在地球的發展史上，生命從無到有，再到多樣化，經歷了長達數億年的時間。為了更直觀地理解地球的演化歷史，法國科學家里夫把46億年的時間壓縮成了一天：這一天的前1/4時間，地球上是一片死寂；等到了清早6點鐘的時候，最低級的藻類開始在海洋中出現，它們持續的時間最長；一直到了晚上8點鐘，軟體動物才開始在海洋與湖沼中活動；晚上11點半，恐龍出現，但只“露臉”了僅僅10分鐘便匆匆離去；最后20分鐘里，哺乳動物出現，并迅速地分化；11點50分，靈長類的祖先登臺，最后兩分鐘的時間里，它們的大腦擴大了3倍，成為人類。
里夫的描繪就好比是一場演出，將各類生物比作舞臺上的演員，它們依次登臺，演繹了一場隆重的精彩晚會。
但是，有人登場，就會有人退場。
在這漫長的時期里，不單單是生物生生死死的過程，也是無數物種由誕生到滅絕的過程。根據化石記錄，我們的地球至少已經發生過五次大的生物滅絕和若干次小型的生物滅絕事件。也許會有很不多人不解，有關遠古時代生物滅絕的研究有什么現實意義呢？在地質學的研究中，有一個重要的思維方法稱為“以古論今，論未來”，了解過去最終目的是為了更好地了解現在并預測未來。如果你知道我們現在的地球也正處在新一輪的生物大滅絕時期，你就會真真切切地體會到一種危機感了。
接下來，讓我們一起走進遠古時代，探索生物大滅絕的奧秘……
第1次：4.4億年前冰河期的生物大滅絕
在奧陶紀時期，地球上淺海廣布，氣候十分適宜生物的生長，海洋生物十分繁盛，比如三葉蟲、腕足類、雙殼類、腹足類、海百合、珊瑚、海綿類、鸚鵡螺、牙形石、藻類等。
然而，到了大約4.46億年至4.44億年前，即奧陶紀末期，這兩百萬年間地球上發生了第一次大規模的物種滅絕事件，所以，又被稱作是“奧陶紀滅絕事件。在這次滅絕事件中，約85%的物種滅亡，約27%的科與57%的屬滅絕，從滅絕的數量上看，在五次大滅絕事件中排名第三位。
關于生物滅絕的原因，古生物學家認為是由全球氣候變冷造成的，當時的地球正經歷安第斯-撒哈拉冰河時期，大片的冰川使洋流和大氣環流變冷，全球溫度下降，冰川鎖住了水，導致海平面下降，改變了生物的生存環境，沿海生物圈被嚴重破壞了，最終導致大量物種滅絕。
值得人們注意的是，在這次生物大滅絕過后不久，進入地質歷史上的志留紀時期，地球生物又開始迅速復蘇，那些幸存者是如何躲避過災難獲得重生的呢？
2005年7月，我國一位地質學家在浙江杭州市余杭鎮安樂山進行地質資源調查時，不經意間在一座亭子旁邊的石壁上發現了直徑僅幾毫米的貝殼化石，后來經過地質學家的不斷研究，發現了三葉蟲、海百合等多種化石，而且它們屬于4.4億年前的奧陶紀與志留紀時期之間，這些小小的生物就是奧陶紀末期到志留紀早期生物演化的連接。專家分析，在奧陶紀末期、志留紀早期，杭州還處在南半球低緯度地區，屬于海洋深水區，而原始動物只能在淺水中生存，但是，物競天擇，適者生存，在面臨環境異常變化時，只有那些主動采取措施對自身體型進行改造的生物才能逐漸適應深水環境，借助淺水區向深水區過渡的特殊地理環境，遷移到深水處，躲過了那場大災難，從而使杭州地區成為奧陶紀末期生物大滅絕時一些生物幸存的“避難所”。所以，有人這么猜測：杭州地區是否曾經為地球生命留下了唯一的種子？至少可以說，杭州這個深水區曾經是志留紀生物復蘇的源泉之一。
第2次：3.75億年前海洋生物遭到重創的生物大滅絕
泥盆紀時許多地區升起，露出海面成為陸地，古地理面貌發生了很大變化，蕨類植物繁盛，昆蟲和兩棲類興起，脊椎動物進入飛躍發展時期，魚形動物數量和種類增多，現代魚類開始發展，所以泥盆紀常被稱為“魚類時代”。
但是，在3.75億年前至3.60億年前， 泥盆紀-石炭紀過渡時期發生了一次生物大滅絕，這次事件持續了近2000萬年，期間有多次滅絕高峰期，使得海洋生物大量滅絕，而陸地生物受到的影響較小。從規模上看，82%的海洋物種滅絕，當時淺海的珊瑚幾乎全部滅絕，深海珊瑚也部分滅絕，在五次大滅絕事件中排名第四位。
關于此次滅絕事件的原因，有學者認為是一次與奧陶紀末期相似的全球變冷事件，即地球進入卡魯冰河時期所致；也有學者認為是此期間發生過彗星撞擊地球事件所致；還有人認為是陸生植物大量繁育，它們進化出發達的根系深入地表土之下數米，加速了陸地巖石土壤的風化，大量鐵等元素釋放進入地表水，造成了水系的富營養化，從而導致了海底缺氧事件。
2010年，美國俄亥俄大學一位科學家提出了新的觀點。他研究發現：自然界的物種存在著自然滅絕在過程，新的物種會不斷取代舊物種，但是相對于這種緩慢的自然滅絕過程而言，雖然泥盆紀后期發生滅絕的物種數量并沒有顯著增高，但新生的物種數量卻十分稀少，從而導致生物物種的相對減少，即生物滅絕現象。
這意味著什么呢？他的觀點是：大規模的物種入侵阻止了新物種的形成過程，從而引發了生物滅絕。簡單地說，在泥盆紀時期，隨著地質變遷，海平面發生變化，陸地彼此聯合，陸地生態系統開始形成，兩棲動物也開始向著陸地邁進，某些物種得以進入到它們此前從未居住過的環境之中。對于環境來說，這些新走進來的物種就是入侵物種，它們的大量繁盛，搶占領地和食物資源，阻止了新物種的產生。因此，阻止生物入侵，對于如今的生物多樣性保護而言，仍然有重要的啟示意義。
第3次：2.5億年前巨型火山爆發導致的生物大滅絕
在2.5億年前的二疊紀-三疊紀過渡時期，地球上發生了迄今為止已知的最大規模的物種滅絕事件，總共約57%的科、83%的屬、大約96%的海洋生物的種、約70%的陸地生物的種滅絕了。
這次滅絕事件又是如何發生的呢？最近，美國麻省理工學院和中科院南京地質古生物所的科學家研究發現，這次大規模的生物大滅絕，只經歷了短短6萬年的時間，這對于整個地球史而言，僅僅是“眨眼之間”。
在那個時代，火山頻繁爆發，沉積下來的火山灰掩蓋了一切，卻又準確地記錄下了當時的情景，科學家研究發現，在我國浙江長興煤山，有一段地層剖面，清晰地反映了當時動物滅絕的過程：在地層剖面中，蜓、四射珊瑚、三葉蟲……這些生物，隨著時間的推移，越往地層的上方就越稀少，最后絕跡了。科學家們采用礦物測年方法確定這些事件發生的具體時間，發現煤山剖面標志生物大滅絕開始的25層火山灰為2.51941億年前，終結于2.51880億年前，這意味著大滅絕發生在大約6萬年這一時間段內，并且是一次突發性的滅絕事件。
而且，經過計算，在當時的生物大滅絕初期，地球的溫度是25℃，而生物大滅絕結束，溫度為33℃，短短幾萬年的時間里地球溫度升高了8℃，這足以說明當時的地球經歷了一張全球范圍的高溫期，溫度升高，氣候干旱，森林野火不斷直至燃燒殆盡，二氧化碳濃度升高，海洋生物也缺氧而大批死亡。其罪魁禍首，就是當時大規模的火山活動，導致地表大量溫室氣體釋放和快速的溫室效應。
第4次：2.08億年前原因不明的生物大滅絕
在距今2.08億年前的三疊紀-侏羅紀過渡時期，地球上發生了第四次生物大滅絕事件，這次滅絕事件的影響遍及陸地與海洋，導致大約23%的科與48%的屬的生物滅絕。也正是這次滅絕事件，給恐龍提供廣闊的生存空間，使得恐龍成為侏羅紀的優勢陸地動物。
這次滅絕事件歷時很短，不足一萬年的時間，其原因至今未有定論。
最常見的觀點是，隕石撞擊地球所致。法國有個羅什舒阿爾隕石坑，地質年代大約是2.01億年前，但這個侵蝕過的隕石坑，直徑約25公里，原始直徑可能約50公里，但是也有專家認為這樣的規模對于造成生物滅絕而言顯得影響太小了。2013年，日本的科學家在日本岐阜縣坂祝町河流沿岸和大分縣津久見市的海岸附近發現了濃度很高的金屬鋨，這種金屬在地表上非常罕見，但在隕星內則含量豐富，同位素分析證實，新發現的鋨與地表本來存在的鋨不同，其來源是隕星。他們認為這是一顆直徑為3.3～7.8公里的隕星撞擊地球所致，此次撞擊導致了三疊紀－侏羅紀生物大滅絕。
還有種觀點認為：這一事件與當時大規模火山爆發所引發的氣候變化有關。在三疊紀時期，火山爆發噴涌大量巖漿和大量氣體，改變了當時的氣候條件，排放的二氧化碳還可能會酸化海洋，造成海洋及陸地生物的滅絕。
第5次：6500萬年前恐龍時代的生物大滅絕
2013年2月15日，一顆編號為2012DA14的近地小行星以距離地球僅僅27000公里的位置略過，盡管它沒有撞擊地球，卻著實讓科學家們捏了一把汗。因為這顆小行星直徑約44米，重量達12萬噸，如果撞擊了地球，它將釋放將相當于230萬噸爆炸當量的能量，近乎于1908年震驚世界的俄羅斯西伯利亞通古斯大爆炸的能量。
然而，我們的地球并不是每次都能那么幸運。如今的地球上大大小小的隕石坑數以百計，每一個都代表著當年的創傷。其中最著名的一次撞擊事件，造成了地球上第五次生物大滅絕，當年地球的霸主恐龍也不幸全軍覆沒，那就是希克蘇魯伯隕石撞擊事件。
恐龍是一類能以后肢支撐身體直立行走的脊椎動物，大多數棲息于陸地上，最早出現在約2.25億年前的三疊紀晚期，統治全球陸地生態系統超過1億6千萬年之久，直到約6500萬年前的白堊紀晚期滅絕。但是，恐龍的后代——鳥類存活下來，并繁衍至今。
關于恐龍的滅絕，科學家們提出了五花八門的假說，其中比較著名的有：“氣候變遷說”，講的是6500萬年前的地球氣候陡然變化造成大批動植物死亡；“地磁變化說”，當年的地球磁場突然發生變化使得大批動物遭受滅頂之災；“酸雨說”，白堊紀末期可能下過強烈的酸雨，造成恐龍中毒而滅絕；“被子植物中毒說”，地球上的被子植物逐漸取代了裸子植物之后，其中含有的毒素被動物食用之后累積從而導致恐龍滅絕。當然，每一種假說都有它科學的一面，也會有爭議的地方。現今，被國際社會認可的是“隕石撞擊說”。
20世紀70年代末，一位名叫格倫·彭菲爾德的地質學家在墨西哥尤卡坦半島的希克蘇魯伯地區從事石油勘探工作時，驚奇地發現在尤卡坦半島外海的海床之下，有個直徑達70公里的環狀地形，然后他查閱了相關資料，發現尤卡坦半島也有一個這樣的弧狀地形，二者居然可以組成一個完整的圓形，直徑達180公里寬。但是，由于他是從事石油勘探工作的，未能公開這些與石油無關的發現。
后來，不斷有科學家們在此地有新的發現，比如沖擊石英、重力異常、玻璃隕石等足以證明這個圓形構造是隕石撞擊形成的，而且推測這個撞擊體的直徑至少有10公里，撞擊產生的能量相當于1014TNT當量，在全世界所有已知爆炸事件中規模最大的一次。再后來，有人研究發現這個隕石撞擊坑的形成年代大約是6500萬年前，于是，隨著研究的不斷深入，科學家確認了希克蘇魯伯隕石撞擊事件是造成白堊紀-第三紀恐龍大滅絕的原因。
希克蘇魯伯撞擊事件會引發大規模海嘯、地震與火山爆發，撞擊產生的碎片和灰塵會造成全球性的風暴，長時期遮辟陽光，妨礙植物的光合作用，造成生態系統的瓦解，一系列的災難最終導致約17%的科、50%的屬、75%的物種滅絕，滅絕事件的規模在五次大滅絕事件中排名第二。
（文/夕誠 攝影/馬志飛）
