A Brief History of Earth 地球簡史

Presentation on theme: "A Brief History of Earth 地球簡史"— Presentation transcript:

1 A Brief History of Earth 地球簡史
Copyright © 2000 Thomas Tsoi. All rights reserved.

2 “讓這裡有生命吧！” 五十億年前，一團由超新星爆發所殘留下來的物質，因受到引力的作用，慢慢地再次凝聚起來，形成一顆次代恆星，與及她大大小小的行星。 而其中一顆行星，就是我們現在所認識的－－地球。

3 地質學中的黑暗時期 由四十六億年前地球形成到三十八億年前這段時期，稱為Hadean Era 。在這段時期，地球尚處於高溫的岩漿狀態，固態的地殼還未形成，因此，對地質學來說，這段時期是地球歷史中的一段黑暗時期。 “Hades”是“hidden”、隱藏的意思。 Hadean Era 3800 mya 4500 mya

4 生命搖籃－－太古代 由三十八億至二十五億年前這段時期稱為太古代。當時地球表面已經冷卻下來，形成了陸地和海床；大量由彗星帶來的水形成了海洋和湖泊；到處都是極為活躍的火山口；大氣中充滿了甲烷、亞摩尼亞以及很多「有毒」的氣體。而最初的單細胞生命，卻就在這樣的環境下誕生了。 有毒是指對我們有毒而已 太古代生物的生長環境跟現在Archaean Domain中的生物所在的十分相似，都是很極端的環境 Archaean Era 太古代 2500 mya 3800 mya

5 最早的生物王國 古生物學家在澳洲中部獲得最早期的化石紀錄，發現生命早在三十五億年前就已開始出現。這些早期生命都是簡單的單細胞細菌(bacteria)。其中一類稱為 藍綠菌(stromatolites)的細菌，依藉著陽光以進行光合作用(photosynthesis)，大量繁殖，滿佈了地球表面。 Stromatolites在陸地上形成一層膜，就如左圖中石頭上的一樣

6 海洋中的盛世－－原古代 Proterozoic Era
生命不斷地繁衍著，很快就充斥著整個地球。由最初簡單的單細胞生命，遂漸演化成更為複雜的多細胞生物和海洋生物；這段時期稱為原古代。古生物學家所獲得的最早的較大型生物化石，都是屬於原古代中的Vendian時期的。 Proterozoic Era 原古代 544 mya 2500 mya Venian: 610mya – 570mya

7 “大氣會變” 藍綠菌一類的細菌，在進行光合作用的同時不斷釋放出副產品氧(oxygen)。這些氧氣慢慢地改變了地球的大氣成份，令地球成為一個適合較高等生物生長的地方；與此同時，不少細菌卻因為大量的氧氣而滅絕。到了原古代中期，這類細菌只餘下少量數目，取而代之的便是較複雜的海洋生物。 生物必須演化出一些生化方法(biochemical method)如oxidative respiration去避免受氧氣的「毒害」。

8 原古代的海洋生物 原古代生存著很多我們不熟悉的海洋生物，包括一些曾被人以為是藻類、地衣、原生動物、甚至有人認為是應該被分類為一個獨立的界(kingdom)的生物。

9 物種爆炸－－古生代 隨著原古代的結束而來的是古生代。古生代標誌著物種的大量繁衍；現今我們所知的動物界的門(phylum)中，幾乎所有都在古生代的短短三億年間演化了出來，古生物學家稱這事件為「物種爆炸」(Cambrian explosion)。 古生代包括了六個紀(period)：寒武紀、奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀和二疊紀。 還沒有哺乳類動物 動物界 (Metazoa) Paleozoic Era 古生代 245 mya 544 mya

10 “三葉”天下－－寒武紀 第一隻擁有硬殼和骨骼的動物都是在寒武紀出現的。寒武紀時期，三葉蟲(trilobites)雄霸了整個海洋；除此以外，海洋中還生存著形形色色的奇異的生物。 三葉蟲的眼睛已發展得很成熟，是早期生物中所少有的； 由於寒武紀物種的繁多，與及早期發現的化石都在寒武紀時的Tommotian時期，古生物學家最初以為最早的生命誕生於寒武紀時期；但現在我們知道更早的Vendian時期已有生命 Cambrian Period 寒武紀 505 mya 544 mya

11 寒武紀的不明怪物 Anomalocaris歪蛤 Anomalocaris (歪蛤):
分類為新的一門。最近有人提議歸屬到節肢動物中己經絕種的綱 約600公厘 Anomalocaris意為「奇妙的蝦」。牠是巴傑斯動物群中最巨大、最凶猛的捕食生物。發現此化石的沃爾科特曾經把牠的尾、口、軀體誤認為獨立個體而分入不同種類的生物。推測歪蛤是以捕捉海底附近的三葉蟲等為食。除了巴傑斯之外，猶他州、加州、賓州、田納西州、波蘭、中國大陸南部、澳洲等地也有出產。

12 寒武紀的不明怪物 Aysheaia愛夏蟲 Opabinia 歐巴海蠍 Opabinia (歐巴海蠍) Hallucigenia哈魯奇蟲

13 無脊椎天堂－－奧陶紀 奧陶紀時期，地球被大片海洋所淹蓋，大量新品種的無脊椎海洋生物在這段時期湧現，包括了原始的無顎(jawless)魚類。與此同時，水中的植物在奧陶紀中期初次走上了陸地，並在陸地上擴散繁殖。 An Ordovician seafloor. The cephalopod Endoceras is eating a trilobite, Isotelus. Ordovician Period 奧陶紀 440 mya 505 mya

14 奧陶紀的冰河時期 奧陶紀末期，全球氣溫驟然下降，導致海洋水位下降，造成大規模的物種滅絕。
The Ordovician mass extinction has been theorized by paleontologists to be the result of a single event; the glaciation of the continent Gondwana at the end of the period. Evidence for this glaciation event is provided by glacial deposits discovered by geologists in the Saharan Desert. By integrating rock magnetism evidence and the glacial deposit data, paleontologists have proposed a cause for this glaciation. When Gondwana passed over the north pole in the Ordovician, global climatic cooling occured to such a degree that there was global large-scale continental resulting in widespread glaciation. This glaciation event also caused a lowering of sea level worldwide as large amounts of water became tied up in ice sheets. A combination of this lowering of sea-level, reducing ecospace on continental shelves, in conjunction with the cooling caused by the glaciation itself are likely driving agents for the Ordovician mass extinction. About 25% of all families did not make it into the Silurian. Ordovician extinction ( million years ago) Ordovician extinction was second most devastating in earth history

15 劫後餘生－－志留紀 冰河時期後的志留紀時期，原始的魚類大量繁殖，同時亦出現了淡水魚和有顎魚類，珊瑚礁也在此時出現了。此外，陸上出現了最早期的陸上動物，包括了蜘蛛、蜈蚣一類的生物，與及最早的維管植物(vascular plants)。 Silurian Period 志留紀 410 mya 440 mya Drawing shows: Eurypterids, rhynchonelid brachiopods, and trilobites (left); primitive fish, more brachs, various types of corals, stalked crinoids, archaeogastropod, and drifting graptolites (centre); and more corals, another trilobite, and several types of nautilod cephalopod (right)

16 森林和原野－－泥盆紀 維管植物在泥盆紀迅速生長，演化出蕨類植物(ferns)、被子植物(seed plants)等，並出現了第一棵樹和第一個森林。除了植物外，陸上亦出現了最早生長在陸地上的四足脊椎動物(tetrapods)和節枝動物(arthopods)。 Devonian Period 泥盆紀 360 mya 410 mya This rapid appearance of so many plant groups and growth forms has been called the "Devonian Explosion". 包括了無翼的昆蟲和蜘蛛類

17 魚類王國－－泥盆紀 魚類在海洋裡繼續繁衍，發展出更多的品種。很多我們現在常見的魚類，以及原始的鯊魚，都在泥盆紀出現了。所以又有人稱泥盆紀為「魚類時代」(the age of fish)。 Devonian Period 泥盆紀 360 mya 410 mya The Devonian saw the rapid evolution diversification of fish, especially the Placodermi, primitive sharks, Sarcopterygii (lobe-finned fish and lungfish) and Actinopterygii (conventional bony fish or ray-finned fish).  So pronounced is this evolutionary radiation that the Devonian has been called "the age of Fish".

18 泥盆紀的大型物種滅絕 泥盆紀末期發生了另一次的大型物種滅絕(mass extinction)，大量的珊瑚礁、無顎魚類、三葉蟲等生物都大受影響。 這次物種滅絕相信是由另一次的全球氣溫下降或是隕石撞擊引起的，由於發生於Frasnian和Famennian兩段時期的交界，稱為Frasnian-Famenian event。 陸地上的生物並沒有受到多大影響

19 由於赤道附近生長著大量茂密的樹林，這些樹木枯萎後的腐化物形成了今天的煤，石炭紀的名字亦隨之而來。昆蟲和蜘蛛類等繼續演化，出現了巨型的蜻蜓和節枝動物；鯊魚亦在海洋中演化出更多不同的品種。
Carboniferious means “coal bearing” The dragonfly-like Meganeura had a wingspan of 60 to 75 cm, while the stocky-bodied millipede-like Arthropleura was 1.8 meters long. 煤的故鄉－－石炭紀 Carboniferous Period 石炭紀 286 mya 360 mya

20 爬蟲類掘起－－二疊紀 Permian Period 二疊紀
245 mya 286 mya 二疊紀中期，氣候開始變得溫暖和乾燥，不少習慣潮濕環境的植物都被淘汰了。同樣地，需要在潮濕環境生長的兩棲類熬不住乾燥的環境，漸漸被爬蟲類取締了。 爬蟲類掘起－－二疊紀

21 史上最大的物種滅絕 二疊紀的尾聲是一次大規模的物種滅絕，95%的品種都絕了種。 至於導致這次災難性滅絕的原因，卻仍然眾說紛紜：
有人認為是因為與之前的滅絕一般的寒冷氣候； 有人認為是因為急劇的全球性暖化和氣候劇變； 有人認為是因為劇烈的火山活動。 包括三葉蟲、一些種類的珊瑚礁、75%兩棲類和80%爬蟲類 One of the most current theories for the mass extinction of the Permian is an agent that has been also held responsible for the Ordovician and Devonian crises, glaciation on Gondwana. A similar glaciation event in the Permian would likely produce mass extinction in the same manner as previous, that is, by a global widespread cooling and/or worldwide lowering of sea level. A possible mechanism for the Permian extinction is rapid warming and severe climatic fluctuations produced by concurrent glaciation events on the north and south poles. In temperate zones, there is evidence of significant cooling and drying in the sedimentological record, shown by thick sequences of dune sands and evaporites, while in the polar zones, glaciation was prominent. This caused severe climatic fluctuations around the globe, and is found by sediment record to be representative of when the Permian mass extinction occurred. The final suggestion that paleontologists have formulated credits the Permian mass extinction as a result of basaltic lava eruptions in Siberia. These volcanic eruptions were large and sent a quantity of sulphates into the atmosphere. Evidence in China supports that these volcanic eruptions may have been silica-rich, and thus explosive, a factor that would have produced large ash clouds around the world. The combination of sulphates in the atmosphere and the ejection of ash clouds may have lowered global climatic conditions. The age of the lava flows has also been dated to the interval in which the Permian mass extinction occurred

22 爬蟲類的天下－－中生代 中生代的十八億年間，各類植物欣欣向榮，無脊椎動物和魚類發展出多樣化的品種。陸地上，恐龍雄霸一方；海洋中，是大型爬蟲類的天地；天空中，是翼龍的領土。整個地球就活是一個爬蟲類的天下。 Mesozoic Era 中生代 65 mya 245 mya 中生代持續了18億年 圖中左方的是蛇頸龍和魚龍(不是海豚)

23 恐龍時代的開始－－三疊紀 Triassic Period 三疊紀
208 mya 245 mya 經歷二疊紀大滅絕後的三疊紀，是一個改朝換代的交接期。不少二疊紀幸存下來的物種，到了三疊紀都逐一絕種了；另一方面，爬蟲類繼續演化，出現了第一批的恐龍，恐龍時代亦隨之開始。 恐龍時代的開始－－三疊紀

24 三疊紀的恐龍 三疊紀的恐龍代表包括了肉食的黑瑞龍、十字龍和虛形龍，與及草食的鼠龍、梅蘭龍、技藝龍和板龍。 左：板龍；下：虛形龍；右：黑瑞龍

25 三疊紀時，銀杏、種子蕨類、擬蘇鐵類和一些像棕櫚的蘇鐵都生長得十分茂盛。海洋中出現了我們熟識的海星、海膽等，恐龍的親戚魚龍和蛇頸龍等亦在水中很活躍；陸地上，青蛙、龜和很多我們常見的昆蟲都在此時出現了。三疊紀末期，小型的哺乳動物亦出現了。 恐龍以外...

26 恐龍的盛世－－侏羅紀 大型的草食恐龍在侏羅紀四處都是 Jurassic Period 侏羅紀 146 mya 208 mya

27 侏羅紀的恐龍 侏羅紀