白垩纪

维基百科,自由的百科全书
跳到导航 跳到搜索
白垩纪
145.5–65.5百万年前
全时期平均大气O2含量 约30 Vol %[1]
(为现代的150% )
全时期平均大气CO2含量 约1700 ppm[2]
(为前工业时期6倍)
全时期平均地表温度 约18℃[3]
(高于现代4℃)


è英语:Cretaceous)是地质年代中生代的最后一个纪,长达8000万年,是显生宙的最长一个阶段。白垩纪因欧洲西部该年代的地层主要为白垩沉积而得名。白垩纪位于侏罗纪古近纪之间,约1亿4550万年(误差值为400万年)前至6550万年前(误差值为30万年)。发生在白垩纪末的灭绝事件,是中生代与新生代的分界。

白垩纪前期[编辑]

气候

持续着侏罗纪的暖和天气,海平面的变化大。白垩纪时期的大气层氧气含量是现今的150%,二氧化碳含量是工业时代前的6倍,气温则是高于今日约摄氏4°C。 连现在被万年雪所覆盖的极地,其景致也并非像今天这么荒凉。现在的南极大陆,由于无法接受暖和海洋的影响,所以非常寒冷。而北极海,也因其四周均有陆地包围,无法与暖和的外洋产生海流循环,所以也相当严寒。中生代时期,北极南极均为海,且都与暖和的海洋相连接,由于冷暖两种海水互相交流,即使气候再寒冷也不会结冰。

环境

陆地生存着恐龙,海洋生存着海生爬行动物菊石、以及厚壳蛤。新的哺乳类鸟类出现,开花植物也首次出现。白垩纪-第三纪灭绝事件地质年代中最严重的大规模灭绝事件之一,包含非鸟类恐龙在内的大部分物种灭亡。

白垩纪这一时期形成的地层叫“白垩系”,缩写记为K,是德文的白垩纪(Kreidezeit)缩写。

地质年代[编辑]

白垩纪是在1822年由比利时地质学家Jean d'Omalius d'Halloy研究巴黎盆地时所提出。[4]其名称在拉丁文意为“黏土”,[5]意指上白垩纪地层里常见的白垩,由海生非脊椎动物身上甲壳的碳酸钙沉积而成,尤其是球石粒。这些白垩黏土层可在欧洲大陆与不列颠群岛(尤其是著名的多佛白色峭壁)发现。

年代测定[编辑]

如同其它古远的地质时代,白垩纪的岩石标志非常明显和清晰,其开始的准确时间却无法非常精确地被确定,其误差在几百万年之间。在侏罗纪与白垩纪之间没有灭绝事件或生物演化的特点,可以明确分开两个年代。白垩纪结束的时间定的比较准确,是在6550万年至6590万年前结束[6],那时全地球的岩石层都含大量的。一般以为,那时有一颗巨大的陨石撞击地球,在今墨西哥犹加敦半岛留下一个大型陨石坑。这个陨石造成了大量生物灭绝,称为白垩纪-第三纪灭绝事件。但是这个理论现在有争议。

白垩纪亚层[编辑]

早期的科学文献将白垩纪分为三个时期,依年代早晚为:纽康姆世(Neocomian)、高卢世(Gallic)、森诺世(Senonian)。目前的科学文献一般将白垩纪分为晚、早两世,共计11期,都以欧洲的地层为名,从最晚到最早细分如下:

晚白垩世
  马斯特里赫特期 70.6 ± 0.6 – 65.8 ± 0.3百万年
  坎帕期 83.5 ± 0.7 – 70.6 ± 0.6百万年
  桑托期 85.8 ± 0.7 – 83.5 ± 0.7百万年
  科尼亚克期 89.3 ± 1.0 – 85.8 ± 0.7百万年
  土仑期 93.5 ± 0.8 – 89.3 ± 1.0百万年
  森诺曼期 99.6 ± 0.9 – 93.5 ± 0.8百万年
 
早白垩世
  阿尔布期 112.0 ± 1.0 –   99.6 ± 0.9百万年
  阿普第期 125.0 ± 1.0 – 112.0 ± 1.0百万年
  巴列姆期 130.0 ± 1.5 – 125.0 ± 1.0百万年
  豪特里维期 136.4 ± 2.0 – 130.0 ± 1.5百万年
  凡蓝今期 140.2 ± 3.0 – 136.4 ± 2.0百万年
  贝里亚期 145.5 ± 4.0 – 140.2 ± 3.0百万年

岩层[编辑]

白垩纪的海平面变化大、气候温暖,显示有大面积的陆地由温暖的浅海覆盖。白垩纪是以欧洲常见的白垩层为名,但在全球其他地区,白垩纪的地层主要由海相的石灰岩层构成,这些海相石灰岩层是在温暖的浅海环境形成。高的海平面会造成大范围的升降作用,因此形成厚的沉积层。由于白垩纪的地层厚、时代较近,全球各地常发现白垩纪地层的露头。

白垩纪地层中常见白垩的成分。白垩是由海生颗石藻钙质外壳微粒(球石粒)沉积而成;颗石藻是种白垩纪常见的藻类

在欧洲西北部,常发现上白垩纪的白垩沉积层,包含:英格兰南岸的多佛白色峭壁法国诺曼底海岸、以及低地国家德国北部、丹麦沿岸。白垩的质地并不坚固,因此这些沉积层的质地松散。这些地层还包含石灰岩砂质岩。这些地层可发现海胆箭石菊石、以及海生爬行动物(例如沧龙)的化石。

欧洲南部的白垩纪地层多为海相地层,主要由石灰岩、与少数的泥灰构成。在白垩纪时期,阿尔卑斯山造山运动还没发生,所以欧洲南部的白垩纪地层当时多为特提斯洋周围的大陆棚

在白垩纪中期,海洋低层的流动停缓,造成海洋的缺氧环境。全球各地的许多黑色页岩层,即是在这段时期的缺氧环境形成。[7]这些页岩层是重要的石油天然气来源,例如北海

地理[编辑]

在白垩纪,盘古大陆完全分裂成现在的各大陆,但是它们和现在的位置全不相同。大西洋还在变宽。北美洲自侏罗纪开始,形成多排平行的造山幕,例如内华达造山运动,与之后的塞维尔造山运动拉拉米造山运动

在白垩纪初期,冈瓦那大陆仍未分裂,而后南美洲南极洲澳洲相继脱离非洲印度马达加斯加还连在非洲上。南大西洋印度洋开始出现。这些板块运动,造成大量的海底山脉,进而造成全球性的海平面上升。非洲北边的特提斯洋在变窄。西部内陆海道北美洲分为东西两部,这个海道在白垩纪后期缩小,留下厚的海相沉积层,夹杂者煤矿床。在白垩纪的海平面最高时期,地表上有1/3的陆地沉浸于海洋之下。[8]

白垩纪因为黏土层而著名,这个时期形成的黏土层多于显生宙的其他时期。[7]中洋脊的火山活动,或是海底火山附近的海水流动,使白垩纪的海洋富含,接近饱和,也使得钙质微型浮游生物的数量增加。[7]分布广泛的碳酸盐与其他沉积层,使得白垩纪的岩石纪录特别多。北美洲的著名地层组包含:加拿大亚伯达省恐龙公园组美国堪萨斯州的海相烟山河黏土层、晚期的陆相海尔河组。其他的著名白垩纪地层包含:欧洲威尔德(Weald),亚洲中国热河群蒙古耐梅盖特组等。白垩纪末期到古新世早期,印度发生大规模火山爆发,形成现在的德干暗色岩

气候[编辑]

巴列姆阶时期的气候出现寒冷的趋势,这个变化自侏罗纪最后一期就已开始。高纬度地区的降雪增加,而热带地区比三叠纪、侏罗纪更为潮湿。[9]但是,冰河仅出现高纬度地区的高山,而较低纬度仍可见季节性的降雪。

在巴列姆阶末期,气温开始上升,持续到白垩纪末期。[10]气温上升的原因是密集的火山爆发,制造大量的二氧化碳进入大气层中。中洋脊沿线形成许多热柱,造成海平面的上升,大陆地壳的许多地区由浅海覆盖者。位在赤道地区的特提斯洋,有助于全球暖化。在阿拉斯加州格陵兰发现的植物化石,以及自白垩纪南纬15度地区发现的恐龙化石,证明白垩纪的气温相当温暖。[7]

热带地区与极区间的温度梯度平缓,原因可能是海洋的流动停滞,并造成行星风系的虚弱。分布广泛的油页岩层,以及缺氧事件,可证实海洋的流动停滞。[7]根据沉积层的研究指出,热带的海水表面温度约为摄氏42度,高于现今约摄氏17度;而全球的海水平均表面温度为摄氏37度。而海洋底层温度高于目前的温度约摄氏15到20度。[11][12]

生物[编辑]

植物[编辑]

开花植物被子植物)在白垩纪开始出现、散布,但直到坎潘阶才成为优势植物。蜜蜂的出现,有助于开花植物的演化;开花植物与昆虫共同演化的实例。榕树悬铃木木兰花等大型植物开始出现。一些早期的裸子植物仍继续存在,例如松柏目南洋杉与其他松柏繁盛并分布广泛,而本内苏铁目在白垩纪末灭亡。 陆地上的植物针叶树[13]银杏凤尾松类的森林及羊齿木贼等树下小草类,侏罗纪时期特有的植物,相当茂盛地生长着。

陆栖动物[编辑]

动物界里,哺乳动物还是比较小,只是陆地动物的一小部分。陆地的优势动物仍是主龙类爬行动物,尤其是恐龙,它们较之前一个时期更为多样化。翼龙目繁盛于白垩纪中到晚期,但它们逐渐面对鸟类辐射适应的竞争。在白垩纪末期,翼龙目仅存两个科左右。在横跨英格兰比利时威尔顿湖的岸边,禽龙高齿龙一伙恐龙进食采得的木贼,另一面大恐龙则也在接近猎物。在流过低地平野的河川里,巨爪龙正捕食着鱼类。


中国辽宁省炒米店子组发现了大量的白垩纪早期小型恐龙、鸟类、以及哺乳类。这里发现的多种手盗龙类,被视为恐龙与鸟类间的连结,其中包含数种有羽毛恐龙

昆虫在这个时期开始多样化,并发现最古老的蚂蚁白蚁鳞翅目蝴蝶)。芽虫草蜢瘿蜂也开始出现。

海生动物[编辑]

海洋里,现在的鳐鱼鲨鱼,和其他硬骨鱼也常见了和大量繁殖,为二叠纪-三叠纪灭绝事件后鱼类重新成为海洋的“霸主”。海生爬行动物则包含:生存于早至中期的鱼龙类、早至晚期的蛇颈龙类、白垩纪晚期的沧龙类

杆菊石具有笔直的甲壳,属于菊石亚纲,与造礁生物厚壳蛤同为海洋的繁盛动物。黄昏鸟目是群无法飞行的原始鸟类,可以在水中游泳,如同现代䴙鷉有孔虫门球截虫科(Globotruncanidae)与棘皮动物(例如海胆海星)继续存活。在白垩纪,海洋中的最早硅藻(应为质硅藻,而非质硅藻)出现;生存于淡水的硅藻直到中新世才出现。对于造成生物侵蚀的海洋物种,白垩纪是这些物种的演化重要阶段。

灭绝事件[编辑]

在白垩纪晚期的马斯特里赫特阶末期,曾发生大幅度的生物多样性衰退,时间相当于K-T界限。在灭绝事件过后,造成许多空缺的生态位,生态系统花了长时间才恢复原本的多样性。[14]

虽然白垩纪-第三纪灭绝事件造成许多物种灭绝,但不同的演化支,或是各个演化支内部,呈现出明显差异的灭绝程度。由于大气层中的微粒遮辟了阳光,减少抵达地表的太阳能,依赖光合作用的生物衰退或灭绝。在白垩纪晚期,食物链底层是由依赖光合作用的生物构成,例如浮游植物与陆地植物,如同现今的状况。证据显示,草食性动物因所依赖的植物衰退,而数量减少;同样地,顶级掠食者(例如暴龙)也接连受到影响。[15]

颗石藻(Coccolithophore)与软体动物(包含菊石亚纲厚壳蛤、水生蜗牛),还有以上述硬壳动物维生的动物,在这次灭绝事件中灭亡,或遭受严重打击。例如,沧龙类被认为以菊石为食,这群海生爬行动物在白垩纪-第三纪灭绝事件中灭亡。[16]

杂食性食虫性、以及食腐动物在这次灭绝事件中存活,可能因为它们的食性较多变化。白垩纪末期似乎没有完全的草食性或肉食性哺乳动物。哺乳动物与鸟类借由以昆虫蚯蚓、蜗牛…等动物为食,而在K-T事件中存活,而这些动物则以死亡的植物与动物为食。科学家假设,这些生物以生物的有机碎屑为生,因此得以在这次植物群崩溃的灭绝事件存活。[14][17][18]

在河流生物群落中,只有少数动物灭亡;因为河流生物群落多以自陆地冲刷下来的生物有机碎屑为生,较少直接以活的植物为生。[19]海洋也有类似的状况,但较为复杂。生存在浮游带的动物,所受到的影响远比生存在海床的动物还大。生存在浮游带的动物几乎以活的浮游植物为生,而生存在海床的动物,则以生物的有机碎屑为食,或者可转换成以生物的有机碎屑为食。[14]

在这次灭绝事件存活下来的生物中,最大型的陆地动物是鳄鱼离龙目,是半水生动物,并可以生物碎屑为生。现代鳄鱼可以食腐为生,并可长达数月未进食;幼年鳄鱼的体型小,成长速度慢,在头几年多以无脊椎动物、死亡的生物为食。这些特性可能是鳄鱼能够存活过白垩纪末灭绝事件的关键。[17]

参考[编辑]

  1. ^ Image:Sauerstoffgehalt-1000mj.svg
  2. ^ Image:Phanerozoic Carbon Dioxide.png
  3. ^ Image:All palaeotemps.png
  4. ^ (俄文)Great Soviet Encyclopedia 3rd ed. Moscow: Sovetskaya Enciklopediya. 1974: vol. 16, p. 50. 
  5. ^ Glossary of Geology 3rd ed. Washington, D.C.: American Geological Institute. 1972: p. 165. 
  6. ^ Renne, Paul R.; 等. Time scales of critical events around the Cretaceous-Paleogene boundary. Science. 2013, 339: 684–688. Bibcode:2013Sci...339..684R. doi:10.1126/science.1230492. 
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 Stanley, Steven M. Earth System History. New York: W.H. Freeman and Company, 1999. ISBN 978-0-7167-2882-5 p. 280
  8. ^ Dougal Dixon et al., Atlas of Life on Earth,(New York: Barnes & Noble Books, 2001), p. 215.
  9. ^ The Berriasian Age 互联网档案馆存档,存档日期2010-12-20.
  10. ^ Ibid.
  11. ^ "Warmer than a Hot Tub: Atlantic Ocean Temperatures Much Higher in the Past" PhysOrg.com. Retrieved 12/3/06.
  12. ^ Skinner, Brian J., and Stephen C. Porter. The Dynamic Earth: An Introduction to Physical Geology. 3rd ed. New York: John Wiley & Sons, Inc., 1995. ISBN 978-0-471-59549-6. p. 557
  13. ^ 吴阶平; 季羡林, 石元春. 季羡林,石元春, 编. 20世纪中国学术大典, 农业科学. 福建教育出版社. 2002年. 
  14. ^ 14.0 14.1 14.2 MacLeod, N, Rawson, PF, Forey, PL, Banner, FT, Boudagher-Fadel, MK, Bown, PR, Burnett, JA, Chambers, P, Culver, S, Evans, SE, Jeffery, C, Kaminski, MA, Lord, AR, Milner, AC, Milner, AR, Morris, N, Owen, E, Rosen, BR, Smith, AB, Taylor, PD, Urquhart, E & Young, JR. The Cretaceous–Tertiary biotic transition. Journal of the Geological Society. 1997, 154 (2): 265–292. doi:10.1144/gsjgs.154.2.0265. 
  15. ^ (英文)Wilf, P & Johnson KR. Land plant extinction at the end of the Cretaceous: a quantitative analysis of the North Dakota megafloral record. Paleobiology. 2004, 30 (3): 347–368. doi:10.1666/0094-8373 (2004)030<0347:LPEATE>2.0.CO;2 请检查|doi=值 (帮助). 
  16. ^ (英文)Kauffman, E. Mosasaur Predation on Upper Cretaceous Nautiloids and Ammonites from the United States Pacific Coast. Palaios (Society for Sedimentary Geology). 2004, 19 (1): 96–100 [2007-06-17]. doi:10.1669/0883-1351 (2004)019<0096:MPOUCN>2.0.CO;2 请检查|doi=值 (帮助). 
  17. ^ 17.0 17.1 (英文)Sheehan Peter M, Hansen Thor A. Detritus feeding as a buffer to extinction at the end of the Cretaceous. Geology. 1986, 14 (10): 868–870 [2007-07-04]. 
  18. ^ (英文)Aberhan M, Weidemeyer S, Kieesling W, Scasso RA, Medina FA. Faunal evidence for reduced productivity and uncoordinated recovery in Southern Hemisphere Cretaceous-Paleogene boundary sections. Geology. 2007, 35 (3): 227–230. doi:10.1130/G23197A.1. 
  19. ^ (英文)Sheehan Peter M, Fastovsky DE. Major extinctions of land-dwelling vertebrates at the Cretaceous–Tertiary boundary, eastern Montana. Geology. 1992, 20 (6): 556–560 [2007-06-22]. doi:10.1130/0091-7613 (1992)020<0556:MEOLDV>2.3.CO;2 请检查|doi=值 (帮助). 

外部链接[编辑]