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第3章 海洋的演化史

海洋是怎样形成的?海水是从哪里来的?近两个世纪以来,人类有关海洋起源与演化问题的知识已取得很大进展。下面,我们就一起进入原始海洋世界中,感受海洋的神秘与美丽。

原始海洋的形成和演变

广阔的海洋美丽而又壮观,但你是否知道,地球最初形成的时候,并没有河流和海洋,大气层里的水分也很少,即使有一些,也随着其他气体分子蒸发了。地球上后来的水是与原始大气一起由地球内部产生的。在早期,地壳才固结不久,地球内部全是“岩浆海洋”,火山喷发此起彼伏,带出了大量的水汽直冲九霄,聚集成无比巨厚的云层。随着地球逐渐变冷,当水蒸气超过其饱和点时,就开始凝结成水滴、冰晶。从而就引发了“排山倒海”的狂风暴雨,一“下”就是几百年、几千年。雨水不停地流向低洼处,年复一年,日复一日,原始海洋就这样诞生了。此时的大洋水不仅严重缺氧,而且含有大量的火山喷发酸性物质,如HCL、HF、CO2等,具有较强的溶解能力。根据科学家对化石的研究,大约在39亿年前就形成了原始海洋。

从规模上来看,原始海洋的面积远没有现代海洋这么大。据估算,它的水量只有现代海洋的10%左右。后来,由于贮藏在地球内部的结构水的加入,原始海洋才逐渐壮大,形成了蔚为壮观的现代海洋。原始海洋中的水不像现代海水一样又苦又咸。现代海洋海水中的无机盐,主要是通过自然界周而复始的水循环,由陆地带入海洋而逐年增加的。可是,原始海洋中的有机大分子非常丰富,是现代海洋所无法企及的。

原始海洋

生命来自海洋

关于生命的起源,有多种不同版本的说法,最具代表性的有“团聚体说”、“类蛋白微球体说”、“来自星际空间说”等,每种假说都有一个共同之处,那就是都与水有关。

自古以来,生命的起源一直是生命学家所热衷的研究课题。现代科学的研究普遍认为生命起源于海洋,原因有二:一、水是生命体的重要组成和进行生命活动的基础物质;二、海洋为生命的诞生和繁殖提供了天然的庇护场所,丰富的海水能有效地遮挡紫外线,避免生命遭受损伤。

39亿年前诞生的生命,其概念只是单细胞生物,和现代细菌有着相似的结构。它们经过了1亿年的漫长演变,逐渐进化成为最原始的藻类——单细胞藻类,这就是最原始的生命。这些原始藻类不断地繁殖,进行大量的光合作用,吸收二氧化碳释放氧气,为生命的进化提供了有利条件。

就这样,原始的单细胞藻类又经过亿万年的进化,变成原始的海洋动物,如水母、海绵、蛤类、珊瑚、三叶虫、鹦鹉螺等,而脊椎动物的出现相对来说较晚,大约是在4亿年前。

那么,生物又是怎样出现在陆地上的呢?由于月球对地球巨大引力的作用,海洋出现潮汐现象。由于涨潮的时候水位上升,海水不断地拍击、冲刷海岸,就会将一些生物冲到岸上;退潮时,大片的浅滩又暴露在阳光下。这样在海陆交界处就形成了一条潮间带(本书第三章会详细讲述潮汐现象)。与此同时,臭氧层逐渐形成,这样就阻挡了紫外线对陆地的直射,为海洋生物的登陆创造了条件,原先生活在海洋中的某些生物,经历潮涨潮落的不断磨练后,一些生物就慢慢适应了陆地的生活。当然,也会有一些原始的生命在这个过程死去,而经过无数严酷考验最后留在陆地上的生命,就会不断为适应新环境而进化。约在2亿年前,爬行类、两栖类、鸟类相继出现,地球上生命的种类开始多样化。

地球上所有哺乳动物都是在陆地上诞生的。后来由于自然条件的变化等原因,它们中的一部分又重新回归到海洋中,如鲸和豚。还有一部分在经过自然界的众多剧变后,仍然顽强地存活在陆地,并逐渐发展壮大。直到300万年前,作为高级的生命体人类便诞生了。因此,研究生命起源的学者把海洋称作“生命的摇篮”。

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