第4章第2节全球自然环境的演化汇编.ppt

第2节 全球自然环境的演化 第三阶段（70MaBP） 南大洋加宽，马达加斯加从非洲分离，特提斯海闭合成内陆海，即地中海。格陵兰开始从欧洲分离，印度开始从塞舌尔群岛分离。 第四阶段（54MaBP）：澳大利亚从南极洲分离。 第五阶段（15MaBP）：阿拉伯半岛开始从非洲分离、下加利福尼亚开始从墨西哥分离。 * * 生命出现以前的无机自然地理环境时期（距今45亿～38亿年前）； 以海洋生命繁盛为标志的古海洋自然地理环境时期（距今38亿～4亿年前）； 陆地生命发展，但生物种群和海陆分布形式均与现代明显不同的古自然地理环境时期（4亿～2.25亿年前）； 古自然地理环境向现代地理环境演进的过渡时期（2.25亿～0.65亿年前）； 现代自然环境的形成和发展时期（距今0.65亿年以来）。 45亿年自然环境演化发展的5个阶段： 1、无机自然地理环境时期 时间：距今45亿～38亿年前 四个主要事件 地球气候 生命 1）四个主要事件 地球的物质分异作用，形成其独特的圈层结构。 原始地壳的形成与破坏。 原始大气被主要由地球排气作用产生的还原性的次生大气所取代。 受外来天体的碰撞作用，地—月系统形成。 2）地球气候 从距今39亿～38亿年前就开始出现的太古代绿色岩沉积，具有与现代相同的沉积结构，并有明显的沉积相的分异。 沉积岩的存在表明：早在距今39亿～38亿年以前，已存在风化作用和与现代过程相似的侵蚀、搬运与堆积过程，即存在着水分的蒸发、降落与径流形成的循环过程。 水循环过程的存在意味着此阶段末期地球表面的温度维持在0～100℃之间。 距今40亿～38亿年前期间，生命进化尚处在前生命的化学进化阶段。 3）生命： 2、古海洋自然地理环境时期 时间：距今38亿～4亿年前，占地球历史的3/4。 两个重大转变将此时期分为三个阶段。 地球气候 无生命系统向有生命系统的转变（距今38亿～20亿年前） 生命可居住环境的形成（20亿～6亿年前） 海洋生命的繁盛（距今6亿～4亿年前） 第一个转变出现在距今20亿年前后。 第二个转变出现在大约6亿年前。 1）两个转变 第一个转变——距今20亿年前后 现代意义的板块运动的出现。地壳的演变从此表现为以大陆的合并与解体为特征的板块运动旋回； 含自由氧的氧化大气的形成。估计20亿年前大气的含氧量至少应在1％现代大气氧分压之上，氧化大气替代了还原性大气； 真核细胞的出现。20亿年前真核细胞生命出现后，进一步进化出多细胞生物与后生动物，随着后生动物的出现，生态系统的结构趋于复杂，生命过程调控全球环境使其适于生物生存的作用日趋显著。 第二个转变——大约6亿年前。 以三叶虫为代表的具有坚硬的钙质外壳的无脊椎动物突然繁盛于海洋中。即寒武纪生命大爆发，是地质历史上的一个重大事件，标志着地质历史开始进入古生代。 具有钙壳生物的出现与大气中自由氧含量的增加密切相关，钙质介壳的形成改变了生物与大气进行氧气交换的方式，据生物所具有的钙质外壳推断，距今6亿年前大气的含氧量应在10％现代大气氧分压，屏蔽紫外线的臭氧层虽已出现，但尚未形成完好，所以生物仍局限在海洋之中。 2）地球气候 距今40亿～9亿年前期间，地球基本上是温暖的。 在距今28亿年前和24亿～23亿年前期间发现冰川活动的遗迹，其中南非智水滨发现的28亿年前的冰川遗迹是目前已知最古老的冰川活动记录。可能与大气中CO2的持续减少有关 距今22亿～9亿年前期间，广泛分布的元古代浅水碳酸盐和红层的存在指示了持续温暖的环境。 9亿～6亿年前全球进入晚元古代冰期，南极大陆被冰雪覆盖，其它大陆上也均见有1～3层以上的晚元古代冰碛岩等冰川沉积，表明至少经历了3次以上的冰期与间冰期气候波动，但冰川广泛地分布于低纬度。 冰川不是发育在高纬度和极地，而是广泛地分布于低纬度。仅少数冰碛岩的古纬度可达45°，难以用大陆拼合在极区作为冰期成因的解释。 晚元古代冰碛岩其它不寻常的特征包括，它与通常指示温暖环境的灰岩、白云岩和蒸发岩成互层，在碳酸盐沉积中含有永冻土结构、韵律或纹层沉积和冰川成因的滴石现象等，反映出气候大幅度和快速变化的特征。 晚元古代冰期特征： 对9亿～6亿年前冰期的成因的解释 观点1：认为可能是地球轨道参数变化的结果，当时的黄赤交角很大，可能达53°，导致年平均温度的降低。这种观点有利于解释冰川的广泛分布及低纬度的冰川现象，但难以解释日地系统的角惯量分布。 观点2：认为晚元古代冰期的产生是CO2含量持续减少使温室效应减弱的结果，广泛分布的晚元古代浅海碳酸盐沉积有利于大气中CO2含量减少的解释，但此观点的问题是难以解释冰期结束的原因。 3、古自然地理环境时期 时间：距今4亿～2.25亿年前 板块运动情况 地球生物 气候 1）板块运动情况 分离的大陆聚集并