成冰紀

成冰紀

成冰紀(Cryogenian,符號NP2)是地質年代 中的一個紀,開始於同位素年齡850±0百萬年(Ma),結束於630(+5/-30)Ma。成冰紀期間出現全球雪球事件,為生物低潮。成冰紀可能是地球史上最嚴峻的冰期,當時可能整個地球都被冰層所復蓋。成冰紀分為Sturtian、Varangian、Smalfjord、Mortesnes。成冰紀時期的法定地質年代開始於8億5000萬-6億3000萬年前。科學家們認識到,自寒武紀生物大爆發時,地球海洋中就生活著紛繁眾多、形態各異的動物;絕大多數地層中保存的硬骨骼化石誤導了人類對早期生命的認識。

年代簡介

成冰紀屬於 前寒武紀元古宙 新元古代 ;成冰紀的上一紀為 拉伸紀,下一紀為 埃迪卡拉紀。

成冰紀分為Sturtian、Varangian、Smalfjord、Mortesnes。

成冰紀時期 (Cryogenian Time),開始於同位素年齡850±0百萬年(Ma),結束於630(+5/-30)Ma。地球曾經發生過幾次冷卻事件,在當時 冰川復蓋了 地球表面大部分的面積。有些理論學說提出這些冷卻事件應該是當時地球的冰河時期,因為跟地球經歷過的冰河時期有點類似(指地質時間), 或許當時的氣候更加寒冷。

重大事件

有理論學說認為成冰紀當時整個地球凍成一個類似固體形態的巨型雪球。要得知這些寒冷時期的最佳的證據便是地球曾經有過一段很長的寒冷氣候(或許是周期性的 冰河時期),出現全球雪球事件,時間大約發生在22億年前,然後再次發生大約在7億1000萬年前,最後大約在6億4000萬年前。成冰紀時期的法定地質年代開始於8億5000萬-6億3000萬年前。

在揚子大陸北緣的裂谷構造環境,成冰紀岩漿侵位啟動周圍的地下水熱液循環, 岩漿岩本身由於高溫水-岩反應出現18O虧損;在斷裂塌陷之處出現局部地殼物質再循環,熱液蝕變岩石發生 重熔,從而形成低18O岩漿。顯然,成冰紀時期地球上出現過岩漿熱能驅動的大規模熱液循環,是地質歷史上“冰”與“火”之間相互作用的典型範例。

成冰紀可能是地球史上最嚴峻的冰期,當時可能整個地球都被冰層所復蓋。而該冰期的結束可能間接促成了後來的寒武紀生命大爆發,但這個理論仍有爭議。

生物介紹

發現成冰紀的最後階段最古老動物的化石

美國科學家2009年2月在阿曼的一座油田中找到了世界上最古老動物的化石。這種動物的遺蹟看起來並不像傳統的化石,而更像是化石複製品。這種化石具有化合物的化學痕跡,其中的化合物至少只有在現代用海綿生產出來。而一些科學家則把海綿動物看作是現代所有動物最近的共同祖先。

化石化石

美國加利福尼亞州立大學地質學家高登-勒弗領導並完成了對這種化石的研究項目。高登認為,“很明顯,這是最古老的動物的證據。”高登的研究團隊在對由阿曼國家石油公司負責開採的沉積礦床進行分析時發現了這些化石。這種沉積物應該形成於“地球雪球”之後的成冰紀的最後階段。此前,最古老的動物化石可以追溯到地球的第二個地質時代埃迪卡拉紀。科學家們一直不能確定他們是否已經找到了動物生命的真實起源,還是僅僅發現了化石的最早記錄。

新的發現表明,動物事實上在埃迪卡拉紀之前就已經進化形成。這樣使得這些簡單的海綿體至少有1億年的進化時間,從而發展出五花八門的物種並在寒武紀早期開始興旺起來。高登團隊發現的化學跡象就是一種被稱為24-異丙基膽甾烷的脂肪狀化學物質,科學家們只有在海綿中發現這種骨骼結構。海綿一直都被認為是最早動物的現代後裔。還有其他研究認為扁盤動物的祖先是世界上最早的動物。不管這種分類學方面如何存在爭議,高登團隊發現的化石明顯更古老。無論是通過鈾進行年代測定還是對化石沉積物的位置分析,都證明它出自成冰紀晚期。這些化石顯示,有爪動物在寒武紀大爆發時不但存在,其形態還出乎意料地比現代有爪動物更加豐富多彩。

高登-勒弗的下一步計畫就是進一步挖掘成冰紀沉積物,以準確測定他發現的原型海綿具體是在何時何地形成的。高登認為需要澄清的幾個問題是,“是不是第一冰期的環境引起了生物的變化?它是不是海洋化學變化產生的後果?我們必須要爭取弄清楚動物首次出現的前因後果。”在現代的海洋中,70%以上的動物種和個體實際上都是由軟組織構成的,因而極少有形成化石的可能。那么寒武紀生物大爆發時是不是也會產生如此眾多的軟軀體動物?這塊古老化石的發現,使得人們如實地看到了地球海洋中最古老的動物原貌。科學家們認識到,自寒武紀生物大爆發時,地球海洋中就生活著紛繁眾多、形態各異的動物;絕大多數地層中保存的硬骨骼化石誤導了人類對早期生命的認識。例如葉足動物門的有爪動物,只生活在南半球的少數陸地地區。

地球變化

羅迪尼亞超大陸大約在七億五千萬年前分裂成兩半,打開了古大洋;北美洲往南向冰雪復蓋的南極鏇轉。羅迪尼亞大陸的北半部基本上包括:南極大陸、澳洲、 印度、阿拉伯,以及成為 中國的一部份大陸碎塊(華南、華北),以逆時針的方向鏇轉,向北穿越嚴寒的 北極。介於分成兩半的羅迪尼亞大陸之間,是第三大陸-剛果地盾,它組成了中、北非洲的大部分。

時代結束

而當成冰紀邁向末期時,正處於巴倫澤冰期 (Baranger glaciation) (馬林諾冰期 Marinoan glaciation),因積留在岩石里的碳13 同位素產生變化,而結束了成冰紀的年代。成冰紀時期是屬於 前寒武紀 (Precambrian) 里元古宙晚期的一部份, 其順序排列在埃迪卡拉紀之前。

地質時代百科


元古宙

元古宙,又稱元古代、原生代,是地質時代中的一個時期,這個時期已經發現了許多菌類、藻類植物化石和古代微生物化石,因此也被稱為“菌藻時代”。

古元古代

成鐵紀 ·層侵紀 · 造山紀 · 固結紀

中元古代

蓋層紀 · 延展紀 · 狹帶紀

新元古代

拉伸紀 · 成冰紀 · 埃迪卡拉紀

地質年代參照表

宙|宙年代開始
百萬年前(GSSP)
主要事件
顯生宙新生代新近紀全新世0.011430 ± 0.00013人類繁榮
更新世1.806 ± 0.005冰河時期,大量大型哺乳動物滅絕
人類進化到現代狀態
上新世5.332 ± 0.005人類的人猿祖先出現
中新世23.03 ± 0.05
古近紀漸新世33.9 ± 0.1大部份哺乳動物目崛起
始新世55.8 ± 0.2
古新世65.5 ± 0.3
中生代白堊紀99.6 ± 0.9恐龍的繁榮和滅絕
白堊紀-第三紀滅絕事件,地球上45%生物滅絕
有胎盤的哺乳動物出現
侏羅紀199.6 ± 0.6有袋類哺乳動物出現
鳥類出現
裸子植物繁榮
被子植物出現
三疊紀251.0 ± 0.7恐龍出現
卵生哺乳動物出現
古生代二疊紀299.0 ± 0.8二疊紀滅絕事件,地球上95%生物滅絕
盤古大陸形成
石炭紀359.2 ± 2.5昆蟲繁榮
爬行動物出現
煤炭森林
裸子植物出現
泥盆紀416.0 ± 2.8魚類繁榮
兩棲動物出現
昆蟲出現
種子植物出現
石松和木賊出現
志留紀443.7 ± 1.5陸生的裸蕨植物出現
奧陶紀488.3 ± 1.7魚類出現;海生藻類繁盛
寒武紀542.0 ± 1.0寒武紀生命大爆炸
元古宙新元古代埃迪卡拉紀630 +5/-30多細胞生物出現
成冰紀850發生雪球事件
拉伸紀1000羅迪尼亞古陸形成
中元古代狹帶紀1200
延展紀1400
蓋層紀1600
古元古代固結紀1800
造山紀2050
層侵紀2300
成鐵紀2500
太古宙新太古代2800第一次冰河期
中太古代3200
古太古代3600藍綠藻出現
始太古代3800
冥古宙早雨海代地球上出現第一個生物---細菌
酒神代古細菌出現
原生代地球上出現海洋
隱生代地球出現

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