在远古所有大陆连成一片的时候,泛大洋中有岛屿吗?岛上有没有生物?

在远古所有大陆连成一片的时候,泛大洋中有岛屿吗?岛上有没有生物?

老牛头,古生物学/地质学/博物学

在回答之前,还是先放上这张图:

国际年代地层表(v 2015/01),如果对正文所提及年代有不清楚的可以参考此表。

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stratigraphy.org/ICScha

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stratigraphy.org/ICScha

百万年(Ma)是一种什么概念呢,想想一元钱与一百万元钱的差距,人类历史 5000 年,想想 5000 元和一百万元的差距,所以百万年是十分长的时间单位,但是在地质历史中其实是基本年代单位。假如把一个百万年比作成一年,那地球差不多有 4600 年的历史。而生命也就是从 540 年前真正开始兴盛,比作中国历史也就是明朝时候的事情……人类作为物种的历史差不多也就几个月。

正文开始:

这个问题属于古生物地理学问题
题主提到了两个大陆,罗迪尼亚大陆和盘古大陆,所以我们有必要先解释一下这两个大陆的概念,

一.罗迪尼亚大陆

罗迪尼亚超级大陆于 13 亿年到 9 亿年逐渐形成,7.5 到 6 亿年逐渐分裂。放一张罗迪尼亚大陆聚合时候的古板块复原图。

那个时候华北(north china)和华南(south china)还有塔里木(tarim)都是相距甚远的三个陆块,你问我西藏在哪?那时候还没出现形成现今西藏的羌塘地块和拉萨地块。

那时的大陆表面是什么生物都没有,十分荒凉,有一种解释是那时的臭氧层不像今天这样厚实,强烈的紫外线使得生物不能生存在大陆表面,所以那时的生物都是生活在海洋中的。

那时的生物大概什么样子的呢?这是产于淮南刘老碑组(年龄 10 亿到 9 亿年)的化石,丝状与球状藻类。

这就是那时候的生物主流面貌。还有一些棒状的藻类以及一些亲缘关系不明的很小的生物。

所以这个时候讨论岛屿对生物造成的影响应该是没意义的,生物都不能在陆地上生存,更别谈岛屿了,那时的海洋还是藻类的天下。

二、盘古大陆

盘古大陆大概在三叠纪的时候完全形成,那时全球的大陆,几乎联合为一个整体。这也是距离现在最近的一个超级大陆,我们现在的世界大陆分布格局的形成就是从盘古大陆的裂解开始的。

240Ma 时的盘古大陆

220Ma 时的盘古大陆

200Ma 时的盘古大陆(已经有裂解的现象了,有没有注意到北大西洋已经开始形成了)

220Ma 时的古板块构造

可以看到当时塔里木陆块、扬子陆块与华北陆块已经离的是比较近的了。

三叠纪古地理恢复。

那时的生物已经相当繁盛了,由于之前的二叠纪大灭绝,三叠纪刚开始地球上空出了大量的生态位,所以幸存下来的生物开始辐射演化,很快地球表面又变得生机盎然。最早的鱼龙、翼龙、恐龙、乌龟以及哺乳动物都出现在三叠纪。

三.岛屿分类

1.大陆岛又称陆岛,指地质结构上与邻近大陆相似或相联系的岛。大陆岛原先是大陆的一部分,后来被海水将它与大陆分开,一般都位于大陆架上。大陆岛面积较大,地势较高。比如海南岛。

2.冲积岛是由河流中的泥沙沉积而成,因此也称沙岛。我国第三大岛崇明岛就是冲击岛。

3.珊瑚岛:由珊瑚等其他动物的尸体在海底高地堆积而成的岛屿。曾母暗沙就是属于珊瑚岛。世界上最著名的珊瑚岛是澳大利亚东海岸的大堡礁。

4.火山岛:由海底火山喷发而形成的岛屿,按其属性分为两种,一种是大洋火山岛,它与大陆地质构造没有联系,比如夏威夷群岛中的岛屿;另一种是大陆架或大陆坡海域的火山岛,它与大陆地质构造有联系,但又与大陆岛不尽相同,属大陆岛屿大洋岛之间的过渡类型,比如钓鱼岛。

现在来分析一下盘古大陆存在的时候泛大洋中是否存在岛屿。

我认为没有证据证明是否存在岛屿。

如果是指狭义的泛大洋,即以当时所有大陆面向大洋一侧的板块边界作为泛大洋与盘古大陆以及特提斯洋边界,那么我认为几乎不可能存在信息证明泛大洋上拥有岛屿,因为现今地球上的洋壳的年龄是在 1.8 亿年之内。

这样的话,那时存在在泛大洋中的岛屿应该会随着洋壳的俯冲一起消失。

不过我们可以根据现今夏威夷岛上的原始生物推测一下当时泛大洋岛上的生物面貌。

原文地址:夏威夷的动物

由于夏威夷当地的动物在进化的过程中没有敌人或竞争者,所以他们没有长一些保护自己的武器如刺、毒和伪装物等。研究者们说公元 500 年到 800 年波利尼西亚人第一次来到夏威夷时,他们发现夏威夷大概有 67 种鸟,但人们认为现在其中的三分之一已经灭绝。他们没发现任何爬行动物、两栖动物、蚊子、虱子、跳蚤或者哪怕是蟑螂。当时夏威夷只有两种当地的哺乳动物:灰白蝙蝠和海豹。灰白蝙蝠应该是在某一时间非常偶然地从北美或南美洲吹到夏威夷来的。夏威夷的海豹与加勒比海和地中海里发现的温水里的海豹是有关系的。
夏威夷的许多动物都有了一些特别的变化来适应新的环境,即进化成了新物种。现在夏威夷近 90%的动物是本土的,即他们在世界上其它地方不存在。
据了解,大概有 680 种鱼生活在夏威夷周围的海里。其中,约 450 种靠近暗礁和近海岸地区,而在这 450 种生活在暗礁里的鱼之中,约 27%是夏威夷的本地鱼,在世界上的其它地方看不到。

所以说只有飞行能力和游泳能力比较强的动物才会出现在岛上,对于昆虫以及陆生不会飞行的脊椎动物来说要想登上这个远离大陆的岛屿几乎是不可能的。盘古大陆时期并没有强有力的飞行者。

在盘古大陆存在时期,能接近泛大洋中的岛屿的应该只有鱼类,海生爬行类(鱼龙),海生无脊椎动物。

所以可以推测,如果当时泛大洋中存在岛屿,岛屿造成的独特生境应该可以使得岛屿周围存在与大陆不同的新物种。根据岛屿效应,岛屿上物种数目(或一个地区中)会随着岛屿面积的增加而增加,最初增加十分迅速,当物种接数目近该生境所能承受的最大数量时,增加将逐渐停止。物种数目的对数与岛屿面积对数的坐标图显示的是一个线性关系。对于海洋岛屿和生境岛屿来说,这些双对数坐标图直线的斜率,大多在 0.24~0.34 之间。

总之,泛大洋中存在的岛屿应该有两种,海底高地形成的珊瑚岛与热点形成的大洋火山岛,这两种成因的岛屿并不能从开始就携带大陆的生物。如果有大陆生物迁入,岛屿中的生物区系应该和迁出地的生物区系保持相同,但是会演化出不同的种类。

但以上只是推测,没有任何证据。

如果这样的话那这个答案岂不是很没意思了,不过除了泛大洋中的岛屿,地球上任何地质时期在大陆的周围都应该存在以上各种成因的岛屿(大陆岛,沉积岛,珊瑚岛以及大陆周围的火山岛)。

盘古大陆存在的时期,大陆围成的特提斯洋内部分布着很多岛屿,这些岛屿大致呈东西走向,北面是古特提斯洋,南面是新特提斯洋。

这些岛屿形成了一个生物迁徙的走廊。

有一个陆生爬行动物类群叫Macrocnemus,可以翻译为巨胫龙属,或者巨踝足龙,属于原蜥形目原蜥科,我们熟悉的蛇颈龙也是原蜥形目里的。

该生物复原图:

这个属的化石最早于 1931 年发现并命名于瑞士圣乔治山(Monte San Giorgio)地区的中三叠统地层中,圣乔治山地区的中三叠世动物群有一个特殊的现象, 就是在海相沉积中保存了多种陆生爬行动物化石, 比较著名的有TicinosuchusMacrocnemus等,同时也有研究表明圣乔治山地区在中三叠世存在着珊瑚礁岛屿。

2007 年,在我国的云南北部中三叠统法郎组竹杆坡段海相沉积中也发现了 Macrocnemus属的动物,命名为Macrocnemus fuyuanensis(富江巨胫龙)。

瑞士和云南这两个化石发现地的海相爬行动物类群几乎可以完整对应,而巨胫龙属化石的发现更加证明了这两个地区脊椎动物的一致性以及时代的一致性,应该为中三叠世拉丁期(242~237Ma)

作为一种陆生原龙科动物,Macrocnemus 的四肢以及肩带, 腰带结构表明它们像某些现生的蜥蜴一样, 通常以四肢爬行, 而在快速运动时则以两足“行走”。

可以借着这张图想象一下:

根据古地理图,化石发现地距离最近的陆地——上扬子准平原距其大约 100 km 左右。其实从这张图也可以看出,当时华南大部分地区都被水淹没,华南地区当时大部分的古陆都是孤立存在的岛屿,与北方的大陆相隔离。

化石标本保存完整,骨骼之间关联完好,表明为原地埋藏,不可能来自遥远的古陆。

同时化石与各种游泳能力很强的海生爬行动物化石一起发现,结合表明该地水深较深。

所以这个动物应该生活在比较远离古陆的岛屿上,大概有 100km 远。

我们可以在当时复原的古地理图上大概标出Macrocnemus的两个化石发现地(红点)。

红线代表了可能的迁徙路线。

如果你问为什么不从北面的大陆迁徙,我觉得沙漠和山脉对一个行动能力较弱的爬行动物来说其阻碍应该比那湾浅浅的海峡的阻碍大得多。其实当时特提斯洋中应该广布着很多岛屿,爬行动物可以通过一些漂浮物飘过这些岛屿之间的海峡,而且在漫长的地质年代中,海平面是会升降的,当海平面较低时,这种搭顺风船式的迁徙更容易成功。

参考文献:

1.

^

Jiang, D.-Y.; Rieppel, O.; Fraser, N.C.; Motani, R.; Haoa, W.-C.; Tintorie, A.; Suna, Y.-L.; and Suna, Z.-Y. New information on the protorosaurian reptile Macrocnemus fuyuanensis Li et al., 2007, from the Middle/Upper Triassic of Yunnan, China. Journal of Vertebrate Paleontology. 2011, 31 (6): 1230–1237.

dx.doi.org/10.1080%2F02

2.Nopcsa F. Notizen über Macrocnemus bassanii nov. gen. et spec.Centralblatt Mineral, Geol Paläontol B, 1930: 252—255

3.云南中三叠统 Macrocnemus(爬行纲:原龙目)一新种及其古地理意义

云南中三叠统 Macrocnemus(爬行纲:原龙目)一新种及其古地理意义

如果发现新的有趣的古生物地理学问题将会继续更新,

写在题外的话:

这种古生物地理学很有意思,从一定程度上说与侦探破案十分类似,收集证据与推理,希望大家能知道古生物不光是采集化石挖挖挖的学科,其实也可以通过化石看到很多远古的事情,比如论证古地理问题。

如果我们解读过去的事情能像今天这样清晰明了,那是不可能的!而包括古生物学家在内的很多地质学家们,就是在做这样一件事情,他们做的不光是寻找那些对我们的生活至关重要的宝贵的矿藏与资源,他们中的很多人也在为解读过去发生的事情努力着,这门可以把所有对过去的研究统称起来的学科叫地史学,也就是地球的历史。

地球的历史有 45~46 亿年了,时间跨度之长不是人类历史可以比较的,而研究难度之大也远远超过人类历史的研究。在这几十亿年里,不同的时间不同的地点,发生着不同的事件,有些可以随着各种岩石被记录下来,而有些随着地球表面的风化作用与板块的俯冲消失的无影无踪。

地质学家们通过这些支离破碎的信息复原着我们地球 46 亿年历史中的一切:海陆分布、气候变化,生命演化与绝灭等等。地质学家们研究岩石就像历史学家们研究历史文献一样,而岩石中所包含的信息往往更难提取也更难分析。

所以说,当正在读的你以后看到有关古生物和地球历史的电影与纪录片的时候,你应该知道,在这背后有很多地质学家与古生物学家的工作。

当你发现一个化石时,除了问它是什么,值多少钱,也要想想它曾经生活在什么时候?生活在哪里?活着的时候是什么样子的?世界其他地方还有它的化石吗?和现在生物的亲缘关系是怎样的?当你发现了一块有意思的石头的时候,你应该想想它是怎么形成的?表明当时这里发生了什么?是什么环境?我觉得多想想这些问题,应该比光知道它们值多少钱有意思的多。

最后希望大家多多关心与支持地质学与古生物学研究,相信你也会发现这个星球过去的神奇与美丽,当然,也要保护现在的地球,毕竟这个星球上的一切生物走到现在这一步都不容易。

最后还有一点,多亏

@老泡

的提醒。这是他在评论区里的话:

“除此之外,我还认为研究古生物学不仅仅只是满足人们的好奇心,让我们知道从哪里来。还是能指引人类未来的一门学问,我对大灭绝问题尤其关心,如果能知道真相,便可以提前想出办法准备,让人类避开灭绝的命运。不仅仅只是保护一些物种,安抚自已的良心,这跟我们自身的生存息息相关。”