漫長(zhǎng)的前寒武紀(jì)(46億年-----5.7億年)
寒武紀(jì)的開始,標(biāo)志著
地球進(jìn)入了
生物大繁榮的新階段。而在寒武紀(jì)之前,地球早已經(jīng)形成了,只是在幾十億年的漫長(zhǎng)過(guò)程中一片死寂,那時(shí)地球上還沒有出現(xiàn)門類眾多的生物。這樣,科學(xué)家們便把寒武紀(jì)之前這一段漫長(zhǎng)而缺少生命的時(shí)間稱作前寒武紀(jì)。前寒武紀(jì)約占全部
地史時(shí)間的六分之五,由于沒有足夠的生物依據(jù),我們對(duì)地球的這段
歷史知之甚少。
太古代
太古代離我們久遠(yuǎn),其時(shí)限約從38億年至26億年前,長(zhǎng)達(dá)12億年。太古代是具有明確地史記錄的最初階段。在這漫長(zhǎng)的12億年間,是地球形成后的初始期,地表到處形成童山和荒漠,由于年代久遠(yuǎn),確實(shí)很難尋覓到
化石,人們對(duì)這一時(shí)期的生命活動(dòng)了解得很少。但20世紀(jì)后半期,科學(xué)家們陸續(xù)在南非和澳大利亞獲得了重大收獲,在變質(zhì)程度不太劇烈的沉積
巖層中發(fā)現(xiàn)了
疊層石,這是微生物和藻類活動(dòng)的產(chǎn)物。此外,人們?cè)谶@些古老的巖層中還分析出大量的有機(jī)化合物(如苯、烴基苯等)和環(huán)形化合物(如呋喃、甲醇、乙醛等)。在南非的一套古老沉積巖中,科學(xué)家們借助先進(jìn)的精密觀測(cè)儀器,發(fā)現(xiàn)了200多個(gè)與原核藻類非常相似的古細(xì)胞化石,這些微體化石一般為橢圓形,具有平滑的有機(jī)質(zhì)膜,這是人們迄今為止發(fā)現(xiàn)的最古老、最原始的化石,也是在太古代地層中發(fā)現(xiàn)的最有說(shuō)服力的生物證據(jù)。從生物界看,這是原始生命出現(xiàn)及生物演化的初級(jí)階段,當(dāng)時(shí)只有數(shù)量不多的原核生物,他們只留下了極少的化石記錄。從非生物界看,
太古宙是一個(gè)
地殼薄、地?zé)崽荻榷?、火山—巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈而頻繁、巖層普遍遭受變形與變質(zhì)、大氣圈與水圈都缺少自由氧、形成一系列特殊沉積物的時(shí)期;也是一個(gè)硅鋁質(zhì)地殼形成并不斷增長(zhǎng)的時(shí)期,又是一個(gè)重要的成礦時(shí)期。
元古代
元古代的時(shí)限自26億年前至5.7億年,在這段地史中,原核生物演化為真核細(xì)胞生物,形成地史時(shí)期的菌-藻類時(shí)代。人們?cè)谶@一時(shí)期的古老地層中發(fā)現(xiàn)過(guò)微
古植物化石、宏觀藻類化石及疊層石。僅在我們中國(guó),古生物學(xué)家就已發(fā)現(xiàn)元古代不同時(shí)期的微古植物化石80余屬、近200個(gè)種,生命在元古代得到進(jìn)一步繁榮,那時(shí)的地球已不再是滿目荒蕪了。初期地表已出現(xiàn)了一些范圍較廣、厚度較大、相對(duì)穩(wěn)定的大陸板塊。因此,在
巖石圈構(gòu)造方面元古代比太古代顯示了較為穩(wěn)定的特點(diǎn)。早元古代晚期的大氣圈已含有自由氧,而且隨著植物的日益繁盛與光合作用的不斷加強(qiáng),大氣圈的含氧量繼續(xù)增加。元古代的中晚期藻類植物已十分繁盛,明顯區(qū)別于太古代。
震旦紀(jì)
元古代末期,大約從8.5-5.7億年,被命名為
震旦紀(jì),這是因?yàn)檫@段時(shí)間在生命演化歷程中具有呈前啟后的意義,并且它的命名地是在中國(guó)。
“
震旦(Sinian)”意指中國(guó),
古印度就稱華夏大地為“震旦”,德國(guó)地質(zhì)學(xué)家首先把它用于地層學(xué),后來(lái)許多學(xué)者都仿效使用,但含義有所不同。后來(lái)地質(zhì)學(xué)家們重新定義了震旦紀(jì),我國(guó)著名地質(zhì)學(xué)家李四光等在長(zhǎng)江三峽建立起完整的震旦紀(jì)地質(zhì)剖面,這就是有名的峽東剖面,它向全世界提供了地層對(duì)比的依據(jù)。
震旦紀(jì)已有了明確的生物證據(jù),在動(dòng)物界出現(xiàn)了低等的小型具硬殼的物種,以及大量裸露的高級(jí)動(dòng)物,后者就是發(fā)現(xiàn)于澳大利亞的
埃迪卡拉動(dòng)物群。在植物方面表現(xiàn)為高級(jí)藻類(如紅藻、褐藻類等)的進(jìn)一步繁盛,宏觀藻類也得到飛速的發(fā)展,這時(shí)的地球已徹底改變一片死寂、毫無(wú)生氣的面貌了。
震旦紀(jì)(Sinian period)是元古代最后期一個(gè)獨(dú)特的地史階段。從生物的進(jìn)化看,震旦系因含有無(wú)硬殼的后生動(dòng)物化石,而與不含可靠動(dòng)物化石的元古界有了重要的區(qū)別;但與富含具有殼體的動(dòng)物化石的寒武紀(jì)相比,震旦系所含的化石不僅種類單調(diào)、數(shù)量很少而且分布十分有限。因此,還不能利用其中的動(dòng)物化石進(jìn)行有效的生物地層工作。震旦紀(jì)生物界最突出的特征是后期出現(xiàn)了種類較多的無(wú)硬殼后生動(dòng)物,末期又出現(xiàn)少量小型具有殼體的動(dòng)物。高級(jí)藻類進(jìn)一步繁盛,微體古植物出現(xiàn)了一些新類型,疊層石在震旦紀(jì)早期趨于繁盛,后期數(shù)量和種類都突然下降。再?gòu)膸r石圈的構(gòu)造狀況來(lái)看,震旦紀(jì)時(shí)地表上已經(jīng)出現(xiàn)幾個(gè)大型的、相對(duì)穩(wěn)定的大陸板塊,之上已經(jīng)是典型的蓋層沉積,與古生界相似。因此,震旦紀(jì)可以被認(rèn)為是元古代與古生代之間的一個(gè)過(guò)渡階段。
埃迪卡拉動(dòng)物群
埃迪卡拉
動(dòng)物群主要由類似
水母類、
蠕蟲類、海鰓綱的生物所組成,多保存為印痕化石,盡管它們的形態(tài)、結(jié)構(gòu)都很
原始,但它們被認(rèn)為是20 世紀(jì)古生物學(xué)最重大的發(fā)現(xiàn)之一。這一發(fā)現(xiàn)使科學(xué)界擯棄了長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為在寒武紀(jì)之前不可能出現(xiàn)后生動(dòng)物化石的傳統(tǒng)觀念。所謂后生動(dòng)物即是指相對(duì)于原生動(dòng)物的各種多細(xì)胞動(dòng)物。埃迪卡拉動(dòng)物群主要由類似水母類、蠕蟲類、海鰓綱的生物所組成,多保存為印痕化石,盡管它們的形態(tài)、結(jié)構(gòu)都很原始,但它們被認(rèn)為是20 世紀(jì)古生物學(xué)最重大的發(fā)現(xiàn)之一。這一發(fā)現(xiàn)使科學(xué)界擯棄了長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為在寒武紀(jì)之前不可能出現(xiàn)后生動(dòng)物化石的傳統(tǒng)觀念。所謂后生動(dòng)物即是指相對(duì)于原生動(dòng)物的各種多細(xì)胞動(dòng)物。
前寒武紀(jì)各時(shí)期
前寒武紀(jì)中包含有
成鐵紀(jì)、
層侵紀(jì)、
造山紀(jì)、
固結(jié)紀(jì)、
蓋層紀(jì)、
延展紀(jì)、
狹帶紀(jì)、
拉伸紀(jì)、
成冰紀(jì)與埃迪卡拉紀(jì)。之后的下一個(gè)時(shí)期寒武紀(jì),則是顯生宙里的第一代(era)第一紀(jì)(period)。
元古宙(Proterozoic):
從寒武紀(jì)下緣的5億4200萬(wàn)年前開始,一直延續(xù)到25億年前。過(guò)去曾有許多不同的界定范圍,不過(guò)目前已固定從5億4200萬(wàn)年前開始計(jì)算。“元古宙”一詞早期是“前寒武紀(jì)”的同義詞,包括了所有寒武紀(jì)以前的時(shí)代。
新元古宙(Neoproterozoic):
元古宙晚期,大約從寒武紀(jì)底層下緣開始,直到9億年前為止。不過(guò)目前傾向指5億4200萬(wàn)年前到6億年前。
埃迪卡拉紀(jì)(Ediacaran):
國(guó)際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)盟(IUGS)在2004年宣布了埃迪卡拉紀(jì)的官方定義。此紀(jì)開始于6億2000萬(wàn)年前,結(jié)束于5億4200萬(wàn)年前,也就是寒武紀(jì)開端。這段期間曾存在埃迪卡拉動(dòng)物群。
成冰紀(jì)(Cryogenian):
提議中的新元古宙分期。
拉伸紀(jì)(Tonian):
提議中的新元古宙分期。
中元古宙(Mesoproterozoic):
元古宙中期,大約為9億年前到16億年前。
古元古宙(Paleoproterozoic):
元古宙早期,大約為16億年前到25億年前。
太古宙(Archaean):
約25億年前到38億年前。: Roughly from 2500-3800 Ma.
冥古宙(Hadean):
早于38億年前。地球上已知最早的鋯石結(jié)晶經(jīng)測(cè)試已有44億年歷史。其他
隱生宙巖石紀(jì)錄有些來(lái)自月球或隕石。