我们的地球——古近纪(哺乳动物崛起)

白垩纪的结束,在地质学上标志着中生代的结束和新生代的开始,古近纪地图标示着是4500万年前地球的样子。

白垩纪的结束,在地质学上标志着中生代的结束和新生代的开始,古近纪地图标示着是4500万年前地球的样子。随着挪威和格陵兰岛之间联系的中断,大西洋仍在不断的变宽,而美洲已向西移动。非洲向东南缓慢移动,与欧洲南部挤压,形成了比利牛斯山和阿尔卑斯山。印度仍在北移穿过赤道。而澳大利亚已与南极洲彻底分离。古近纪是大规模造山和全球海陆重塑的时期。非洲和印度继续北移,古特提斯洋逐渐闭合。由于冈瓦纳地块与欧亚大陆南侧相撞,沉积地层受到挤压,于是沿着阿尔卑斯山脉到喜马拉雅山脉前沿开始了一系列的造山运动。而在遥远的西部,伊比利亚半岛(西班牙和葡萄牙)与法国相撞,导致比利牛斯山开始形成。

该时期地壳运动频繁发生。同时记录着哺乳动物到鸣禽的现代动物,成为世界主宰。古近纪6600万年前持续到2300万年前。传统上人们将这4300万年分成三个时期,分别是古新世(距今6600万年前至距今5600万年前)、始新世(距今5600万年前至距今4300万年前)和渐新世(3400万年前至2300万年前)。

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古近纪地图1

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古近纪地图2

1海洋在美洲缩减 在白垩纪时期,一片浅海覆盖着北美洲的中西部地区。到了古近纪,仅余其中被称为炮弹海的一片小片残余。因为形成落基山的持续板块运动,导致大陆的拉伸和断裂,使覆盖的海水撤退,形成了湖盆。其中一个就是尤因它盆地,这里堆积了数层沉积物,形成以精致的鱼类化石文明的绿河组。

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尤恩它兽

2大西洋中的火山 一道热熔岩“柱”从大不列颠和格陵兰岛之间的北大西洋洋底喷薄而出,将该区域的洋壳顶起、拉伸、撕裂,在此过程中,大量岩浆喷到地表,形成新的地貌。这些大爆发的痕迹,在北爱尔兰巨人提道和苏格兰斯塔法岛的芬格尔洞都可以看到。

3太平洋中的火山热点 随着太平洋板块一个热点(地幔深处物质上涌至地表的露头)上移,这里生成了火山岛链,被称为夏威夷-天皇海山链。7000万年前,第一座火山从海底喷发。板块运动如今已将该火山移到了太平洋。约4300万年前太平板块运动方向发生改变,而这一改变就以海底火山链“折线路径”保存了下来。

4澳大利亚的气候变化 南澳大利亚和昆士兰省的岩石显示,在古近纪澳大利亚的天气曾发生过变化。约5500万年前,这里气候湿润,长有大量的沼泽森林。它们后来变成了褐煤和油页岩。4000万年前这里的沉积物就已薄了很多,表明当时的环境不太好,这些沉积物所形成的岩石类似砂岩,表明该地区已经变得极为干燥。

5海岭的创造者 在古近纪,此地的海岭曾是活跃的转换断层,即两个构造板块的边界。当印度最终与中国西藏相撞且停止运动后,产生印度洋。如今,这一海岭已经沉寂,但仍以3000米的高度耸立在印度洋洋底。

6西班牙和意大利并入欧洲大陆 随着伊比利亚半岛(西班牙和葡萄牙)逆时针方向旋转,比斯开湾出现。它与法国南部相撞,挤压处于中间的地层,形成比利牛斯山。意大利向着欧洲南部北移,在移动过程中推着阿尔卑斯山向上移动。

7阿拉伯从非洲分离 随着地球地壳在非洲东北部断裂延伸,红海出现。到始新世晚期(4000万年前),大量熔岩倾泻到埃塞俄比亚高原的广袤地区,沿着断裂的大裂谷出现了一条火山带。

古近纪的火山活动 起初的北大西洋扩张极度缓慢,约6500万年前的白垩纪至古近纪之交,格陵兰岛和不列颠群岛仍然相互连接,而冰岛尚未出现。在6300万年前到5200万年前,该区域发生了大规模的火山运动。大量熔岩从西南至东北走向的一系列裂缝中喷发,覆盖了整个陆地。这些火山喷发可能是由于某个热点爆发,使得灼热的岩浆从地球内部向外喷发,随着陆壳拉张,欧亚大陆和劳伦大陆分裂,新的大西洋洋底由此形成。海底扩张涵盖了挪威和格陵兰岛之间的大部分地区。冰岛通过中大西洋中脊喷发出来的岩浆形成,如今仍位于热点之上。

海洋裂缝 大西洋在古近纪继续向北扩张。海洋下的地壳被来自深层地幔的“热点”顶起。随着地壳四散分裂,大股熔岩从裂缝中喷发出来,从爱尔兰西南部的丁格尔到格陵兰岛,东部分布着一系列的大型火山。此时冰岛形成,格陵兰岛从斯坎德纳维亚分离。

冰岛火山

海平面继续从白垩纪中期的最高点下降。但从细节上来讲,整个新生代时期海平面一直起伏不定。古近纪时期,全球气候逐渐变得湿润,使得热带和副热带气候延伸到了高纬度地区。然而从始新世末期开始,全球气候逐渐变得干燥寒冷。这对海洋和陆地生命的整体发展产生了重大的影响。

现代生命集结 白垩纪末期的大灭绝事件后,随着生命的恢复,动植物群都发生了急剧分化。在海洋环境中生命迅速振作起来,并呈现出更具现代感的面貌。硬骨鱼中的真骨鱼类和软骨鱼中的鲨鱼成为主宰,另外,还出现了最早的海洋哺乳动物,例如原始的鲸类。

梅塞尔的动植物 德国法兰克福梅塞尔的采矿场是世界上古近纪生命最重要的化石点之一。大约5000万年前,这一地点还是湖泊,周围生长着众多植物、脊椎动物和非脊椎动物。这些话是代表着较为完整的生态系统。

多种多样的哺乳动物 尽管哺乳动物化石仅占从梅塞尔挖掘出来的脊椎动物的一小部分(2%-3%),但总共有35个不同的物种,属于13个目。这些目现今仍然存在,尽管梅赛尔的哺乳动物的在尺寸上与现代哺乳动物有较大的差异,但是仍能通过外貌辨认出来。其中包括25厘米的有袋类负鼠和许多蝙蝠和啮齿动物。除此之外,人们还发现了能像狐猴一样爬树的灵长类动物,如欧洲狐猴属,他们体长为50厘米。灵长类动物用手指代替爪子。他们的食指和拇指能用来抓取并使用工具。狐猴、猴子、人类和其它猩猩都属于灵长类动物。

古近纪哺乳动物

当时马的祖先仅与大狗大小一样,牛和鹿的祖先也都体型较小,是兔子一般大小的反刍动物。其他的哺乳动物还包括食蚁兽和一些已灭绝的早期哺乳动物。

梅塞尔坑中的生命 构成该地区生态系统基础的65种植物明显具有现代面貌,热带柑橘树、棕榈树、攀援植物和樟树广泛分布。如今主要分布在较温和地区的橡树、水清风和稀有的松柏类,在当时也有生长迹象。淡水湖泊中生长着许多睡莲、富足动物以及昆虫,如水蚤、黾蝽和划蝽。

梅塞尔坑中的生命

这些昆虫是蛙、蟾蜍和蝾螈的食物。成群的食肉鱼类、水生爬行动物(如淡水龟)和长达三米的食肉鳄鱼占据着湖泊。

第一块蛇类化石产于白垩纪晚期,其祖先尚不为人所知。蛇类化石种类包括莽、筒蛇和掘地蛇。大蟒身长超过两米,以小型动物为食。

鸟类的外形也逐渐改变,从不能飞行的爱尼格玛鸟到鹰、鸡雁类、还和火烈鸟、猫头鹰、像鸵鸟的古鸨,这一生物集群涵盖了现代欧洲、北美洲、南美洲和亚洲南部的各个种类。

熔岩 在北爱尔兰和苏格兰赫布里底群岛内部,大量的玄武岩从裂缝和火山中喷发出来,其中一些裂缝如今仍清晰可见,在北爱尔兰仍然存在约3800平方千米的熔岩。安特里姆郡的巨人梯道也是诸多可见的火山喷发遗迹之一。

著名的巨人梯道

火山活动的第二阶段是从爱尔兰到苏格兰西部海岸形成的一条火山带,尽管岩石坚硬,但是在上个冰期(1.8万年前)这些已经消亡的火山遭到冰川的严重侵蚀,使得科学家们更容易研究它们。

考察该区域的火山岩,为研究它们的形成提供了重要的线索。构成岩石的岩浆也在成分上发生了一系列的变化,在不同的时期,从岩浆中沉降出来的矿物质结晶不同,一些岩石由此出现了分层。人们从苏格兰海南边的拉姆岛上发现了一个地层,证实了新生代形成的岩石由地幔热点导致的,这一地层富含铂族矿物质,它与地幔柱活动期间出现的高温息息相关。

植物和花的演化 说到陆生植物早期的演化,我们的了解主要来自于苏格兰的瑞尼。在3.9亿年之久的沉积物中含有22种植物,其中包括用叶脉循环水分的原始植物瑞尼蕨类,这些直立生长的植物寄居在沼泽中,高度为20至30厘米。

哺乳动物的分化 哺乳动物在古近纪急剧分化,在持续了6300万年的古近纪和新近纪(也称第三纪)时期,将进4000种哺乳动物发生了演化,其中很大一部分都是在前1000万年的古新世实现的,包括至少15个新的谱系——由近亲构成的群体。部分哺乳动物的分化(许多是食植动物)受到该时期出现的新兴被子植物(有花植物)的激发。哺乳动物可能具备智慧和适应性,以便在迅速变化的环境中生存繁衍。

渐新世动物

更格卢鼠 这只更格卢鼠发现于德国梅塞尔,长75厘米,是一灭绝的哺乳动物。它的后腿较长,前肢脚短,用尾巴来保持平衡,看起来它似乎能跳跃,但它的怀古结构表明当它猎食小动物时其实是靠跑的。

更格卢鼠化石

大蟒 古近纪的巨蟒和蟒蛇都属于大蟒,它们能够使猎物窒息而死。古蟒长达两米,以小型爬行动物、鸟类和哺乳动物为食。毒蛇直到第三季中新世才出现。

蟒化石

十字路口 食蚁兽(欧洲小食蚁兽)、穿山甲(始穿山甲)等在欧洲出现,这一现象具有重要意义,过去人们认为它们分别属于南美洲和东南亚地区,欧洲也因此成了始新世哺乳动物迁徙的十字路口。

原始的马 人们在梅塞尔共发现了70句马类化石,其中包括马驹和怀孕的母马。该古兽马两只前脚上均有四趾,后脚上均有三趾,肩高仅为60厘米。

原始古马化石

苏格尔洞的柱状玄武岩 在苏格兰西海岸的斯塔法岛上,冷却的玄武岩形成了支撑海蚀洞穴的柱子,该洞穴得名自神话中的一位巨人。这处玄武岩是一块厚2000米的岩石的一部分,是在古近系从附近的莫尔岛上喷发出来的。

苏格尔洞

古近纪的中国 古近纪大体继承了晚白垩世的古地理和古气候特征。我国大部分为陆地,只有西藏南部及塔里木盆地仍为海洋。它们与东亚地区和古地中海地区相连,形成了一条狭长的古特提斯海域,当时的台湾也沉没在海里。距今1.3亿年前,印度板块脱离了由南半球的非洲、南极洲和澳大利亚所形成的泛大陆,开始往北漂移。到了距今约4000万年前的古近纪中期,它与中亚和西藏对接相撞,形成了喜马拉雅山造山运动。使得古特提斯海域上升为陆地,并使先前沉积的地层发生了不同程度的褶皱、断裂,它还使得我国西部地区地势迅速抬高,致使我国晋陕盆地、西南盆地等在古近纪后期分别上升为黄土高原和云贵高原,并使大型的沉降盆地往东形成了华北盆地、松辽盆地、江汉盆地、苏北盆地等。特别需要指出的是,现在的渤海湾、黄海以及台湾海峡等当时都属于陆地。所以这些地方都沉积了很厚的古近纪的陆相地层。但东海、南海仍属于海洋,那里沉积的是海相地层。

古近纪的我国是煤矿、石油和膏盐矿的重要成矿时期。煤矿主要分布在东北、山东、河北和山西境内,其中辽宁抚顺的煤矿规模最大。石油主要分布在松辽盆地、渤海湾、江汉盆地、南阳盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地、塔里木盆地和苏北盆地等。这些地方都是陆相地层形成的油田。而在台湾西部和塔里木西南的喀什湾以及东海和南海,却是海相地层形成的油田。由于古近纪早期气候较干旱,到后期才转为温暖潮湿,故在早期,西起喀什海湾、南达滇西兰坪、思茅地区和广东三水盆地,东至江汉盆地和衡阳盆地都是高原矿床。山东大汶口附近还发现了有钾盐矿。

亚洲鳄猎食原古马

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