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古生物学家如何确定大灭绝持续的时间

大灭绝事件塑造了地球进化的历程。但确定它们持续了多久以及何时发生,一直让研究人员感到困惑。

作者:Anna Nordseth
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图片来源:Martins Vanags/Getty Images

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只要地球上有生命,就有灭绝。事实上,地球上几乎所有曾经存在过的生命形式都已灭绝。

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南安普敦大学的行星古生物学家杰西卡·怀特赛德 (Jessica Whiteside) 表示:“在我们星球 45 亿年的历史中,大约有 500 亿个物种 [曾经] 存在过,其中超过 99% 已经消失了。”

特别是,大灭绝事件塑造了进化的历程和地球本身。这指的是相对较短的时间跨度内,大多数物种都灭绝了。

当然,在地理时间尺度上,“短”的含义略有不同。这些灾难性事件——在地球历史上仅仅是“短暂的波动”——可能包含数十万甚至数百万年,使得确定它们究竟持续了多久变得极其困难。

然而,了解科学家如何研究大灭绝事件,可以揭示我们对大灭绝持续时间和它们对地球影响的非凡见解


阅读更多:席卷我们星球的五次大灭绝事件


什么是大灭绝?

灭绝是会发生的。在正常情况下,科学家认为“背景灭绝率”是每 10,000 个物种每 100 年灭绝 0.1 到 1 个物种

换句话说,灭绝通常是缓慢的,这使得新进化的物种能够在另一个物种消失后留下的生态空缺中填补。

在大灭绝期间,地球的条件会发生转变——由于冰盖快速冻结和融化、火山爆发甚至小行星撞击。结果是,物种灭绝的速度远远快于它们被取代的速度。

符合大灭绝条件的事件会造成至少四分之三的物种灭绝,给地球的生物多样性带来毁灭性的打击。

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全球物种损失

这种加速的灭绝率并非发生在一两个地点,而是发生在世界各地,这增加了研究这些灾难性事件的复杂性。

今天,由于脊椎动物物种灭绝的速度比工业化前高出 100 倍,许多专家认为人类正在造成第六次大灭绝。

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然而,科学家们可能要等到我们的生物多样性危机失控很久之后才能确定。“大灭绝和死亡有点类似,”霍尔解释说,“你只有在事情发生之后才知道它何时发生。”


阅读更多:为什么我们可能正处于第六次大灭绝之中


审视化石记录

如果没有时间机器,解开大灭绝的谜团是一项棘手的任务。然而,化石为我们提供了对遥远过去的宝贵一瞥。

解读化石记录就像在没有全部碎片或不知道最终结果应该是什么样子的情况下玩拼图。

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化石的相对年龄是根据在岩层中发现的它们上方或下方的其他化石来确定的。一般来说,化石越深,该生物体生存和死亡的时间就越早。

记录中的空白

缺失的碎片使化石记录更加复杂。

并非所有生物体都能很好地形成化石;拥有硬壳或骨骼的生物比水母等柔软、黏滑的动物更容易形成化石。

耶鲁大学古生物学家 Pincelli Hull 表示:“当我们从大灭绝的角度在全球范围内审视化石记录时,我们通常是在数百万年的时间尺度上来观察海洋的化石记录。”

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观察如此巨大的地质时间跨度,科学家们对生物体何时生存和灭绝有一个非常粗略的概念。例如,大约 10,000 年前灭绝的巨型地懒,在化石记录中会与现代家养动物同时出现,即使后者出现的时间晚了数百年的。

Hull 说:“五百万年后,我们会将巨型地懒的灭绝与牛和鸡的爆发归为一类。”

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大灭绝的后果

尽管是灾难性的,过去的 Mass extinctions 为包括我们在内的新生态系统和物种铺平了道路。

怀特赛德补充道:“如果没有导致非飞行恐龙灭绝的小行星,哺乳动物可能永远不会崛起,我们也不会在这里进行这次谈话。”

科学可能永远无法提供大灭绝持续时间的精确估计。但新数据可以不断改进估计,并进一步阐明大灭绝的原因和后果。


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