与气候变迁的相关探讨

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1、 與氣候變遷的相關探討 地理系 91 乙 蘇 郁 48 7 2 305 2 0 地理系 91 乙 李蕙琴 48 7 2 305 8 5 恐龍的由來 最古老的爬蟲類化石可追溯至古生代之 賓西法尼亞紀 （萬年前 萬年前） 。追本溯源，當係由兩棲類演化而來。兩棲類的卵需在水中 能始發育。爬蟲類演化出卵殼，可阻止水分散發。此一重大改革，使得爬蟲類可 以離開水生活。 到萬年前到萬年前的中生代，爬蟲類成了地球上的支配 者，故中生代又稱爬蟲類時代。大型爬蟲類恐龍即出現於中生代早期。草食性的 梁龍和雷龍，是最大的陸棲動物。霸王龍是肉食性恐龍。另有生活在海中的魚龍 及生活於空中的翼龍等。 爬蟲類在地球上繁榮了約

2、億千萬年左右。這個時代的動物中，最為大家 所熟知的就是恐龍。人們一提到恐龍，眼前就會浮現出一隻巨大而兇暴的動物， 其實恐龍中亦有小巧且溫馴的小恐龍。 恐龍屬脊椎動物爬蟲類，曾產於中生代之陸上沼澤，中頸及尾皆長。後肢比 前肢長且有尾，能如更格盧（K o n g a r o o ）之直立。其中有數種好食肉，數種好食 草，體概巨大，可認為陸生動物中之最大者。其體格在下等之種類，有似最古之 鱷及喙頭類，在高等之種類略與鳥類相似。 恐龍（Di n o s a u r ）一詞來自希臘語，意思是恐怖的蜥蜴 （十九世紀中葉， 英國學者以希臘文的 d i n o (恐怖的)和 s a u r (蜥蜴)命名） 。

3、 正因為如此，使人們深信恐龍是一種巨大又恐怖的動物。人們當初發現恐龍 的化石時，是一種巨大的恐龍化石，所以才取了恐龍這個名詞；後來又陸續 地發現小巧且溫馴的種類，但是名稱沒有改，仍取之為恐龍 。 研究恐龍，全憑化石。古生物學家以其化石，推論其形態及習性。根據古生 物學家的研究，恐龍就像現生的動物一樣：有大的，有小的；有的以兩條腿走路； 有的以四條腿走路；有的吃植物，有的吃動物；有的皮膚光滑，有的皮膚上有鱗 或骨板。其共同相似之處是：所有的恐龍，腦子都很小，蛋下在陸地上（所有的 爬蟲類都是如此） 。 恐龍生存的年代 我們在研究恐龍之前，必須先了解恐龍的生存年代，如此才能根據時間的變 動，推演恐龍

4、演化的過程。相信一般人都知道：人類依照生命的誕生與否，將地 球歷史畫分成生命隱晦不彰的隱生元 （四十六億年前二十五億年前）以及生 命有了明顯記錄的顯生元 （五億七千萬年前現今） ，而顯生元的時期，再依 地層中出現化石的不同又區分為古生代、中生代及新生代，恐龍便是中生代中的代表化石。 中生代： 億萬萬年前稱中生代。中生代分為三疊紀、侏儸 紀、白堊紀。雖然此時期恐龍非常繁盛，但是在中生代末期都滅絕了。在這時代 出現的哺乳類，僥倖地生存。銀杏、蘇鐵等裸子植物繁茂，在中生代末期，櫻、 竹等被子植物出現了。盤古大陸開使分裂，到了白堊紀大西洋即很快地形成了。 表一：恐龍生存的年代 時期 恐 龍 的 演 化

5、 三疊紀 中生代三疊紀。億萬億萬年前。在三疊紀的初 期恐龍出現；在末期哺乳類出現。從泥盆紀到石炭紀大陸板塊互連的盤 古大陸，在三疊紀終於開始分離。 侏儸紀 中生代侏儸紀。億萬億萬年前。爬蟲類中的恐 龍很繁盛，此時大型的恐龍和在空中飛行的翼龍出現了。最古老的鳥類 始祖鳥也出現了。在亞洲針葉樹和銀杏繁茂。盤古大陸繼續分離。 白堊紀 中生代白堊紀。億萬萬年前。雖然恐龍不斷繁盛， 但是在這個時代末期就都滅絕了。在三疊紀開始分裂的盤古大陸到了白 堊紀即很快地形成了大西洋。從萬年前到現在為止。新生代分 為第三紀 （萬萬年前） 及第四紀 （萬年前以後） 。 此時期的櫻、竹、椰子等被子植物分布，鳥類和哺乳類繁

6、盛，不久人類 也出現了。 表二：地質年代表 泥盆紀 石炭紀 二疊紀 三疊紀 侏儸紀 白堊紀 第三紀 第四紀 古 生 代 中 生 代 新 生 代 有翅昆蟲? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 翼龍(2 2 5 百萬年前)? ? ? ?滅絕 鳥(15 0 百萬年前) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 蝙蝠(5 0 百萬年前)? 410 35 5 2 90 2 5 0 2 05 140 65 現在 百萬年前 恐龍的滅絕 恐龍是出現於二億四千五百萬年前，並繁榮於六千五百萬年前結束之中生代 的爬蟲類。恐龍在某

7、一時期突然消失，成為地球生物進化史上的一個謎，這個迷 至今仍無人能解。 地球過去的生物，均被記錄在化石之中。中生代的地層中，即曾發現許多恐 龍的化石。其中可以見到大量或呈現各式各樣形狀的骨骼。但是，在緊接著的新 生代地層中，卻完全看不到恐龍的化石。由此推知恐龍在中生代時一起滅絕了。 關於恐龍絕種的真正原因，自古以來即眾說紛云，但都沒有一個一定的論點， 因此到目前為止仍究是一個未解的謎題，在此僅將一些較為人所知的說法分述如 下： 隕石碰撞說 以阿佛雷茲父子(A l v a r e z )為首的柏克萊研究組在白堊紀和第三紀中間時期 的沈積物中，發現了豐富的銥(i r i d i u m )元素。銥

8、在地球上很稀少，但在巨星的原 始材料元素中，卻含有極豐富的銥，於是他們提出了，距今六千五百萬年前，一 顆直徑大約十公里的隕石擊中了地球。因撞擊而造成的火山口地形，直徑達兩百 公里。因撞擊而產生的能量，若換算成黃色火藥，則相當於一百萬億噸。(相當於 千萬噸級的核爆 ， 或七百個廣島原子彈)從爆炸和撞擊坑中激起的岩石粉塵衝天而 起，瀰散到平流層中，頃刻遍及全球。大部分的陽光受到遮擋，地球一片黑暗， 光合作用因此停止，齊根斬斷了生物的食物鏈，正是這一事件造成了我們在古生 物紀錄中觀察到的生物滅絕現象。他們推測，在丹麥和義大利發現磁異常的黏土 層，可能就是隕石撞擊地球之後幾年內的落塵堆積而成的。 根據

9、以上的推論，許多人提出了這樣的疑問：岩石粉塵激射到平流層中是不 成問題的。但是，這些粉塵會不會如此迅速地瀰漫到全球呢？塵埃的數量足以遮 天蔽日嗎？由此引起的黑暗是否會持續很久，致使光合作用受到有效的抑制而招 致大量的生物滅絕？達寧階的界線黏土是否就是撞擊事件發生後幾年內堆積而成 的噴射碎屑層。 針對這些疑問，也有人提出了這樣的說明：大型天體的撞擊機制與小流星有 極大的不同。小流星在大氣圈中旅行時要經過比其直徑大得多的距離，因此多半 在空中發生燃燒或碎解。大氣層的厚度約為 7 .1 公里，大洋深度的中間值為 3.6 公里。一個直徑為十公里的一兆噸流星，其中心直徑相當於大氣層和大洋深度之 和。奧基

10、夫和阿倫斯指出，這樣的撞擊作用將輕而易舉的在大氣層中打穿一個大洞。天體撞上地球後，吸起大量的噴射物，形成一個大球扶搖直上，這個空洞仍 會留存。五公里深的大洋雖然也會產生一巨大的壓力使其下降減緩，也阻擋不了 一顆大規模的流星以每秒二十公里的高速從天而降，不過速度可能降至每秒六公 里。 但不管以何種比率計算，一顆流星通過大氣層和大洋所發生的直接能量損失 不會很大。通過大氣層的損失肯定小於 5 ，通過水體的損失也不會大於 15 。 大部分能量於撞擊時釋放，無疑將形成一巨大撞擊坑，熔融的岩石會鋪滿撞擊坑 的底部。同時，從撞擊坑裡激射出來的碎屑，與空氣、水、蒸氣和汽化的隕石混 在一起，形成一個巨大的氣柱

11、直上重霄。這個氣柱的直徑可達幾十公里，並在平 流層中間側向散開呈蕈狀雲。雖然，彤雲密布，天空必然會更加黑暗，但在另一 方面，它所形成的雨雪有助於清理空氣中的塵埃，加速大地重現光芒。沒有人計 算過這兩種相反效應的聯合效應，但是暫時的黑暗世界似乎是無法避免的。 而針對粉塵會不會迅速地瀰漫到全球的議題，奧基夫和阿倫斯則認為：撞擊 作用的噴射物至少要在大氣層中停留數星期之久，才能達到全球性的分布，而且 僅限於最細的塵埃顆粒。大於一公厘的顆粒將迅速從平流層下落。即使是很細的 顆粒，因撞擊作用而熔接在一起時，也會凝成較大的顆粒而迅速沈落，因此粉塵 分布的範圍應該是極有限的。不過，亦有學者根據研究指出：撞擊

12、天體很可能是 以一種很小的角度與地球相撞的。如果當時發生的事件確是斜斜的一擊，那麼， 爆炸和噴射碎屑就可以掠過地球表面進入軌道，玻璃隕石和球粒就能在幾小時內 散布全球。不管這種反彈式隕星的解釋是否正確，事實上這些碎屑確實廣布全球， 而且根據銥異常判斷，其數量的確相當可觀。 而關於由此引起的黑暗是否會持續很久，致使光合作用受到有效的抑制而招 致大量的生物滅絕，部分人士認為植物有儲存能量的本領，大可以保持一段時間 不死，而且就算塵埃的數量達到數兆噸或幾十兆噸，在撞擊作用發生三個月之後， 天空也會像月夜一樣，呈現朦朧的光芒；四個月後，光合作用將恢復如初。因此 有人提出，此一連鎖效應所形成的黑暗世界造

13、成了一個寒冷期，大多數的動物熬 不過此一寒冬，才會發生所謂的大滅絕，而恐龍就是其中之一。 表三：隕石碰撞說的證據 年代 研 究 紀 錄 197 5 海地研究人員莫羅斯(Fl o r e n t i n e Ma u r r a s s e )在海地山區找到極高溫才會 產生的小顆玻璃似曜岩。 197 8 德州石油地質學家彭菲爾德(Gl e n Pe n f i e l d )在墨西哥南部尤卡坦發現其地 底有異常磁場。 198 0 美國亞里桑那大學研究生希爾布蘭德(A l a n Hi l d e b r a n d )調查新澤西州以南 的美國東海岸和加勒比海兩處留下的沈積物，認為有外來物體在白堊

14、紀、 第三紀之交撞進尼加拉瓜東邊的加勒比海。 198 2 彭菲爾德發表科學報告，並開始在可能的撞擊區鑽井研究岩心樣本，他若 能找到銥或震碎石英，就能證明希爾布蘭德的假說。 198 9 希爾布蘭德分析在海地山區發現的石頭，提出加勒比海有隕石坑的假說， 那玻璃似曜岩沒有水分也沒有空氣，是火山爆發的產物。化學分析證明此 物有六千五百萬年之久，非常接近白堊紀、第三紀之交。似曜岩顆粒相當 大，在海地山區散布的密度也很高，證明海地很靠近撞擊區。 1990 蘇聯科學家在西伯利亞波皮蓋鎮( Po p i g a y )附近的隕石坑找到一塊玻璃 岩，藉以鑑定出隕石坑的年代是六千六百三十萬年前，相當靠近大滅絕時

15、代。 1990 希爾布蘭德等人研究海地的岩心樣本後，發現石灰岩層非常均勻，厚有一 萬英尺，但在一千英尺深的地方，卻有破碎的綠色石頭打斷石灰岩層。希 爾布蘭德等人也在少數岩心樣本找到震碎的石英，只有隕石坑附近才會有 這種石英。這些岩石的年代還有待精確鑑定，不過，初步的定年已出來了， 是六千五百萬年前，正是大家公認的白堊紀之交。 1991 尤卡坦隕石坑出土了更多證據。美國太空研究中心的科學家在石灰岩層找 到半圓形的下陷坑，是埋在地底的隕石坑。斯威本博士於美國地質學會的 年會上，報告在墨西哥海岸找到似曜岩及粗粒沈積物，證實那裡的河床受 過劇烈擾動。 彗星碰撞說 彗星碰撞說是以古生物學者大衛勞普(Da v i d R a u p )以及傑克塞普 柯斯基(Ja c k Se p k o s k i )發表的古生物的絕種是每兩千六百萬年發生一次論點 為開端而產生的。他們是災變說的贊同派，但是他們基於海中生物的證據，質疑 近二億五千萬年中，每隔二千八百萬年就會發生一次大滅絕的說法。這種周期滅 絕說曾獲許多科學家認同。阿佛雷茲將這個論點及自己的理論送給天體物理學者 查理穆勒(R i c h a r d Mu l l e r )，穆