生物灭绝专题培训市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

对生物集群灭绝初步认识对生物集群灭绝初步认识Mass Extinction 第1页生物大灭绝（Mass Extinction Mass Extinction）定义：依据于化石统计，在一个比较短时间（1-2Ma?）内，大量生物物种绝灭通常是生物界对一次大规模快速全球性事件响应。第2页显生宙生物集群灭绝事件显生宙生物集群灭绝事件第3页地球历史中出现过五次大生物大灭绝事件地球历史中出现过五次大生物大灭绝事件第4页Radiations of the Metazoans in the Phanerozoic第5页Ordovician-SilurianLate DevonianPermian-TriassicEnd TriassicCretaceous-Tertiary25%Families（科）（科）50%Genera（属）（属）85%Species（种）（种）22%Families57%Genera 82%Species53%Families84%Genera96%Species22%Families52%Genera76%Species16%Families47%Genera76%Species生生物物大大灭灭绝绝事件事件作用时间较短作用时间较短作用范围广作用范围广1 1，陨石撞击，陨石撞击2 2，大火山暴发，大火山暴发3 3，大冰期，大冰期4 4，大海平面下降，大海平面下降5 5，海水环境改变，海水环境改变6 6，超大陆拼合裂解，超大陆拼合裂解7 7，生物本身，生物本身8 8，超新星暴发等，超新星暴发等第6页第7页一，陨石撞击（一，陨石撞击（impact）第8页K-T：淡水生物达97%、海洋浮游微生物为58%、海洋底栖生物为51%、海洋游泳生物为30%。除了恐龙灭绝之外，曾在前4次大绝灭中都得以幸存菊石最终还是灭绝了。而因为某种原因，一些物种却基本没有受到影响，鳄鱼、海龟、蜥蜴、哺乳动物以及鸟类都顺利渡过了这场危难。恐龙及其同类消失为哺乳动物以及人类登场提供了契机。第9页What Killed the Dinosaurs?第10页小小行行星星带带第11页小行星带小行星带（Asteroid belt）第12页Earth has the smallest number of impact craters(陨石坑）陨石坑）among terrestrial planets.WHY?WHY?Few impact craters are well preserved on the Earth surface.已发觉陨石撞击坑约160个第13页Barringer Meteor Crater,Arizona(亚利桑那州),U.S.(49,000 yrs)One of the worlds best known craters First recognized impact crater on Earth(1928)Less than 1 mile across,it was created about 49,000 years agoFormed by an iron meteoroid-lots of melted droplets and solid pieces of an iron-nickel material have been recovered in the area第14页第15页艺术家笔下K-T撞击事件第16页地球物理资料（重力）撞击坑第17页证据证据陨石陨石地球物质地球物质撞击灰尘撞击灰尘后期微体化石后期微体化石与恐龙同时代微体化石与恐龙同时代微体化石陨坑附近物质沉积陨坑附近物质沉积第18页白垩纪白垩纪/第三纪第三纪(KT)Boundary(KT)BoundaryRaton Basin,NM,USATertiaryCretaceous界限两边化石发生显著改变界限两边化石发生显著改变Paleogene(“Tertiary”)Cretaceous泥岩层泥岩层第19页Initial Evidence of Bolide Impact:IridiumGubbio,ItalyCretaceousPaleogene(“Tertiary”)Iridium-rich boundary clay layer Iridium“spike”:High iridium concentrations from asteroid/comet 铱异常（高峰值）第20页The KT Boundary（白垩纪白垩纪/第三纪）第三纪）K-T layer(black),also contains soot(碳灰碳灰)(from fires),spherical rock droplets(球状岩石颗粒球状岩石颗粒)and shocked quarts(撞击形成石英撞击形成石英)(commonly formed in impacts)and comprises high abundances of iridium,gold,osmium,and platinum(more common to meteorites(陨星陨星)than to Earth).富铱泥岩层(比比较一致全球分布较一致全球分布)铱元素在地球上含量极少，在地球外一些星体上含量相对较多第21页 Shocked Quartz in K-T Boundary ClayHigh pressures cause what is known as shock metamorphism,this deforms the structure of the quartz and creates parallel laminar ripples.It is found all over the world,not just locally.Has only been observed at meteorite impact sites(陨坑陨坑)and nuclear test sites(核试验核试验)No other process on the planet creates this type of quartz.第22页Tektites,glass beads(玻陨石玻陨石,玻璃珠玻璃珠)found in boundary sedimentsDue to melting of rock by energy of bolide(陨星)(asteroid小行星 or comet彗星)impact?Glass found in boundary sediments of Gulf of Mexico代表了熔体快速降温过程第23页Soot particles（未完全燃烧煤炭小（未完全燃烧煤炭小颗粒）颗粒）found in boundary claySimilar to Fly Ash From Coal-Burning PlantsSuggest global wildfires associated with ignition(陨石撞击陨石撞击)of large amounts of dead plant matter on Earths surface.第24页Computer model of effects of K-T Impact Winter撞击事件后，地球最少连续了六个月黑暗没有阳光=没有光合作用食物链和食物网遭到破坏生物灭绝第25页二：大火山活动（二：大火山活动（CFBCFB，LIPLIP等）等）第26页第27页Deccan Traps Volcanism德干高原德干高原大陆溢流玄武岩省大陆溢流玄武岩省About 65 million years ago,the mantle plume that gave rise to the Reunion hotspot volcano burned its way through earths crust,flooding western India and surrounding areas with the Deccan Traps flood basalts.第28页溢流玄武岩火山作用The result of great volcanic activity associated with rising heat plumes from mantle(核幔边界核幔边界D”)D”)Deccan Traps(India)record eruption of more than 500,000 million cubic km of basaltic lava over perhaps about 5 million years(but began before end of Cretaceous Period).溢流玄武岩火山作用似乎与生物集群灭绝相关，但并不是全部生物集群灭绝事件都与火山作用相关第29页第30页三，大冰期三，大冰期 (Ice Ages and Extinctions)iceageiceageThere is no tight correlation between ice ages and mass extinctions1，晚奥陶世冰川作用引发海平面下降和较冷温度。2，海平面下降造成浮游生物和底栖生物生存范围大量减小。第31页Causes of Permian Ice Age?Large land mass over the south pole global equatorial to polar oceanic circulation blocked第32页四：大海平面下降晚奥陶世冰川作用引发海平面下降和较冷温度。海退造成陆表海消失，底栖生物生境消失，或是陆棚海面积变小，生物生存范围缩小，变得拥挤，竞争加大。窄生境性生物大量绝灭。二叠纪末联合古大陆，全球陆地域被海水覆盖率由二叠纪初40%降至二叠纪末10%以下。海进海退证据：全球同层位13C 异常。正偏：海进，生物繁盛，13C 在海洋无机界中富集。负偏：海退，生物衰落，12C 在无机界富集更多。海进海退多数是因为冰川活动，或是大陆板块运动造成。d13C isotopic shift(Italian Alps)第33页五：超大陆汇聚五：超大陆汇聚 1，泛大陆聚合造成大规模全球海退事件；二叠纪末Pangaea联合古陆形成第34页Deep-sea anoxic interval(Japan)六:海水环境改变缺氧事件在显生宙五次生物集群灭绝期，沉积学，古生物学，地球化学等资料都显示出了缺氧事件，如在二叠纪-三叠纪接线附近发觉了绿硫细菌标志化合物，绿硫细菌分子化石统计当初海水环境缺氧，而且在透光带也富含硫化氢，还有一些生物集群灭绝被认为是海水天然气水合物释放第35页l晚泥盆世裸子植物、高大乔木、多重结构森林出现晚泥盆世裸子植物、高大乔木、多重结构森林出现化学和生物化学化学和生物化学风化盛行风化盛行真正意义土壤广为发育真正意义土壤广为发育地表径流向滨、浅海输送有机物地表径流向滨、浅海输送有机物和营养物质增多和营养物质增多陆表海由超寡营养到富营养化陆表海由超寡营养到富营养化浮游植物和浮游动浮游植物和浮游动物等低等菌藻微生物繁荣物等低等菌藻微生物繁荣频繁赤潮频繁赤潮海洋水缺氧造成中低纬度浅水海洋水缺氧造成中低纬度浅水海相生物集群绝灭。海相生物集群绝灭。l地质界限之交海洋不是死难海洋，而是菌藻微生物伊甸园。地质界限之交海洋不是死难海洋，而是菌藻微生物伊甸园。l广西近岸碳酸盐海域藻类大量繁殖和高度富集，海水富营养化，缺氧，广西近岸碳酸盐海域藻类大量繁殖和高度富集，海水富营养化，缺氧，高盐度，碳酸盐碳同位素正偏和生物分异度锐减，高盐度，碳酸盐碳同位素正偏和生物分异度锐减，暗示暗示F-FF-F（晚泥盆（晚泥盆纪弗拉斯期纪弗拉斯期法门期）之交为赤潮多发期。法门期）之交为赤潮多发期。七，其它原因：生物原因，超新星暴发等第36页存在问题1，火山（大陆溢流玄武岩）与陨石撞击是不是相关系（海平面上升与下降，大冰期，海洋环境改变，超大陆拼合裂解等）？假如有，怎样关系？2，为何一部分生物灭绝而另一些生物却幸存了下来？它们以什么样方式幸存下来？第37页自寒武纪以来，在地球出现过自寒武纪以来，在地球出现过99%99%生物已经消失了，不过有些生生物已经消失了，不过有些生物却幸存了下来。？物却幸存了下来。？这是一个腕足动物（舌形贝属），生活在海洋沙泥，垂直洞穴中，自从志留纪以来，形态和结构一直没有发生改变第38页Despite their name,these animals are not crabs（螃蟹）at all but are related to scorpions（蝎子）（蝎子）,spiders（蜘蛛）（蜘蛛）,and extinct trilobites（三叶虫）（三叶虫）马蹄形螃蟹（活化石），栖息于海岸，自从奥陶纪以来形态和结构没有发生显著改变，这是它底面腹部结构。第39页第40页原子分子，离子等细胞器细胞组织器官系统大气圈岩石圈水圈土壤圈个体种群生物圈生态系统生态系统群落个体种群生物圈生态系统生态系统群落第41页 了解不一样层次，不一样水平之间，复杂相互作用关系，作用路径及生物本身个体特点等，是处理生物集群大灭绝关键这有依赖于古生物学，地球化学，地球物理学，结构地质学，天文学，生命科学等多学科努力。第42页谢谢！谢谢！第43页第44页