我們能對地球的發展歷史有些概括的了解,必然有助於更深入地理解毛主席這段話的意思,從而能更深刻地領會毛主席的辯證法的宇宙觀。

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