第6章 變幻的地球環境(1)(1 / 2)

太古代的環境

太古代是地質年代中最古老、曆時最長的一個代,即原始地殼以及原始大氣圈、水圈、沉積圈和生物的發生、發展的初期階段。

太古界的地層由變質深的正、副片麻岩組成。已知其中最古老的年齡為40多億年。據此認為,在此之前地球便出現了小型的花崗岩質地殼。由沉積岩變質而成的副片麻岩的出現,說火山噴發明當時有了原始大氣圈和水圈,並有單純的物理化學風化。在這些結晶變質岩基底上覆蓋著一層變質較輕的綠岩帶,其中有火山岩和沉積岩,它們形成於當時地麵的凹陷帶,後來才經曆變質作用。其年齡在34億~23億年間。據推測,太古代早期地球表麵有許多小型花崗質陸塊,它們之間有深淺多變的古海洋。後來各小陸塊在移運中結合成麵積較大的大陸板塊。這些最古老的陸塊現在已散布於各大陸中,即通常所說的穩定陸塊的核心——克拉通或古地盾區。

太古代的地殼運動和岩漿活動既廣泛又強烈,火山噴發頻繁,故使大氣圈和水圈才得以形成。原始海洋的麵積可能比現在大,但平均水深則淺得多。現在世界各地蘊藏豐富的海相層狀沉積的變質鐵錳礦床和岩漿活動形成的金礦等就是在這時期形成的。當時的大氣圈可能富含碳酸氣、水蒸氣和火山塵埃,隻有少量的氮和非生物成因的氧。海水也是酸性礦化水(後來才逐漸被中和),陸地是灼熱的、荒蕪的。在某些適宜的淺海環境中,有些無機物質經過化學演化躍變為有機物質(蛋白質和核酸),進而發展為有生命的原核細胞,構成一些形態簡單的無真正細胞核的細菌和藍藻。這隻是出現於太古代的後期。

總的來說,太古代是原始地理圈的形成階段,陸地是原始荒漠景觀,水域是生命孕育和發源之地。當時地殼與宇宙之間以及和地幔之間的物質能量交換比後來任何時候都強烈得多。

元古代的環境

冰磧岩

在元古代,大陸性地殼逐漸由小變大,從薄增厚,火山活動相對減少,岩性也從偏基性向偏酸性轉化。下元古界有巨厚的碎屑堆積,大有利於強烈的花崗岩化活動及導致大型侵入體的形成。由於大氣中CO2濃度降低和水中Ca、Mg離子增多,開始出現有化學沉積的碳酸鹽岩。它將直接影響到岩漿過程的演化,導致堿性派生岩的出現。隨著大氣中遊離氧的增加,氧化環境也開始出現了。因而後期有了鮞狀赤鐵礦和硫酸鹽等礦物以及第一批紅層建造的產生。生物的出現對環境的影響還不大,所以,在元古代無大量的生物化學沉積。元古代末還發現有冰磧岩,這是全球性第一次大冰期的產物。

水母

這時原核生物已進化為真核生物,厭氧生物轉化為喜氧生物(這個轉折點稱“尤裏點”,發生於大氣中氧含量增至當前大氣中氧濃度的1/1000的時候),物種數量也開始增多。這時地球上的植物界第一次得到大發展,出現了數量較多的能進行光合作用與呼吸作用的較原始的低等植物,如綠藻、輪藻、褐藻、紅藻等。這些微古生物已可用於地層的劃分和對比。在元古代晚期,原始動物也出現了。如澳洲的埃迪卡拉動物群,其中有海綿、水母、節蟲、扁蟲及軟體珊瑚等水生無脊索動物化石。在北美還發現有海綿骨針化石。

元古代有多次地殼運動,較廣泛的有我國的五台運動、呂梁運動、澄江運動、薊縣運動等;北美有克諾勒運動、哈德遜運動、格倫維爾運動、貝爾特運動等。曆次造山運動形成的褶皺帶都使原有的小陸塊逐漸拚合在一起成為古陸,後來都成為各大陸的古老褶皺基底和核心,前寒武紀陸台(或稱地台),現在出露的隻占陸地麵積的1/5。據古地磁研究,北美羅倫古陸和非洲古陸在元古代都曾發生過多次遷移。

古生代早期的環境

地殼形成以後,慢慢就出現了海洋,不過當時的海水很淺,幾塊小島似的古陸散布在海洋中。後來隨著地殼的變動,陸地不斷擴大,地殼的厚度也隨之增厚,海水也慢慢加深。有人計算過,每100萬年可能使海水加深1米。