用户:Marcodeslivapolo/二叠纪
| Permian | |
|---|---|
| 地质年代 | |
二叠纪主要分界 -300 — – -295 — – -290 — – -285 — – -280 — – -275 — – -270 — – -265 — – -260 — – -255 — – -250 — 二叠纪时间表 直轴：百万年前 | |
| 词源 | |
| 名称是否正式 | Formal |
| 具体信息 | |
| 天体 | 地球 |
| 适用区域 | Global (ICS) |
| 适用时标 | ICS Time Scale |
| 定义 | |
| 地质年代单位 | 纪 |
| 年代地层单位 | 系 |
| 名称是否正式 | Formal |
| 下边界定义 | FAD of the Conodont Streptognathodus isolatus within the morphotype Streptognathodus wabaunsensis chronocline. |
| 下边界GSSP位置 | Aidaralash, Ural Mountains, Kazakhstan 50°14′45″N 57°53′29″E / 50.2458°N 57.8914°E |
| GSSP批准时间 | 1996[1] |
| 上边界定义 | FAD of the Conodont Hindeodus parvus. |
| 上边界GSSP位置 | Meishan, Zhejiang, China 31°04′47″N 119°42′21″E / 31.0798°N 119.7058°E |
| GSSP批准时间 | 2001[2] |
| 大气层和气候数据 | |
| 大气层平均O 2含量 | c. 23 vol % (115 % of modern) |
| 大气层平均CO 2含量 | c. 900 ppm (3 times pre-industrial) |
| 表面平均气温 | c. 16 °C (2 °C above modern) |
| 当前海平面 | 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] |
二叠[4]是指从距今2.989亿年前（Mya）的石炭纪末期，到距今2.51902亿年前的三叠纪初期，历时4700万年的地质时期和系统。它是古生代的最后一个时期；接下来的三叠纪属于中生代。在1841年，地质学家罗德里克-默奇森爵士提出了二叠纪的概念，并在俄罗斯的彼尔姆地区命名为二叠纪。
二叠见证了早期羊膜动物的多样化，尔后成为了哺乳类、龟类、以及主龙类的祖先群。当时的世界由被称为盘古和西伯利亚的两大洲所统治，周围环绕着一片叫做泛大洋的全球海洋。石炭纪雨林的崩塌则让大陆内部留下了范围广大的沙漠，而能更好地应对这些较为干燥的环境的羊膜动物（Amniotes）则代替它们的两栖类祖先并占据了主宰的地位。
二叠纪(与古生代一起)以二叠纪-三叠纪大灭绝事件中结束，这是地球历史上最大规模的一次大灭绝，近96%的海洋物种和70%的陆地物种在这次大灭绝中消失。而生命在进入到三叠纪之后才会从这场浩劫中复苏过来；[10]在陆地上，生态系统则需要3000万年才能恢复。
探索
T1841年，伦敦地质学会主席R.I. Murchison爵士将"二叠纪"一词引入地质学，他在与菲利普·爱德华·菲力迪.在俄罗斯一同进行了大规模探勘中，也确定了这是典型二叠纪的地层，而该地区现今位于在俄罗斯的彼尔母边疆区
ICS分项
ICS2018官方版二叠系统中从最近到最古老的岩层划分为官方版二叠系统中从最近到最古老的岩层划分为:[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]
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- 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
二叠纪的总体海平面偏低, 也因为几乎所有主要陆地都聚集在一个盘古大陆上而造成近岸环境大幅缩减的情况. 这可能导致了许多海洋生物所偏好的浅海区域严重减少，从而引发了海洋物种在二叠纪末期的广泛灭绝。
古地理学
在二叠纪期间，地球上所有的主要陆地都被聚集到一个被称为 "泛大陆"的单一超级大陆上。 盘古大陆横跨赤道，并向两极延伸，对单一大洋（"泛大洋"，即 "万国海"）共存在于亚洲和冈瓦纳之间的大洋，和古特提斯洋的洋流产生了相应的影响。 而辛梅里亚大陆此时正从冈瓦纳分裂开，向北漂移到劳亚西亚，致使古特提斯洋萎缩。一片新的海洋在南端开始扩张，特提斯洋，而这片海域将统治中生代的大部分时间。
大陆陆地内部此时经历了冷热温度变化极大的气候("大陆型气候")和具有季节性豪大雨气候的季风型条件。 在潘吉亚大陆上沙漠普遍的迹象。 在这样的干燥条件有利于裸子植物（种子被包裹在保护层中的植物），而不是像蕨类植物等在较潮湿的环境中散播孢子的植物。 第一批现代树木(松柏、银杏和青冈树)等也在二叠纪出现。
有三个一般地区因其广泛的二叠纪矿床而特别着名--乌拉尔山（彼尔姆本身所在的地方）、中国和北美西南部，包括德州红床。位于美国德州和新墨西哥州的二叠纪盆地之所以如此命名，是因为它拥有世界上最厚的二叠纪岩石沉积。
气候
二叠纪的气候相当多变。。在二叠纪开始时，地球仍处于石炭纪过后的冰河期。 二叠纪中期前后，随着气候的逐渐变暖，冰川消退，使得陆地开始干燥。 在二叠纪晚期，尽管温度在暖和冷周期之间循环，但枯燥仍依旧
生命
海洋生物群
二叠纪海洋沉积物中含有丰富的软体动物、棘皮动物和腕足类动物化石 而臂足类动物在二叠纪同时将达到生物多样性的顶点。 两种无脊椎动物的贝壳化石被广泛用于识别二叠纪地层，并将其与不同地点的贝壳化石联系起来：一种是有孔虫类的贝壳变形虫类原生动物，另一种是现代鹦鹉螺的远亲--贝壳头足类。 到了二叠纪末期，三叶虫和其他许多海洋类群相近灭绝了。在二叠纪期间，牙形石将经历其它们整个历史上最低的变化。
陆地生物群
二叠纪的陆地生物包括各种植物、真菌、节肢动物和各种类型的四足动物。该时期看到了盘古大陆的内部覆盖了大量的沙漠。 暖温带在北半球蔓延，而出现了大面积的干涸沙漠。 当时形成的岩石被氧化铁染成红色，这是太阳对没有植被覆盖的地表强烈加热的结果。一些较古老的植物和动物类型消失或成为在少量元素。
二叠纪开始时，石炭纪的植物群还很繁盛。大约在二叠纪中期，植被开始发生重大转变。由于石炭纪雨林的崩塌，石炭纪中嗜好沼泽的狼尾草树，如鳞木和封印木，在大陆内部逐渐被更高级的种子蕨类植物和松柏门所取代。在二叠纪末期，只有在后来成为华南地区的古特提斯洋上的一系列赤道岛屿上，才有让人联想到石炭纪植物群的狼尾草和马尾草沼泽。
二叠纪见证了许多重要针叶树群的光芒，包括许多现今家族的祖先。 许多地区都有丰富的森林，植物种类繁多。 南部大陆出现了大面积的舌羊齿属植物群的种子蕨类林。在那个当时的氧气含量可能很高。银杏和苏铁也在这一时期出现。
昆虫
从石炭纪的宾夕法尼亚亚纪一直到二叠纪，最成功的昆虫是蟑螂的原始近亲属。 6条敏捷的腿、4个发达的折翅、一双视力良好的眼睛、长而发达的触角（嗅觉）、杂食性的消化系统、储存精子的容器、可以支撑和保护的甲壳素外骨骼，以及形式的肫和高效的口部，使它比其他草食性动物具有强大的优势。在二叠纪开始时，大约90%的昆虫是蟑螂类昆虫（"原蟑螂"）。
原古体型的蜻蜓(蜻蜓目)是主要的空中捕食者，可能也是捕食陆地昆虫的佼佼者。最古老的有翅昆虫化石蜻蜓的原型，,所有蜻蜓都是半水生昆虫(水生未成熟阶段和陆生成虫)，就像所有现代的蜻蜓也是如此。 它们的原生种是最古老的有翼化石，[27] 可追溯到泥盆纪，在几个方面与其他昆虫的翅膀不同。 化石证明，甚至到石炭纪晚期，它们也可能具备了许多现代蜻蜓的特性，而且也可能捕捉小型脊椎动物，其中翼展为71厘米(28英寸).[7] 其他几个昆虫类群在二叠纪出现或繁荣，包括鞘翅目(甲虫)、半翅目(真虫)和直翅目。
四足动物
二叠纪的陆生化石记录零星，并且时间上是不连贯的。早期二叠世的记录以赤道欧洲和北美为主, 而中、晚二叠世的记录则以南非温带卡鲁超群沉积物和欧洲俄罗斯的乌拉尔地区为主。 北美和欧洲的早二叠世陆生动物群以包括草食性的基龙类、肉食性的楔齿龙类、阔齿龙类和两栖类的盘龙目动物为主，被称为"奥尔森灭绝"的灭绝事件中被认为只是发生在早中二叠世的过渡时期，最显著的影响是莫过于两栖类群的减少。 南非和俄罗斯的中二叠纪动物群以原始的兽孔目为主，其中多样化的恐头兽亚目最为活跃。恐头兽亚目在中二叠世末期，卡皮坦亚大灭绝事件中灭绝。二叠纪晚期的动物群以先进的兽孔目主导，如掠食性的丽齿兽和草食性的二齿兽，同期还有大型的草食性的锯齿龙。 而在二叠纪末期，出现了第一只主龙形类，这个群体在接下来的时代诞育为伪鳄类、恐龙类和翼龙类。.在二叠纪末期还出现了第一批犬齿兽，牠们将在三叠纪演化成哺乳动物。 另一个恐头兽亚目群组--兽头亚目类动物(如狼鳄兽)，也在二叠中世出现。 在当时没有飞行类脊椎动物(虽然在晚二叠世出现了一个被称为滑行新双弓类的滑翔爬行动物家族)。
合弓纲(包括后来的哺乳动物)在这一时期蓬勃发展，种类繁多。 二叠纪的同足类包括一些大型成员，如异齿龙。突触动物的特殊适应性使它们能够在二叠纪较干燥的气候中繁衍生息，并逐渐成为脊椎动物的主宰。
二叠纪的干羊齿目包括离椎螈目、壳椎亚纲和似两栖爬虫类。
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基龙 和 离片椎类两栖动物 – 二叠纪早期, 北美与欧洲 -
异齿龙 和 两栖性离片椎目动物 – 二叠纪早期, 北美洲 -
赭石动物群, 冠鳄兽 和 始巨鳄 – 二叠纪中期, 乌拉尔地区 -
巨型兽 and 乌勒米龙兽 – 乌拉尔地区 -
I狼蜥兽 and 盾甲龙 – 二叠纪晚期, 北欧俄罗斯 (北德维纳)
二叠 - 三叠纪灭绝事件
二叠纪结束时，发生了古生物学中记录的最大规模的生物集体灭绝事件：二叠纪 - 三叠纪灭绝事件。 90-95%的海洋物种灭绝，以及70%的陆地生物灭绝。 这也是已知的唯一一次昆虫的大规模灭绝事件。 而生命在进入到三叠纪之后才会从这场浩劫中复苏过来；在陆地上，生态系统则需要3000万年才能恢复。 至从寒武纪一直以来盛极一时的三叶虫，最后在二叠纪结束前灭绝了。 头足类的一个亚类--鹦鹉螺，竟然在这次事件中幸存下来。
有证据表明，岩浆以洪流玄武岩的形式，在现在被称为西伯利亚暗色岩的地方，向地球表面倾泻了数千年，造成了导致大规模灭绝的环境压力。 沿海栖息地的减少和干旱的高度增加可能也是原因之一。 根据这一时期估计产生的熔岩量，最坏的情况是火山喷发释放的二氧化碳足以使世界气温上升5摄氏度。
另一种假说涉及硫化氢气体的海洋排放。 部分深海会周期性地失去所有的溶解氧，让细菌在没有氧气之下也得以繁衍，进而产生硫化氢气体。 如果在缺氧区积累了足够的硫化氢，气体就会上升到大气中。
大气中的氧化性气体会破坏有毒气体，但硫化氢很快就会消耗掉大气中的所有可用气体。 硫化氢的含量可能在几百年内急剧增加。 这种模式下的事件表明，这种气体会破坏高层大气中的臭氧，使紫外线辐射能够杀死在有毒气体中生存的物种。 有一些物种可以代谢硫化氢。
另一种假说建立在洪水玄武岩喷发的理论上。 在温度上升5摄氏度并不足以解释95%的生命死亡。 但是，这种变暖可能会缓慢地提高海洋温度，直到海岸线附近的海底冰冻的甲烷水合物融化，将足够的甲烷（最强的温室气体之一）排放到大气中，使得全球温度再提高5摄氏度。 冰冻甲烷假说有助于解释在二叠纪-三叠纪边界层中间发现的碳-12含量增加。 这也有助于解释了为什么该层灭绝的第一阶段会是以陆地为基础的，第二阶段以海洋为基础的(而且是在C-12含量增加之后开始的)，而第三阶段又是以陆地为基础的。
一个更具猜测性的假设是，附近一颗超新星的强烈辐射是灭绝的原因。[8]
有人推测，南极洲直径约500公里的巨大陨石撞击坑（威尔克斯地陨石坑）代表了一次可能与大灭绝有关的撞击事件该陨石坑位于南极洲威尔克斯东部冰下1.6公里深处。 科学家推测，这次撞击可能造成了二叠纪-三叠纪的大灭绝事件，尽管其年龄只括在1亿年至5亿年前。 他们还推测，它可能在某种程度上促成了澳大利亚与南极大陆的分离，而这两个大陆都是属于冈瓦纳大陆的一部分。 其中在二叠纪-三叠纪层中发现铱和石英的断裂水平并没有接近白垩纪 - 古生界层的水平。 鉴于在前者期间灭绝的物种和个体生物的比例要大得多，因此人们对于陨石撞击形成后者的意义产生了怀疑。 而这个理论受到更进一步的质疑，根据格陵兰岛的化石表示，这些化石显示了灭绝是循序渐进的，前后大约持续了八万年，并有三个不同的阶段。[9]
许多科学家认为，二叠纪-三叠纪的灭绝事件是由上述某些部分或全部假说亦或是其他因素所共同造成的；盘古大陆的形成减少了沿海栖息地的数量，可能导致了许多演化支的灭绝。
参考文献
- ^ 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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