《我们的地球》「奥陶纪之后是什么纪」

“奥陶”（Ordovices）一词由英国地质学家拉普沃思（C.Lapworth）于1879年提出，代表露出于英国阿雷尼格（Arenig）山脉向东穿过北威尔士的岩层，位于寒武系与志留系岩层之间。因该地区是古奥陶部族的居住地，故得名。奥陶纪的命名于1960年在哥本哈根召开的第21届国际地质大会上正式通过。其中文名称源自旧时日本使用日语汉字音读的音译名“奥陶纪”（音读：オードーキ，罗马字：oo doo ki）。

奥陶纪（Ordovician Period，Ordovician，符号O），地质年代名称，是古生代的第二个纪（原始的脊椎动物出现），开始于距今488个地质单位之前（4.8亿年前）~444个地质单位之前（4.4亿年前），延续了4200万年。

奥陶纪每日的时间为21小时，而非24小时。

陶纪 4.6亿年前奥陶纪将结束之时，古洋伊阿珀托斯洋面积开始变小，而另一片海洋瑞亚克洋开始扩张。这两片海洋位于临近南极的窄条状陆地的两边。冈瓦纳大陆的部分地区开始与其他的地方分离，余下的部分移向南部，使得如今的北非处于南极之上。许多大洲的大陆地区不断发生周期性巨大的火山活动，使得澳大利亚东部海岸，南极洲部分地区和南美洲的陆地面积变大。

奥陶纪地图

奥陶纪地图

1.英格兰北部

英国湖区的山峰和丘陵由形成于4.5亿年前的岩石构成。这些山脉不易受腐蚀，是由类似板岩的泥岩，坚硬的砂岩和还有熔岩，火山灰以及玄武岩的火山岩混合而成。火山喷发产生的火山灰被冲入浅海和湖泊中，随着时间的推移而形成岩石。在最近的一个冰期，冰川将这些岩床切割成了独特的山脉和宽阔的山谷。

2.中国

在奥陶纪之初曾经被海水覆盖的属于冈瓦纳大陆西部的若干地壳板块，如今则构成了中国主体。沉积物堆积而形成灰岩，某些地方的厚度甚至达到了800米。这些地层中含有这个时期，世界上最为完整的海洋化石，其中包括珊瑚、三叶虫和鹦鹉螺等。随着时间的推移，这片区域的浅泻湖干枯留下诸如食盐和石膏之类的矿物质。

3.被遗忘的区域

约4.6亿年前，澳大利亚临近赤道地区，在如今澳大利亚中部地区艾丽斯斯普林斯附近发现的奥陶纪砂岩，表明澳大利亚在奥陶纪时期曾被浅海淹没。砂岩中的沉积物，还有已知最古老的鱼类遗体。

4.南非

约4.4亿年前奥陶纪晚期地层发现于南非开普省的克林威廉，有着两方面的意义：为奥陶纪晚期的冰期作用提供了证据；为已灭绝的牙形刺（长有微型牙齿的似盲鳗生物）提供了躯体证据。这一地层中的岩石留有冰川作用的痕迹。岩石中偶尔出现的坠石（从海冰上掉落或穿过海冰的卵石）表明这些水体曾有段时间被海冰或冰川覆盖。岩石中的化石动物群有三叶虫和其他节肢动物构成，另外还有头足类动物（乌贼的早期祖先）腕足动物（原始带壳动物）和牙形刺。最近的发现表明牙形刺长有眼睛和脊索。

5.冰川的作用痕迹

从巴西的亚马孙河流域横穿北非，直到沙特阿拉伯，分布在这些区域的地点中发现了冰碛岩由奥陶纪晚期的冰川形成的砾岩。这些冰碛岩表明，靠近南极的冈瓦纳大陆部分地区在奥陶纪曾经遭遇严重的冰川作用。其他能够证明冰川作用痕迹的，如坠石，则在许多地区都有发现，例如，法国和西班牙这些地区在奥陶纪时期都位于冈瓦纳大陆近岸。

6.大灾难的证据

据美国弗吉尼亚州哈根市不远处，可以看见来自奥陶纪的一层火山灰。这种火山灰是从明尼苏达州一直延伸过来的，比1980年圣海伦斯山火山爆发所产生的火山灰多500倍。产生火山灰的巨大喷发导致诸多物种灭绝，当地所有棘皮动物（现代海星的祖先）和头足类动物全部消失。

7.新的海洋诞生

在奥陶纪时期，如今构成部分北美洲和欧洲地区的阿瓦隆尼亚大陆和阿莫里凯大陆从冈瓦纳超大陆（非洲，南美洲，南极洲，澳大利亚和印度组成）分离。随着这些地块儿向南移动，一片新的海洋瑞亚克洋随后出现。

中国

中国的海侵是在海域延续下来的。扬子地台和中朝地台西部边缘地带，在中、晚寒武世或早奥陶世略有上升，奥陶纪早期地层缺失，较新的奥陶纪地层与寒武系呈假整合接触。在中朝地台的中部、东部和扬子地台，奥陶纪地层与寒武纪地层皆呈整合接触。中奥陶世之后中朝地台上升为陆地，除西部边缘地区外，晚奥陶世没有沉积。奥陶纪加里东运动在地台区表现为频繁的震荡运动，地槽区有较多的火山喷发岩、中基性和中酸性火山岩，如北方地槽区。祁连山地槽区火山活动有两个时期，一是早奥陶世中期，另一是晚奥陶世。

奥陶纪气候温和，浅海广布，世界许多地区（包括我国大部分地区）都被浅海海水掩盖，海生生物空前发展，较寒武纪更为繁盛。化石以三叶虫、笔石（Graptolites）、腕足类、棘皮动物中的海林檎类（Cystoides）、软体动物中的鹦鹉螺类（Nautilites）最常见，苔藓虫、牙形石、腔肠动物中的珊瑚、棘皮动物中的海百合、节肢动物中的介形虫和苔藓动物等也很多。节肢动物中的板足鲎类（Eutypterids）和脊椎动物中的无颌类[如甲胄鱼（Ostracoderms）]等均已出现。低等海生植物继续发展，淡水植物据推测可能在奥陶纪也已经出现。

奥陶纪海洋

典型生物

奥陶纪时期的海洋生物是现代动物的最早祖先。珊瑚和叫做星状动物的古老海星生长在洋底。海底的带壳动物包括与现代牡蛎有关的软体动物、看起来与软体动物相似的腕足动物和外壳卷曲的腹足动物。头足类——现生鱿鱼的堂兄弟——快速游过海底搜寻猎物。但最大的新出现的动物是像萨卡班巴鱼这样的无颌类。无颌类，例如发观于南美的萨卡班巴鱼，是地球上最早的脊椎动物之一。这一时期仍然没有任何动物种类生活在陆地上。

奥陶纪时期，海生动物空前发展，直到气候剧变毁掉了许多动物赖以生存的环境。在奥陶纪时期，地球变化的步伐加快了。在奥陶纪存在约5000万年的时间里，（从4.88亿年前到4.44亿年前）。西伯利亚大陆和波罗地大路北移，伊阿珀托斯洋开始闭合，瑞亚克洋逐渐在南方形成。冈瓦纳超级大陆仍然主宰着南半球，南极点则为北非所占据。

向陆地进发

节肢动物痕迹化石

动物在这一时期开始涉足陆地，但并不是直接从海洋出来，而是先转移到淡水区域。人们在英格兰北部奥陶纪晚期大约4.5亿年前的淡水沉积物中发现了一列宽度为一厘米的平衡印记。这些痕迹可能是类似马陆的节肢动物留下的，他们可能身体分段，腿部分节，还具有外骨骼，但目前并未发现这种生物的躯干化石。节肢动物最适合从有力的水环境转移到空气干燥，生长着原始植被的干旱陆地上 我们关于奥陶纪气候变化和大陆位置的知识，都是从栖息在海洋中的小动物化石推断出来的，尽管原始植物和一些小型节肢动物在奥陶纪开始侵占陆地，但此时的大部分生命仍然集中在海洋中。

三叶虫

奥陶纪海洋里生活着500多种三叶虫。这虽然没有寒武纪时期的种类多，但其数量仍是巨大的。这是今天三叶虫化石如此普遍的原因之一。

三叶虫化石很容易找到，这不仅因为它们数量大，而且因为它们定期脱去外壳。随着动物的生长，外壳落入古海底，常常被掩埋，变成化石。从俄罗斯到摩洛哥到美国，在世界各地的海相岩石中已发现了几千种不同的三叶虫。有的长着长刺来抵御捕食动物，有的将眼睛长在长柄上，这样当它们埋在泥沙里的时候仍能看见外面。 三叶虫能够在海底游泳或爬行。但它们防御捕食动物的方法可能像今天的犰狳一样，将带壳的身体蜷缩成球状。我们知道三叶虫被其他海洋生物捕食，因为我们经常发现三叶虫化石上有被咬的痕迹。有颌鱼类的兴起可能促使许多三叶虫灭绝。但有些三叶虫一直生存到2.51亿年前的最大灭绝性灾难发生的时候。

微型牙齿

牙形刺化石

这些像梳子一样的条带化石是牙形刺的进食器官，而牙形刺曾是奥陶纪海洋中较大的生物之一。人们认为牙形刺是脊索动物包括真正的脊椎动物的近亲 微观世界鱼类开始演化，但大多数海生动物体型仍然相当微小，只有少数动物体型超过了，2～5厘米。最为普遍的是类似双壳动物的腕足类，多数长度在2～3厘米。已知有超过12000个腕足动物物种，它们栖息在海底或者附着于如海百合的其他生物上。由于它的壳随着当地条件而各有不同，这些化石能够帮助人们重构当时的环境。

牙形刺动物复原图

鱼类

莎卡班坝鱼

最早的鱼类是无颌类。它们没有上下颌，嘴很宽，头的边缘长着奇怪的骨板。也许这些骨板是发电器官，用来感觉距离或电击捕食动物。无颌类的摄食方法是将含有微小动物和沉积物的水吸入口中。它们可能是尾巴向上在海底游泳。

笔石

笔石是奥陶纪最奇特的海洋动物类群，它们自早奥陶世开始即已兴盛繁育，分布广泛。笔石是一类微小的蠕虫状生物，它们像今天的珊瑚虫一样群体生活。整个笔石群体仅有5厘米长，它们漂流在海面上，吃浮游生物，和今天鲸类所吃的大量微小海洋生物是一样的。笔石对于科学家来说是特别重要的，因为它们在一个较长的时期里是逐渐变化的。科学家能够根据共同发现的笔石的种类判定其他海洋生物化石的年龄。

直壳鹦鹉螺

海中的顶级捕食者要属直壳鹦鹉螺。它身长6米，重150千克，是鹦鹉螺、章鱼等头足类软体动物的祖先。它几乎什么都吃，包括三叶虫、星甲鱼、板足鲎等动物。直壳鹦鹉螺也有竞争对手：有史以来最大的节肢动物：3.6米长的板足鲎。板足鲎看上去像是一只巨大的，没有尾钩的蝎子，是最古老的节肢动物之一。板足鲎经常与直壳鹦鹉螺争夺食物，但总是敌不过它们。

珊瑚

珊瑚自中奥陶世开始大量出现，复体的珊瑚虽说还较原始，但已能够形成小型的礁体。

4.49亿年前，地球进入了奥陶纪晚期。此时的地球与现在的有很大不同：泛大陆尚未形成，今天的南美洲、澳洲、南欧、非洲、印度以及南极洲形成冈瓦纳大陆，其它陆地则分裂成一系列岛屿，分布在世界各地。奥陶纪是地球史上海侵最严重的时代，海平面比现在高出400米，现今1/3的陆地都被浅海覆盖。

伽马射线暴击中地球事件

在奥陶纪与志留纪之间隔着一起大规模物种大灭绝——伽马射线暴。在此次物种大灭绝中，60%的物种灭绝，主要灭绝动物有：圆月形镰虫、彗星虫、原始生物。这次灾难的罪魁祸首是伽马射线暴。距离地球6000光年以外的地方，一颗中子星与黑洞由于不明原因相撞，产生数束伽马射线暴，其中一束不偏不倚击中了地球。其实伽马射线击中地球的概率极小，小于1/100,000,000，这次地球真是很倒霉。

射线击毁了3/1的臭氧层，阳光中的紫外线直接穿透大气层，杀死了大量浮游生物，破坏了海洋食物链的基础，饥荒开始四处蔓延。射线带来的辐射还杀死了大量珊瑚，破坏了海洋生物的栖息地。

灾难过后数十年，被击碎的气体分子重新组合，形成一种叫做二氧化氮的有毒气体。二氧化氮遮天蔽日，遮住了50%的阳光。地球失去了阳光的照射，气温开始迅速下降。动物的卵无法在低温中正常发育，导致种群数量大幅下降。

由于阳光照射忽然下降，气候变得很不稳定。海水产生巨大波浪，搅得动物不得安宁。直壳鹦鹉螺想去深海避难，但深海的水压很大，高水压将直壳鹦鹉螺不坚固的外壳压碎，这样它们只有死路一条。而它们的近亲鹦鹉螺有着坚固的外壳，使它们能够幸免于难。

灾难发生十年后，水温由原先的25摄氏度下降到10度，杀死了更多浮游生物，这加速了食物链的崩溃，但食物需求量较少的小型动物却不觉得饥饿，所以在饥荒中小型动物更容易生存。

灾难发生500年后，地球上1/3的生物都消失了，剩下的生物还在饥饿中挣扎。由于缺少阳光照射，全球平均气温由22摄氏度下降至10度，导致大量海水结冰，海洋动物再次失去了大量栖息地。冰川的蔓延速度快得难以想象，数年后，超过10%的海水都冻结了。冰川消耗了大量海水，导致海平面下降了约100米，原先的海洋有不少变为陆地。

灾难发生15万年后，全球平均气温已经下降至5摄氏度，超过一半的生物都在严寒中灭绝了，剩下的生物能够幸存吗？

灾难发生20万年后，冰川时代终于过去。但地球的生命迹象几乎全部消失，地球需数十万年才能恢复以往的生机。原先生机勃勃的海洋变得死气沉沉，但剩下的浮游生物不断繁衍，修复了食物链。

距伽马射线暴击中地球已经过去了40万年，灾难已经基本结束。这场席卷全球的浩劫是地球史上第一次物种大灭绝，造成56%物种灭绝。直壳鹦鹉螺奇迹般地活了下来，但发生了不良基因突变，体型缩小至2米。板足鲎在灾难之后迅速取代直壳鹦鹉螺，成为顶级掠食者。在这场灾难中还有一个获益者——最早的脊椎动物之一：星甲鱼。星甲鱼属于头甲鱼类，没有颌部，它们的一支在灾难之后进化成最早长有颌部的脊椎动物：棘鱼。

致命的射线，严重的饥荒、遮天蔽日的有毒气体以及严重的冰期构成了第一次物种大灭绝——伽马射线暴击中地球事件。