20亿年前的地球,究竟是什么样子的?我们的祖先又在做什么?
相较于人类短暂的历史,地球的历史尤为漫长,被估计长达约45.7亿年。而在地球的演化历史当中,有一个阶段对于生命而言十分重要,也就是元古宙时期,它的时间段大约是25亿年到5.7亿年前。
如果我们想知道20亿年前的地球到底是什么样子,大致便能够结合元古宙时期来推断了。那么,当时我们的祖先在做什么呢?为何说这一时期对生命演化尤为重要?
20亿年前的地球是什么样?
地球作为人类的家园,其过往历史一直都是研究的重点,人们渴望知道地球是经历了怎样的变化,才变成了如今的模样。但是,想复原四十多亿年的历史又谈何容易呢?
毕竟就算是挖掘化石,找到的也大多都是距离我们较近的时期的,大部分保有历史痕迹的岩石都已经被岁月消磨殆尽了。不过,坚持不懈的研究者还是从诸多的蛛丝马迹当中找到了线索,并且给地球划分了地质年代。
在地质年代的划分当中,宙>代>纪>世,按照这四个等级将漫长的地球史切割成了各个部分。其中宙可以分为冥古宙、太古宙、元古宙和显生宙,如今我们就处在显生宙、新生代、第四纪、全新世时期。
每个阶段对应的年代是有明显区别的,像大家比较好奇的20亿年前就属于元古宙时期,这一时期开始于25亿年前,结束于5.7亿年前。
众所周知,地球形成的前期,不仅表面遍布岩浆海,还会遭遇各种小行星和陨石的撞击。在这种情况下,地表维持着沸腾的状态,直到进入元古宙时期,也就是距今38亿年到25亿年前,才渐渐的趋于稳定,重要的地质事件才有了明确的记录。
元古宙时期可以具体划分为古元古代、中元古代和新元古代,20亿年处在古元古代和中元古代的过渡时期。其时间长达20亿年左右,占了地球地质历史40%的时间,十分重要。
这一时期大气当中的含氧量不断增高,不过这个增加的幅度是比较慢的,必须要等地表的还原性物质耗尽。正因如此,20亿年前地球还是比较缺氧的,这一情况直到新元古代时期才有所改善,大量的菌类、藻类开始出现。
资料显示,科学家从地球形成早期(含氧量最低)开始一直到现阶段大气中对氧含量变化进行了研究,发现距今26.5亿年前、元古代时期内距今24.5亿年前、距今18亿年前以及距今6亿年前,是地球演化史大气中氧含量升高幅度最大的四个时期。
除了含氧量低以外,20亿年前的地球还显得非常寒冷,因为在元古宙中期的时候出现了全球性的大冰期,而新元古代也有至少四次全球冰期。由此可以推断,当时地球温度基本在零下50摄氏度左右,太阳的光芒也远不如现在刺眼。
可见,20亿年前的地球环境还是比较恶劣的,寒冷的情况使得地球看起来跟如今的“冥王星”一样死气沉沉。并且在大氧化事件发生之前,生物似乎也没有足够的氧气生存。
那么,那一时期真的有生命存在吗?
那时存在生命了吗?
事实上,地球生命诞生的时间远比我们想象的要早,比如在距今38亿年前的冥古代晚期,就已经有生命出现在海洋当中了。当然,这些生命看起来和我们想象中的生物相差甚远,它们被称之为原核生物。
到了21亿年前,生命演化引来了新的转机,此时更加复杂的细胞开始出现,人们称其为真核细胞。这些真核细胞往往生活在地球的浅海当中,通过光合作用来获取能量,同时也制造氧气。说到这儿,大家估计也明白了元古宙时期的大氧化事件是从何而来的。
正因如此,如果我们能乘着时光机回到20亿年前,是可以在浅海海域看到这些默默“发光发热”的生命的。从某种角度来说,它们也算是我们的祖先,毕竟如今我们在世界上看到的多姿多彩的生物,其本质上都是由细胞构成的。
或许有人会说真核单细胞与后来复杂的细胞相差甚远,所以它算不上是我们的祖先。可实际上,真核单细胞在后来的发展过程中,获得了多个共同体作为细胞器,比如叶绿体。它是在不断地完善自己,直到最终促使“生物”诞生。
当然,如果有人坚定地认为,人类的祖先必须是某种拥有复杂结构的生物的话,那么20亿年前,我们的祖先确实是不存在的。简单点来说,此时的地球虽然有朝着“生机勃勃”发展的势头,但总体来说还是处在一片寂静当中的。
而这种寂静,其实是在为即将到来的显生宙做准备,因为当显生宙来临时,地球上的生物种类便呈现出了爆发式的增长,生物体的结构也变得愈加复杂。正因如此,不少人才会说元古宙对生命演化至关重要。
元古宙与生命演化
在上文中,咱们提到20亿年这个节点,处于古元古代和中元古代的交接位置,生命的演化虽然有了一定的进展,但是依旧不够明显,起码种类不够多。不过当时间来到新元古代的时候,就有了翻天覆地的变化了。
根据已有的资料来看,当新元古代来临时,真菌、动物、植物等多细胞后生生物都开始出现,形成了菌-藻时代。在诸多动物当中,海绵起源得最早,其身体结构十分的简单。
而生物的繁殖模式也出现了变化,从无性繁殖转向为有性繁殖。在选择了有性繁殖以后,生物就出现了个体分化和多样性,为后来的物种大爆发奠定了基础。
当然,也不能因此完全否定原核生物,这些选择无性繁殖的家伙如今仍是地球上重要的成员,它们对地球生态平衡和生化循环有着重要的作用。
总的来说,人们之所以重视元古宙,就是因为觉得它和寒武纪生命大爆发之间有着密切的关系。寒武纪生命大爆发当中,突然出现了多种生物,物种的多样性达到了令人震惊的地步。
而不少人认为寒武纪生命大爆发就是元古宙生命演化积淀的结果,再加上那时出现过多次冰期,使得大量的铁和磷进入了海洋,让其中的生物可以以此朝着更大、更强的方向演化。
资料显示,磷元素既是重要的营养物质之一,又是食物链基础生产者的重要限制因子,同时也是所有动物的营养物质和外壳和骨骼的主要构成成分。至寒武纪生命大爆发时,磷的埋藏量大幅度增加,达到1000亿吨左右。
由此可见,人们很希望通过元古宙时期地球的种种表现和参数,解开寒武纪的谜题。只不过,由于相隔的时间过于久远,所以探索也相当不容易!
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