遇到下一次物种大灭绝的时候，人类能存活下来吗？ 第1页

很多人都很好奇，在人类诞生之前，地球上的生物经历过多少次灭绝？

在显生宙之前地球还遇到过多次极为重大的灾难性事件，在遇到这些灾难性事件的时候，要么地球上还没有生命，要么生命都还是单细胞微体生物，所以即使是灭绝了也不为人所知。综合考虑这些事件，才能讨论物种大灭绝这件事情：

一、38 亿年前，重轰炸事件

38 亿年前，太阳系内普遍发生过一次大规模的小行星撞击事件，在这次事件中，地球受到撞击后，可能留下 5 个以上直径大于 5000 公里的陨石坑，40 个以上直径大于 1000 公里的陨石坑，以及 22000 个以上直径大于 20 公里的陨石坑。

由于这个时代极早，可能有了非常原始的生命，也可能还没有，但是如此大规模的小行星撞击事件无疑是极为毁灭性的打击。

二、24 亿年前、7 亿年前，两次雪球地球事件

在 24-21 亿年前、7.2-6.35 亿年前，地球经历了两次雪球地球事件。在这两次事件中，地球很可能在几百万年的时间内平均温度快速降低到-10℃，极端的时候可能到达-50℃的地步 ，这时基本上整个地球都被冰雪覆盖，地表覆盖冰层超过一百米[1-3]，因此地质学家们将其称为雪球地球事件。

当然地球在雪球地球事件中并不是一直都处于冰封状态，而是处于冰封——解冻——冰封的震荡性循环中，单次冰封的时间从数百万年到数千万年不等。

这两次雪球地球事件可能算是两次鲜为人知的生物大灭绝事件，因为那时候地球上已经有了生命，不过都是一些单细胞的微小菌藻类生命，但是毫无疑问，它们肯定在此次事件中损失惨重。不过好在地球表面上还有许多火山，在火山周边的海域中可能比较温暖，能够让这些生物存活下来。

雪球地球事件可能是地球板块运动和生物活动共同导致的[1-3]。

地球板块一直处于变动中，会发生聚集和裂解，在地质历史时期内就发生过多次聚集和裂解事件。在聚集和裂解中，都会形成广泛的山脉和大量爆发的岩浆活动。

山脉由于海拔高，接受到地球的风化作用就强，因此岩石大量风化；而岩浆活动中喷出来的岩浆也是一种非常容易被风化的岩石，而岩石的风化则会消耗大量二氧化碳，其方程式大致如下：

CaSiO3+CO2=CaCO3↓+SiO2↓

此外，被风化的矿物质大量流入海洋，成为丰富的生物养料，刺激了生物们的大爆发。大量生物的光合作用也会消耗掉大量二氧化碳。

虽然火山爆发也会带来大量二氧化碳，但是这些二氧化碳很快就会在岩石风化和生物的光合作用的双重作用下含量骤减。

此外，原始地球中还含有大量的甲烷，但是光合作用产生的氧气也会将其氧化为二氧化碳，而甲烷的温室效应是二氧化碳的 32 倍。

所以在二氧化碳和甲烷双减少的影响下，地球开始降温，降温的地球首先在两极出现了冰川，冰川的出现让地球的降温过程进入一种恶性循环中。

地表的物体在阳光下即会吸收阳光能量也会反射一部分阳光能量，我们把它们反射的和吸收的阳光能量的比值称为反照率，全吸收的反照率为 0，全反射的反照率为 1。

在地球表面，陆地的反照率为 0.2 左右，海水的反照率为 0.1 左右，而海冰的反照率则高达 0.5-0.7，也就是说，在这些地表物质中，冰吸收的阳光能量是最少的。

所以当冰川从两极开始出现并逐渐蔓延的时候，恶性循环开始了：海冰增加——吸收阳光能量减少——气温降低——海冰增加···就这样，地球就变成了雪球地球。

三、4.4 亿年前，奥陶纪生物大灭绝

奥陶纪生物大灭绝是显生宙的第一次生物大灭绝，目前对于奥陶纪生物大灭绝的看法是气候变化导致了这一次生物大灭绝。

在大约 4.45 亿年前的晚奥陶，地球上进入一次短暂但比较强烈的冰川期，全球海水温度在很短的时间（50 万年）内就下降了大约 5℃，位于南极的冈瓦纳大陆几乎遍布冰川，冰川的形成导致了海平面的快速下降，海平面的下降导致适宜海洋生物生存的浅水区域大面积减少，栖息地的严重丧失导致了大量生物的灭绝；与此同时，海水的迅速降温导致原本适宜于暖水环境的生物也大量死亡，这些生物被一些适宜于凉水的生物替代，这只是灭绝的第一幕。到了大约 4.43 亿年前，气温又快速回升，冰川融化海平面迅速上升，海洋深处的缺氧海水占领了原先的浅水区域，再一次导致了一次生物灭绝，这是灭绝的第二幕[4]。

是什么触发了冰川的发育呢？

目前还没有一个能够得到公认的解释，但是人们提出了一些推测原因：

（1）造山运动和陆地植物的扩张导致了风化和光合作用的增强，我们在上面的事件中说过，这两种作用都会导致二氧化碳含量的降低；

（2）冈瓦纳大陆漂移到南极可能导致了海洋暖流循环的破坏，热量无法正常循环，这可以导致温度的降低；

（3）剧烈的火山运动，喷发出来火山灰迅速遮蔽了阳光，这可能也是导致温度降低的原因[5]。

四、3.6 亿年前，泥盆纪生物大灭绝

泥盆纪的生物大灭绝，可能是一个非常缓慢的过程，持续了超过 2000 万年。

泥盆纪的时间约为 4.2~3.6 亿年前，总共持续了 6 千万年，但是在进入泥盆纪中后期之后，却发生了多次生物大灭绝现象。这些现象表现在化石上面就是，这些时间段内的物种多样性多次下降。科学家们在整个泥盆纪中后期所识别到的生物多样性较大规模的下降至少就有 4 次，其中位于 3.72 亿年前的弗拉阶-法门阶之间的 F-F 大灭绝事件和位于 3.6 亿年左右泥盆纪末期的罕根堡大灭绝事件是其中最为严重的大灭绝事件。F-F 大灭绝甚至直接被认为是泥盆纪生物大灭绝的主要灭绝事件[4]。

泥盆纪生物大灭绝的原因，可能是所有五次生物大灭绝中最令人迷惑的一个。科学家们提出了多种解释，但是依然无法取得共识，至今仍争论激烈。

目前最流行的解释是气候变化假说，科学家们认为由于陆地植被的繁盛发展，光合作用消耗了大量二氧化碳，同时植被根系也导致了地表岩石的快速破裂并风化，这两者的共同作用下大气中的二氧化碳含量快速降低而氧气含量剧增，由此导致地球气候变冷。在当时，大量海洋生物生活于温暖的赤道附近，气候变冷导致海水变凉，于是大量暖水生物灭绝。

第二种说法则认为海水缺氧是导致生物灭绝的罪魁祸首。在全世界泥盆纪的岩层中，科学家们都发现了沥青质灰岩和黑色页岩，这代表了一种缺氧的海水环境。但是这种缺氧是如何发生的，却无法合理解释。有人认为是陨石撞击导致海洋中缺氧的深海海水涌上表层导致海水缺氧，但是这在最近被推翻了。

第三种说法认为是大规模火山爆发导致了全球环境的快速变化，从而带来多次海水的冷-暖变化，以及海水缺氧和海水毒化等现象。

五、2.5 亿年前二叠纪末期生物大灭绝

这次生物大灭绝事件与其他的几次生物大灭绝事件有很多不同的地方，第一个不同的地方在于灭绝速度极快！在其他的显生宙生物大灭绝事件中，灭绝的速度基本上都是以十万年、百万年为单位进行了，就比如位于泥盆纪末期的生物大灭绝，断断续续持续了近两千万年。但是二叠-三叠之交的大灭绝持续的时间却极短，目前主流的看法认为这次大灭绝事件只持续了 6 万年！第二个不同的地方在于灭绝规模非常大，为 5 次生物大灭绝中规模最大的一次，在这次大灭绝中，海洋生物中大约 90% 的种，陆地上大约 75% 的种灭绝。[6]

当然，灭绝的速度快与灭绝的规模大之间可能是存在某种联系的，生物的演化速度相对较慢，一旦遇到快速的环境变化，就将会来不及适应而大规模快速灭绝。从这一点上看，我对于我们现代所处的环境是比较忧虑的，因为我们现代人类活动所带来的地球环境变化既剧烈也快速，这种快速变化的地球环境比自然情况下的地球环境变化可能要快百倍都不只，在这种快速变化情况下带来的生物灭绝规模可能要远超二叠纪末期。

对于二叠纪末期生物大灭绝发生的原因，目前公认的原因是环境的剧烈变化。地质学家们在二叠纪岩石中找到了包括海洋酸化、海洋缺氧、急剧升温、陆地干旱化、森林野火频发、土壤生态系统崩溃等多种环境剧烈变化的证据。

但是环境为什么会产生这么剧烈的变化？