泥盆纪
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| 泥盆纪 419.2–358.9百万年前 | |
晚泥盆世地图 | |
| 全时期平均大气O 2含量 |
约15 Vol %[1] （为现代的75% ） |
| 全时期平均大气CO 2含量 |
约2200 ppm[2] （为前工业时期8倍） |
| 全时期平均地表温度 | 约20℃[3] （高于现代6℃） |
| 海平面（高于现代） | 一般稳定于189米，逐渐下降至120米[4] |
直轴：百万年前
泥盆纪（英语：Devonian，符号D）是地球地质历史中显生宙古生代中的第四个纪，开始于4.19亿年前（同位素年龄419.2 Ma），结束于3.59亿年前（358.9 Ma），上承志留纪，下启石炭纪。因为泥盆纪是水生脊椎动物——特别是各种有颌鱼类——开始繁荣并压倒泛节肢动物和软体动物占据水域环境中优势生态位的时期，因此也被古生物学家称为鱼类时代。
从古地理学的角度上来看，泥盆纪的地理环境主要由南方的冈瓦那大陆与北方的西伯利亚大陆两个超大陆组成，之间则有古特提斯洋与刚形成的欧美大陆。此期间的全球气候温暖干燥，极地与赤道的温差小于今天。
泥盆纪在英语中的名称“Devonian”来自于该时期地层被最早研究的英国德文郡，其他语言的称呼与英文大同小异。中文名称源自旧时日本人使用汉字音读的音译名“泥盆紀”（音读：デーボンき，罗马字：dēbonki）。
研究历史
[编辑]泥盆纪在19世纪通常被称为“温室时代”或“蕨类植物时代”。这些称呼来自当时欧洲地质学家的偏见，他们的研究集中在泥盆纪期间靠近赤道的地区，而世界其他地区的气候较冷。在1830年之前，地质学界认为石炭纪直接跟随志留纪时期。但是这种时间顺序是在发现志留纪时期的地质层中存在煤之后提出的。泥盆纪作为地质时期的确立是一场重大争论的高潮，这场争论发生于1830年–1837年左右。最终英国地质学家莫企逊与亚当·塞奇威克在1839年共同确定了泥盆纪[8]。
主要分界
[编辑]泥盆纪时期被正式划分为早泥盆世、中泥盆世与晚泥盆世。与这些时代相对应的岩石被称为属于泥盆纪系统的下部、中部和上部三部分。
早泥盆世
[编辑]泥盆纪早期从同位素年龄419.2±2.8百万年（Ma）持续至393.3±2.5百万年（Ma），始于洛赫考夫期（419.2±2.8 - 410.8±2.5），随后是布拉格期（410.8±2.8 - 407.6±2.5），然后是埃姆斯期，这个时期一直持续至中泥盆世起始的393.3±2.7百万年前[9] 。在这段时间里，第一批菊石出现了，由杆石目类鹦鹉螺进化而来。这一时期的菊石构造很简单，与它们的同类鹦鹉螺相差不大。这些菊石属于无角菊石目，在后期又演化为新的菊石目，如棱菊石目和海神石目。在中生代开始之前，这类头足类软体动物在海洋动物群系中占主导地位。
中泥盆世
[编辑]中泥盆世包括两个分支：首先是艾菲尔期，然后在387.7±2.7百万年前过渡至吉维特期。在此期间，淡水和海洋环境中的无颌鱼多样性开始下降，部分原因是剧烈的环境变化，另外也由于竞争、受到捕食以及有颌鱼多样性的上升。泥盆纪内陆湖泊中浅水、温暖、缺氧的水域被原始的植物所包围，并为某些早期的鱼类提供必要的环境，使其具备发育良好的肺等基本特征，并能在短时间内从水中爬出并爬上陆地[10]。
晚泥盆世
[编辑]晚泥盆世开始于弗拉斯期（382.7±2.8 - 372.2±2.5），在此期间，最早的陆地森林形成。随后是法门期，最早的四足动物出现在这个阶段的化石记录中，法门期的开始和结束都以灭绝事件为标志。这一现象一直持续到泥盆纪末期（3.589±2.5百万年前）。
古生物
[编辑]泥盆纪产生了第一次陆地上的辐射适应，使生物遍布了陆地和淡水的几乎大部分区域。
植物和真菌
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石松门与链束植物门的植物在陆地上遍布，在各地形成茂密的森林。到了泥盆纪中期时，部分植物已经演化出叶片与根。在泥盆纪晚期时，则出现以种子进行繁殖的种子蕨门。当时最高的生物组织为高度 8.8米（29英尺） 的真菌原杉菌[11]。
动物
[编辑]海洋
[编辑]脊椎动物
[编辑]泥盆纪时的鱼类呈现高度的多样化，因此这个时代又常被称为“鱼类时代”。在泥盆纪早期，甲胄鱼类繁盛；在泥盆纪中晚期有颌鱼类开始展现多样性，种类比起志留纪和泥盆纪早期时更加繁盛；有颌鱼类中的盾皮鱼类主宰了海洋环境。
无脊椎动物
[编辑]陆地与淡水
[编辑]节肢动物遍布了整个陆地的森林，昆虫、蛛类和多足类开始繁荣。有颌鱼类中的肉鳍鱼类中的扇鳍类从半咸水向内陆水域发展并取代了棘鱼成为淡水环境的主宰，并且分化成能用鳔直接呼吸空气的肺鱼形类和四足形类两支，其前后偶鳍继续演化变强。四足形类在泥盆纪晚期演化成了坚头类开始爬上陆地，其腹鳍与胸鳍演化成了有明显关节并能够支撑躯干在陆上爬行的四肢[12]。而泥盆纪后期灭绝事件使得四足形类发生了种群瓶颈，没能完全适应呼吸空气的基群四足形类大多数在缺氧水体中灭绝，由此造成的演化压力使得坚头类的演化方向彻底倒向成为陆生四足类[13][14]。
图库
[编辑]早泥盆世
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Terataspis，体型可达60厘米，属于裂肋虫目，是已知体型第三大的三叶虫，其型态相比其他大型三叶虫非常夸张
晚泥盆世
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于20世纪早期创作的晚泥盆世鱼类复原图 -
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后期灭绝事件
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第一次严重的灭绝事件标志著泥盆纪最后一个时期法门期的开始，大约是372.2百万年前。第二次严重的灭绝事件则终结了泥盆纪时期。泥盆纪后期灭绝事件是地球生物史上五次主要的大规模物种灭绝事件之一，灭绝比例比著名的白垩纪－第三纪灭绝事件还高。
泥盆纪后期灭绝事件主要影响海洋生物，尤其是生活在温暖浅海的物种。包括腕足动物门、三叶虫纲、菊石亚纲、牙形石纲、无颌总纲和疑源类，以及所有的盾皮鱼纲。然而，陆地与淡水生物，包括四足类的祖先，则相对受到较小的影响。
经过分析，繁盛的植物引发了温度快速变化、干冷气候、海平面后退、海洋缺氧等，这些变化可能是大灭绝的原因[15][16]。
参考文献
[编辑]- ^ http://uahost.uantwerpen.be/funmorph/raoul/fylsyst/Berner2006.pdf
- ^ Image:Phanerozoic Carbon Dioxide.png
- ^ Image:All palaeotemps.png
- ^ Haq, B. U.; Schutter, SR. A Chronology of Paleozoic Sea-Level Changes. Science. 2008, 322 (5898): 64–68. Bibcode:2008Sci...322...64H. PMID 18832639. doi:10.1126/science.1161648.
- ^ Parry, S. F.; Noble, S. R.; Crowley, Q. G.; Wellman, C. H. A high-precision U–Pb age constraint on the Rhynie Chert Konservat-Lagerstätte: time scale and other implications. Journal of the Geological Society (London: Geological Society). 2011, 168 (4): 863–872. doi:10.1144/0016-76492010-043.
- ^ Kaufmann, B.; Trapp, E.; Mezger, K. The numerical age of the Upper Frasnian (Upper Devonian) Kellwasser horizons: A new U-Pb zircon date from Steinbruch Schmidt(Kellerwald, Germany). The Journal of Geology. 2004, 112 (4): 495–501. Bibcode:2004JG....112..495K. doi:10.1086/421077.
- ^ Algeo, T. J. Terrestrial-marine teleconnections in the Devonian: links between the evolution of land plants, weathering processes, and marine anoxic events. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 1998, 353 (1365): 113–130. doi:10.1098/rstb.1998.0195.
- ^ Transforming Nature, Discovery as Negotiation: The Great Devonian Controversy, Michael E. Gorman. [2020-06-03]. （原始内容存档于2010-07-18）.
- ^ Cohen, K.M.; Finney, S.C.; Gibbard, P.L.; Fan, J.-X. The ICS International Chronostratigraphic Chart (PDF). Episodes. 2013, 36 (3): 199–204 [7 January 2021]. doi:10.18814/epiiugs/2013/v36i3/002
. （原始内容 (PDF)存档于2022-03-19）.
- ^ Clack, Jennifer. Devonian climate change, breathing, and the origin of the tetrapod stem group. Integrative and Comparative Biology. 13 August 2007, 47 (4): 510–523 [2022-02-28]. PMID 21672860. doi:10.1093/icb/icm055 . （原始内容存档于2022-06-09）.
Estimates of oxygen levels during this period suggest that they were unprecedentedly low during the Givetian and Frasnian periods. At the same time, plant diversification was at its most rapid, changing the character of the landscape and contributing, via soils, soluble nutrients, and decaying plant matter, to anoxia in all water systems. The co-occurrence of these global events may explain the evolution of air-breathing adaptations in at least two lobe-finned groups, contributing directly to the rise of the tetrapod stem group.
- ^ Boyce, K.C.; Hotton, C.L.; Fogel, M.L.; Cody, G.D.; Hazen, R.M.; Knoll, A.H.; Hueber, F.M. Devonian landscape heterogeneity recorded by a giant fungus (PDF). Geology. May 2007, 35 (5): 399–402 [2019-03-26]. Bibcode:2007Geo....35..399B. doi:10.1130/G23384A.1. （原始内容存档 (PDF)于2011-09-28）.
- ^ Amos, Jonathan. Fossil tracks record 'oldest land-walkers'. news.bbc.co.uk. BBC News. [2016年12月24日]. （原始内容存档于2018年8月24日）.
- ^ George r. Mcghee, Jr. When the Invasion of Land Failed: The Legacy of the Devonian Extinctions. Columbia University Press. 12 November 2013 [2016-03-01]. ISBN 9780231160575. （原始内容存档于2019-12-27）.
- ^ Research project: The Mid-Palaeozoic biotic crisis: Setting the trajectory of Tetrapod evolution. [2014-05-31]. （原始内容存档于2013-12-12）.
- ^ MURPHY A. E., SAGEMAN B. B., HOLLANDER D. J., "Eutrophication by decoupling of the marine biogeochemical cycles of C, N, and P: A mechanism for the Late Devonian mass extinction." Geology, 2000, 28, 5, 427-430.
- ^ JOACHIMSKI M. M., BUGGISCH W., "Conodont apatite δ18O signatures indicate climatic cooling as a trigger of the Late Devonian mass extinction." Geology, 2002, 30, 8, 711-714.
