第53章 志留紀(jì)：在廢墟中孕育生命的奇跡
志留紀(jì)的名字來(lái)源于英國(guó)威爾士地區(qū)一個(gè)凱爾特部族的志留族。同樣是因?yàn)槟抢镏玖粝档貙影l(fā)育，后來(lái)中國(guó)和日本的地質(zhì)學(xué)家通過(guò)音譯將其翻譯為“志留紀(jì)”，同音于滯留，這也與志留紀(jì)廣泛發(fā)育的滯留潟湖相的黑色頁(yè)巖相得益彰。
志留紀(jì)約開(kāi)始于4.4億年前，結(jié)束于4.1億年前，分早、中、晚三個(gè)世。
志留紀(jì)三分性質(zhì)比較顯著。一般說(shuō)來(lái)，早志留世到處形成海侵，中志留世海侵達(dá)到頂峰，晚志留世各地有不同程度的海退和陸地上升，表現(xiàn)了一個(gè)巨大的海侵旋回。志留紀(jì)晚期，地殼運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，古大西洋閉合，一些板塊間發(fā)生碰撞，導(dǎo)致一些地槽褶皺升起，古地理面貌巨變，大陸面積顯著擴(kuò)大。生物界也發(fā)生了巨大的演變，這一切都標(biāo)志著地殼歷史發(fā)展到了轉(zhuǎn)折時(shí)期。
志留紀(jì)在經(jīng)歷了奧陶紀(jì)末期動(dòng)蕩的環(huán)境變化后，氣候逐漸變得穩(wěn)定，早、中志留世始終處于溫暖的恒紀(jì)元，這也與當(dāng)時(shí)高達(dá)0.45%的CO2濃度引起的溫室效應(yīng)有關(guān)。比現(xiàn)在平均氣溫要高出5℃的環(huán)境，使得兩極的冰川徹底消融，海平面上升到新的高度，為當(dāng)時(shí)重創(chuàng)后的海洋生態(tài)環(huán)境提供了良好修復(fù)機(jī)會(huì)。
而全球高溫使得洋流微弱，海平面上升，導(dǎo)致大陸架較深海的海洋長(zhǎng)期處于滯留的缺氧還原環(huán)境，沒(méi)有生物生存，生物有機(jī)質(zhì)也在此堆積滯留，形成了黑色頁(yè)巖層，也因此黑色頁(yè)巖成為了儲(chǔ)存油氣的主要烴源巖，同時(shí)黑色頁(yè)巖還蘊(yùn)含著銅、鈾、鉬、釩、鎳等多種金屬。
志留紀(jì)地層在世界分布較廣，淺海沉積在亞、歐、美洲的大部分地區(qū)，及澳大利亞的部分地區(qū)。非洲、南極洲大部分為陸地。
志留紀(jì)的分層系統(tǒng)及標(biāo)準(zhǔn)化石分帶是采用各地的資料綜合確立。英國(guó)則被視作國(guó)際志留系研究的標(biāo)準(zhǔn)地區(qū)。此外，在挪威南部、加拿大東部的安蒂科斯蒂島、瑞典的哥德蘭島、烏克蘭的波多利亞地區(qū)、捷克和斯洛伐克的布拉格附近地區(qū)，都有發(fā)育良好的志留紀(jì)不同時(shí)期的地層和生物群。
在全部地層系統(tǒng)中，志留系是第一個(gè)基本健全年代地層系統(tǒng)的系。這個(gè)系的頂、底界線(xiàn)、統(tǒng)的劃分和階的建立，均由國(guó)際志留紀(jì)地層分會(huì)提出方案，被國(guó)際地層委員會(huì)在1981--1985年先后批準(zhǔn)。建立全球的標(biāo)準(zhǔn)方案，對(duì)于獲得國(guó)際地質(zhì)共同語(yǔ)言，便于統(tǒng)一使用和廣泛對(duì)比，是十分需要的。
志留紀(jì)是一個(gè)沉積礦產(chǎn)貧乏的時(shí)期。主要的沉積礦產(chǎn)是北美地臺(tái)上的克林頓沉積鐵礦。美國(guó)鐵礦的10%、鹽礦的20%和少量油氣資源均來(lái)自志留紀(jì)地層。阿爾及利亞、利比亞和撒哈拉中部的大部分也來(lái)自志留紀(jì)地層。此外，還有西伯利亞、科累馬和澳大利亞西部蒸發(fā)巖系中的膏鹽礦，以及澳大利亞?wèn)|部的金礦和錫礦在中國(guó)志留系中黑色頁(yè)巖中放射性元素富集，特別是西秦嶺地區(qū)。在東秦嶺的志留系中的小型藻煤已具開(kāi)采價(jià)值，并與鈾、釩、鉬、鎳、鈷等元素相伴。志留系灰?guī)r、白云巖是建筑材料和水泥的重要原料。
與奧陶紀(jì)相比，志留紀(jì)的獨(dú)特環(huán)境很大程度的影響了生物的演化，也因?yàn)槿驈V泛分布的筆石化石，被稱(chēng)為“筆石時(shí)代”。
植物登陸成功和有頜類(lèi)的壯大是發(fā)生在志留紀(jì)的最重要的生物演化事件。海生無(wú)脊椎動(dòng)物在志留紀(jì)時(shí)仍占重要地位，許多種類(lèi)在經(jīng)歷奧陶紀(jì)末滅絕事件后，進(jìn)入一個(gè)新的復(fù)蘇階段。但各門(mén)類(lèi)的種屬更替和內(nèi)部組分都有所變化。如筆石動(dòng)物保留了雙筆石類(lèi)，新興的單筆石類(lèi)也很繁盛；腕足動(dòng)物內(nèi)部的構(gòu)造變得比較復(fù)雜，如五房貝目、石燕貝目、小嘴貝目得到了發(fā)展；軟體動(dòng)物中頭足綱、鸚鵡螺類(lèi)顯著減少，而雙殼綱、腹足綱則逐步發(fā)展；繁盛一時(shí)的三葉蟲(chóng)開(kāi)始衰退，但蛛形目和介形目大量發(fā)展；節(jié)肢動(dòng)物中的板足鱟類(lèi)（也稱(chēng)“海蝎”）開(kāi)始興起，是當(dāng)時(shí)海洋節(jié)肢動(dòng)物中個(gè)體最大的種類(lèi)，在晚志留世海洋中廣泛分布；珊瑚綱進(jìn)一步繁盛；棘皮動(dòng)物中海林檎類(lèi)大減，海百合類(lèi)在志留紀(jì)大量出現(xiàn)。
在奧陶紀(jì)出現(xiàn)的脊椎動(dòng)物無(wú)頜魚(yú)類(lèi)進(jìn)一步發(fā)展，得到大量繁榮；在志留紀(jì)中期，更先進(jìn)的有頜魚(yú)類(lèi)和棘魚(yú)類(lèi)開(kāi)始出現(xiàn)，這在脊椎動(dòng)物的演化上是一重大事件。海中有成群的珊瑚聚集生活，最后形成珊瑚礁。魚(yú)類(lèi)開(kāi)始征服水域，為隨后魚(yú)類(lèi)等高等脊椎動(dòng)物的大發(fā)展創(chuàng)造了條件。
植物方面除了海生藻類(lèi)仍然繁盛以外，晚志留世末期，陸生植物中的裸蕨植物首次出現(xiàn)。
志留紀(jì)末，由于受加里東運(yùn)動(dòng)的影響，海水逐漸退去。部分生物為了適應(yīng)新的生活環(huán)境，由海洋向陸地生活轉(zhuǎn)變，這是生物演化的又一重大事件。
這個(gè)時(shí)期最大的特點(diǎn)是植物開(kāi)始登上陸地，大規(guī)模海退，陸地面積逐漸擴(kuò)大，作為陸生高等植物的先驅(qū)，低等維管束植物開(kāi)始出現(xiàn)并逐漸占領(lǐng)陸地，其中，裸蕨類(lèi)和石松類(lèi)是目前已知最早的陸生植物。
從濱海淺灘綠藻植物演化而來(lái)的陸生裸蕨植物最早出現(xiàn)于晚志留世，到早泥盆世開(kāi)始大量生活在濱海沼澤低地，中泥盆世后期出現(xiàn)根、莖和葉分化的原始石松類(lèi)和有節(jié)類(lèi)，到晚泥盆世在自然選擇的作用下，裸蕨迅速絕滅了。一般稱(chēng)志留紀(jì)末到中泥盆世為“裸蕨植物時(shí)代”。到石炭、二疊紀(jì)陸生植物進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)了石松、節(jié)蕨、真蕨和原始裸子植物的種子蕨和科達(dá)類(lèi)，這一時(shí)期被稱(chēng)為“蕨類(lèi)植物時(shí)代”。從晚石炭世到二疊紀(jì)各類(lèi)植物極度繁茂，由于適應(yīng)不同的氣候條件，逐漸形成明顯的植物地理分區(qū)。
在志留紀(jì)，地球經(jīng)歷了一場(chǎng)巨神海的消失和瘋狂的造山運(yùn)動(dòng)：曾經(jīng)橫跨在波羅地大陸和勞倫大陸中間有一片海洋（即古生代的北歐大陸和北美大陸），名為“巨神?！薄Ｔ谥玖艏o(jì)之前，巨神海兩側(cè)的生物面貌差異巨大，但在志留紀(jì)期間，波羅地大陸和勞倫大陸相鄰海岸的生物特征逐漸變得一致起來(lái)，這說(shuō)明兩個(gè)大陸在不停地靠近，大陸之間曾存在的巨神海也在此期間俯沖到兩側(cè)大陸之下，逐漸消失不見(jiàn)。
而阿巴拉契亞山脈也在這次的俯沖期間形成，位置正好位于勞倫古陸和波羅地大陸南部的阿瓦隆尼亞大陸的碰撞位置。
在志留紀(jì)晚期，這類(lèi)地殼活動(dòng)并不僅限于此，在全球范圍都出現(xiàn)了活躍的造山運(yùn)動(dòng)，大陸在大規(guī)模的俯沖碰撞后被抬升，全球也出現(xiàn)了大規(guī)模的褶皺運(yùn)動(dòng)。這一構(gòu)造事件就是“加里東造山運(yùn)動(dòng)”，陸地大規(guī)模的抬升也為后來(lái)生物的大規(guī)模登陸提供了足夠的場(chǎng)所。而早古生代也在這次全球的造山運(yùn)動(dòng)之后完成了華麗的收?qǐng)觥?p> 雖然志留紀(jì)時(shí)間短暫，卻背負(fù)了很大的責(zé)任，在地球經(jīng)歷了第一次大規(guī)模的生物大滅絕事件之后，志留紀(jì)用整整一個(gè)紀(jì)元來(lái)修復(fù)大滅絕對(duì)生物界造成的創(chuàng)傷，最終在末期不僅達(dá)到了奧陶紀(jì)巔峰時(shí)期的生物水平，還孕育出了現(xiàn)代生命的奇跡，為脊椎動(dòng)物統(tǒng)治世界埋下伏筆，并且也標(biāo)志著生物征服陸地的開(kāi)始。
志留紀(jì)之后，生物界又開(kāi)始變得躁動(dòng)不安，脊椎動(dòng)物從此接管地球。陸地逐漸被占領(lǐng)，新的希望被再次點(diǎn)亮。