泥盆纪后期灭绝事件

第二次物种大灭绝

泥盆纪后期灭绝事件（又称晚泥盆纪灭绝事件或泥盆纪晚期灭绝事件、泥盆纪大灭绝），是地球生物史上五次主要的大规模物种灭绝事件之中的第四大物种灭绝事件，发生于古生代泥盆纪晚期。本次灭绝事件又可被细分为许多个别的小事件，而其中发生在3.74亿年前的凯尔瓦塞事件是本次灭绝事件中最严重的，并标志着泥盆纪最后一个时期法门阶动物群阶的开始，即弗拉斯阶-法门阶的边界。另外第二大的罕根堡事件则终结了泥盆纪时期。总体而言，约19％的科和50％的属在泥盆纪后期灭绝事件中消失。

泥盆纪简介

泥盆纪(Devonian period)，地质年代名称，古生代地第四个纪，约开始于4.05亿年前，结束于3.5亿年前，持续约5000万年。泥盆纪分为早、中、晚3个世，地层相应地分为下、中、上3个统。泥盆纪古地理面貌较早古生代有了巨大的改变。表现为陆地面积的扩大，陆相地层的发育，生物界的面貌也发生了巨大的变革。陆生植物、鱼形动物空前发展，两栖动物开始出现，无脊椎动物地成分也显著改变。

泥盆纪是脊椎动物飞越发展的时期，鱼类是当时最高级的生物并且相当繁盛，理所当然的是当时海洋的主宰者，各种类别的鱼都有出现，故泥盆纪被称为 “鱼类的时代”。最重要的是显示出从总鳍类演化而来的原始爬行动物——四足类（四足脊椎动物）的出现。

具体过程

3.77亿年前，地球进入了泥盆纪晚期。此时的地球与当代有很大不同：泛大陆尚未形成，南美洲、非洲、印度以及南极洲形成冈瓦纳古陆，其它陆地则分裂成一系列岛屿，分布在世界各地。陆地上首次出现了森林，由于没有植食性动物，森林很快遍布全球。陆地上只有少量节肢动物，大部分动物都生活在海洋。鱼类在第一次生物大灭绝事件中发展壮大，很快成为世界霸主。鱼类只有三个分支：硬骨鱼、软骨鱼、圆口鱼。而泥盆纪时还有另外两种：头甲鱼和盾皮鱼，其中盾皮鱼是海洋中的主宰者。

有一种盾皮鱼叫做邓氏鱼，是海洋中的顶级掠食者，海洋中绝对的主宰者。邓氏鱼身长11米，体重4吨，咬合力可达5吨，足以将钢筋咬得粉碎，这样的咬合力出现于古近纪的巨齿鲨能与之匹敌。

这次灾难的罪魁祸首是岩浆。3000亿立方米的岩浆由于不明原因脱离了外核，从西伯利亚地区喷涌而出。

3.77亿年前的一天，地球忽然开始剧烈晃动，同时，大量高温气体从西伯利亚地区的海床裂缝中喷出，这导致附近的海水开始沸腾，杀死了大量生物。紧接着，3000亿立方千米的岩浆喷涌而出。滚落的岩石很快就摧毁了附近所有的珊瑚礁和其他生物。

岩浆不仅使海水温度大幅升高，烫死了成千上万的生物，还污染了海水。岩浆中的有毒物质与海水发生化学反应，使海水发生酸化，大量动物因无法呼吸而死亡。

灾难发生5000年后，海水中的污染物扩散到了大气中，其中大部分是温室气体——二氧化碳。这导致全球气温迅速升高，达到30摄氏度，洋流也停止了运动。在赤道地区，海水温度由20摄氏度升到32摄氏度，这摧毁了更多的珊瑚，因为它们无法在高温中生存。

灾难发生十万年后，岩浆还在继续喷发，而此时又出现了一个新的杀手：植物。此前，陆地上并没有土壤，但由于植物枯枝败叶的腐化，土壤出现了。雨水将大量土壤冲进海洋，成为海藻很好的养料。海藻的兴盛消耗了大量氧气，使动物窒息而死，因此，加快了动物的灭绝。

灾难发生75万年后，天空中的水蒸气与二氧化硫发生化学反应，形成酸雨。连续数万年的酸雨的泛滥使植物的数量进一步减少，土壤发生酸化。

超级地幔柱冲破海床130万年后，又发生了新的灾难。从前的火山喷发都发生在海洋中，而这次发生在陆地上。3.76亿年前，中国的西部地区，大地开始剧烈颤动，一个直径8千米的火山口中，20万立方千米岩浆喷涌而出。岩浆淹没了方圆50千米所有的地方，杀死了这范围内所有的生物。火山还喷发出了许多火山灰和有毒气体，它们遮天蔽日，完全遮住了阳光，地球陷入了200万年的长夜之中。

过去100多万年中，地球的温度不断升高，但这时，火山灰使阳光发生折射，地球无法获得太阳能，气温开始迅速下降。海水从32摄氏度跌到16摄氏度，浅海中的鱼卵立刻全部死亡。地球陷入了严重的冰期事件。

灾难发生150万年后，地球开始了一百多万年间的首场降雪。大雪持续了数年，覆盖了纬度大于45的所有地区。冰冷海水中的生物大量死亡，它们无法适应这种从高温到低温的快速变化。

灾难发生200万年后，冰期结束，岩浆不再喷发。但地球的生命迹象几乎全部消失。海洋中的动物几乎全部消失，而微生物开始大量繁衍，这很像寒武纪生命大爆发之前。

曾经加速动物灭绝的植物成为了“救星”，它们制造大量氧气，逐渐使地球恢复生机。地球上空的有毒气体逐渐消散，气温逐渐稳定，并重现了明显的四季变化。

此次灭绝事件使得75%的生物灭绝。包括顶级掠食者邓氏鱼在内的所有盾皮鱼，首种胎生脊椎动物艾登堡母鱼、陆地脊椎动物的祖先真掌鳍鱼和提塔利克鱼以及所有头甲鱼都在这场浩劫中灭绝了。在这场灾难中，出现了首次能在陆地行走的脊椎动物：提塔利克鱼。提塔利克鱼虽灭绝了，但它们的一支进化成更先进的物种：鱼石螈。鱼石螈是包括人类在内的所有四足脊椎动物的祖先，它们迅速代替节肢动物成为陆地霸主。

事件组成

在泥盆纪最后的2000万至2500万年期间，灭绝速率明显较背景灭绝速率为高。在这段时期，可区分出8至10个不同事件，其中又有两个特别严重，分别为凯尔瓦塞事件以及罕根堡事件。在凯尔瓦塞事件发生之前，地球已经存在漫长的生物多样性丧失。而泥盆纪末期的罕根堡事件，则可能是造成在石炭纪初期1500万年间缺乏陆上动物化石纪录的原因。这段时期被称作柔默空缺。

凯尔瓦塞事件

凯尔瓦塞事件（Kellwasser Event）是指出现在接近弗拉斯阶-法门阶边界的灭绝高峰期。多数文献中所指的泥盆纪后期灭绝事件事实上就是指凯尔瓦塞事件，因为它是第一个因发现海洋无脊椎动物化石纪录而为人所知的灭绝事件。此事件在1967年时第一次被提出。此外因为地质纪录显示这段时期有两个不同的缺氧页岩层，还可以看出它有可能是由两个不同，但时间距离接近的事件组成。

罕根堡事件

罕根堡事件（Hangenberg Event）是泥盆纪与石炭纪分界，为泥盆纪后期灭绝事件的最后一个灭绝高峰期。它的地层中含有被砂岩沉积覆盖的黑色缺氧页岩层。与凯尔瓦塞事件不同的是，罕根堡事件同时影响了海洋生态系与陆地生态系。

波及范围

灭绝的科占当时科总数的30%，灭绝选择性地发生，灭绝的海生动物达70多科，其灭绝情况可能比陆生生物更为严重。这次灭绝事件的时间范围较宽，规模较大，受影响的门类也多。当时浅海的珊瑚几乎全部灭绝，当时赤道浅水水域的珊瑚礁则是全部灭绝，深海珊瑚也部分灭绝，层孔虫几乎全部消失，竹节石全部灭亡，浮游植物的灭绝率也达90%以上，腕足动物中有三大类灭绝，无颌鱼及所有的盾皮鱼类受到严重影响。陆生植物以及淡水物种，比如原始爬行动物，也受到影响。

原因推测

此次大灭绝中受影响最大的是那些生活在暖水中的物种，因此很多科学家认为造成这次大灭绝事件的原因，是一次与奥陶纪末相似的全球变冷事件。根据这一理论，晚泥盆世的大灭绝是由冈瓦纳大陆的另一次冰川作用引发的，巴西北部这一时期的沉积物中有证据支持这一假设。此期间的彗星撞击事件曾被认为可能是这次大灭绝的诱因。加拿大古生物学家迪格比迈凯轮在1969年提出泥盆纪灭绝事件是由小行星撞击造成的。然而，尽管有晚泥盆世碰撞事件（见阿拉莫火球），但是没有存在一个足够大的泥盆纪陨石坑的证据支持。通过同位素测量碳，氧和锶，从全面的环境分析，元素分析，热冷气候快速变化的重大环境变化，少雨、海平面下降、海水含氧量下降，这些变化可能也是造成大规模灭绝中的一个因素。

争论

虽然在泥盆纪晚期时有大规模生物多样性丧失，科学界对于灭绝事件的发生时间和长度却尚未确定。大致有50万至2500万年，落在吉维特阶中期至法门阶晚期。此外，学界也不清楚此次大灭绝事件是否是由两次主要灭绝事件所组成，抑或只是一连串的小型灭绝事件。新研究指出可能是300万年间的多种原因与不同次的灭绝事件共同组成了本次大灭绝。另有观点认为本次大灭绝可视为2500万年中7次不同灭绝事件，以及3次发生在吉维特阶、弗拉斯阶以及法门阶末期的主要灭绝事件的组合。

进化意义

泥盆纪后期，原因可能是中太平洋地函柱喷发出大量火山灰和温室气体，导致海平面下降，气候剧变。大量海洋生物灭亡，但两栖类获得发展。

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