始新世

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  始新世汉语拼音:Shixinshi;英语:Eocene Epoch),古近纪第二个世。介于古新世(Paleocene)与渐新世(Oligocene)之间。始新世一名最早由英国科学家C.莱伊尔于1933年依巴黎盆地第三系各层位中所含软体动物现生种属百分比的研究提出,并作为第三系下部一个层位的时代。1874年W.P.夏姆珀提出古新世一名,作为新生代开始的第一个地质时期,从莱伊尔命名的始新世中分出。始新世是第三纪中持续时间最长和较为复杂的一个地质时期。据同位素和磁性地层年代学的研究,它持续了将近2,000余万年的历史,始于距今5,500万年直至3,370万年,大致相当于磁性年代学的极性时24r~l2r和生物地层有孔虫化石带,钙质超微化石带。始新世时期形成的地层称始新统。

  始新世常被划分成早期(距今5580万年∼5,200万年)、中期(距今5,200万∼4,360万年)和晚期(距今4,360万∼3400万年)。始新世早期最令人受到注意的是,原始的现代哺乳动物的出现。始新世结束于一个被称作大置换(物种连续哺乳动物性上的“大断裂”)的大型生物集群灭绝。此一事件可能是关于一或数颗的大火流星撞击西伯利亚以及现在的切萨皮克湾所造成。

生物界

  无论从生物界还是古地理环境看,始新世与古新世相比有了较大的区别。陆上动物,尤其是哺乳动物的面貌在始新世早期在亚洲与欧洲和北美有较大的一致性,欧美发现的有些种类同时见于亚洲;但是在中晚期,亚洲与北美开始有一定的差异,逐渐相似于欧洲。哺乳动物群中最显著的特点是古新世兴盛的古老和土著类型大量减少,甚至绝灭,如多瘤齿兽类、恐角类、南方有蹄类等;而现代动物目一级分类的啮齿类、食肉类等,它们的繁衍和进化主要始于始新世;奇蹄类和偶蹄类,高等灵长类开始有了迅速的发展。始新世发现的哺乳类约有17目90余科,比古新世的约增加了一半。所以,可以这样认为,古新世如果是哺乳动物的征服时代,那么始新世是哺乳动物的巩固时期。海生生物中的底栖大型有孔虫货币虫(Nummulites)、浮游有孔虫抱球虫(Globigerina)和圆辐虫(Globorotalia)在始新世仍然是海域中分布很广的种类;淡水的无脊椎动物如腹足类、介形类以及昆虫有了进一步的发展。同时植物界被子植物的木本植物很繁盛,在景观上比中生代和古新世更多样性,常绿植物分布的北界可远达北纬45°以北的地区。气候,尤其是始新世中晚期,趋向温暖湿润。

动物

  大量的现代哺乳动物化石最早出现于始新世早期。在始新世开始之初,一些新哺乳动物群到达北美。这些原始的哺乳动物,如偶蹄类动物,奇蹄类动物和灵长类动物,特征是细长的四肢,有抓取物体的能力,可以透过鉴别牙齿来区分它们的食性。小型化是主要发展趋势,始新世所有新产生的哺乳类动物都是小型的,重量轻于10千克;且基于牙齿尺寸的关系,始新世的哺乳动物的体型只有原始的古新世哺乳动物的百分之六十。它们的体型也比其后的哺乳类动物小。人们认为始新世时期较高的温度比较适宜小型哺乳类动物的生存,因为较之大型哺乳类动物,小型哺乳类动物更容易解决散热的问题。

  古新世时期的古老灵长类动物于始新世衰落了,而其生态环境中的许多适当的场所都被更有效的啮齿类动物所占据。始新世中期的脊椎动物群不像始新世早期的那般分布在世界各地;因此所形成的隔离状态,使不同的进化趋势得以出现在北美和欧洲的有蹄类动物群中。许多现代哺乳类动物的始祖都已经出现,包括蝙蝠、长鼻目动物、灵长目动物、啮齿类动物和有袋类动物。在北美洲西部、欧洲、巴塔哥尼亚、埃及和东南亚都发现了重要的始新世时期的陆生动物化石;海洋动物化石则在南亚和美国东南部有大量发现。爬行动物,如蟒蛇和海龟的化石也十分丰富。近年来在哥伦比亚发现了如校车般大小的巨蛇残骸,这种巨蛇在如现今这般温暖的赤道是无法生存下去的,反驳了之前依据其他证据提出的高温观点。

  在始新世,植物和海洋动物区系都和现今十分接近。许多现代的鸟类在始新世首次出现。一些科学家相信的第一种灵长目动物出现在5,500万年前伊普雷斯阶时期;但是分子钟和新的古生物学发现都表明第一种灵长目动物可能出现得更早,大约在9,000万年前的白垩纪。

海洋动物

  始新世的海洋温暖而充满鱼群和其他海洋生物。 出现了:

  最早的真鲨目动物。
  早期的海生哺乳动物:包括龙王鲸(早期的一种鲸鱼,被认为由一种生活于始新世早期的陆生动物进化而来)、最早的海牛目动物。

植物

  在始新世早期,因为高温的气候以及温暖海洋,所以创造了一个潮湿而温和环境。除了干旱的沙漠之外,地表完全被森林所覆盖。

  极地地区的森林面积广大。在北极地区的埃尔斯米尔岛上发现了始新世时期的树木化石以及保存至今的树木,如落羽杉和水杉。这些保存至今的树木不是化石,而是原先存在于沼泽森林缺氧的水中,并在未及腐烂的情况下被掩埋的实物。即使在那时,埃尔斯米尔岛也只比今天所在的位置低了几个纬度。另外,在格陵兰岛和阿拉斯加都发现了始新世时期的温带森林,甚至是热带植被的化石。热带雨林则扩展至太平洋西北岸和欧洲地区。

  在始新世早期,棕榈树分布范围北及阿拉斯加和北欧地区,不过其后气候变冷,棕榈树在这些地区渐趋衰落。水杉在这一时期也分布广泛。

  在始新世中期开始的气候变冷,致使到了始新世末期时大陆内部开始变得干燥,在某些地区,森林分布区域萎缩。此时新发展起来的草原也仅限于河岸和湖畔地区,还未扩展至平原地区和现今的热带或亚热带大草原地区。

  气候变冷亦导致了季节变化的出现。落叶树种能够更好的适应剧烈的温度变化,于是比之常绿树种,开始占有优势。在始新世末期,落叶林覆盖了北方大陆的大片区域,包括北美洲、欧亚大陆和北极地区;雨林则只分布在了赤道和近赤道的南美洲、非洲、印度次大陆和澳大利亚。

  在始新世开始之时,南极大陆上还覆盖着大片的温带雨林,乃至是亚热带雨林,但是随着时间流逝,气候变得越来越寒冷;喜热的热带植被消失了,到渐新世开始之时,这块大陆上的植被变成了落叶林和广袤的苔原。

岩相古地理

  始新世是地球岩石圈和构造演化发生的重要变动时期,尤其是晚期,原南大陆印度板块经长期漂移与古亚洲板块对接碰撞,特提斯海逐渐消失;印度板块继续向北俯冲,导致青藏高原开始抬升,为世界屋脊的形成奠定了基础。北美与欧洲北部尽管由于北大西洋海水阻隔,但两地区陆上动物的交流仍然较为活跃;而亚洲与北美洲北部白令陆桥地带,与古新世一样仍然是两大海间海生动物交流的通道。亚洲与欧洲之间由于古喜马拉雅海逐渐消失,两地动物有了一定程度交流。

  始新世的海相沉积分布与古新世时相似,中国始新统大致限于西藏南部、新疆塔里木盆地西南缘和台湾等局部地区。西欧海相沉积大致可分为四个阶(期):底部为深水相的砂岩、黏土层等组成的伊普里斯阶;下部为鲁帝特阶,含有浅水大型货币虫的碳酸盐类沉积和海退后的湖相砂岩;中部为巴尔通阶,一般为滨海相的石灰岩、砂岩、石膏及海退后的淡水沉积;上部为普利亚本阶,含有潟湖相石膏和泥灰岩等组成。

  北美始新统以陆相沉积研究最为详细,自下而上可分为四个阶(期):华沙溪阶、勃里吉阶、犹因他阶和杜契斯阶。中国境内陆相沉积较为发育,有湖泊相、湖沼相、河湖相、山麓相等分布;大致可分为下始新统玉皇顶组,中始新统伊尔丁曼哈组和上始新统那读组。由于欧美陆相地层与海相地层对比和同位素、磁性地层年代测定存在不同的看法,所以始新统地层上限与渐新统地层下限的分界时有争议。中国原归于下渐新统层位由于为了与欧美地层的对比,现均划归上始新统。但这种变动有待于生物群、同位素测年和磁性地层年代学综合系统研究,予以进一步证实。

气候

  由于被称为古新世-始新世极热事件的、地球地质历史记录中出现的最快的、强度最大的一次全球变暖事件,地球温度迅速升高,始新世就此开始。这次迅速和剧烈的升温(在高纬度地区温度上升了7 °C 之多)持续的时间少于10万年,但是导致了大量物种急剧灭绝,从而形成了古新世和始新世生态系统的分野。

  始新世的全球气候可能是新生代中区域变化幅度最小的;从赤道到极地的气温变化幅度只有今天的一半,而深海洋流则异常温暖。极地地区比现在温暖得多,接近于现今西北太平洋的温度;温带森林已经扩展到了极地地区,同时多雨的热带气候区则延伸至北纬45°地区。温带地区的气候与现在相比大有不同,而热带地区的气候则可能接近于今世。不过最近在哥伦比亚发现的一种可能生活于始新世的巨蛇(约有校车大小)表明,可能相反的,当时的热带比现今温暖的多[4][5],这也与计算机模拟出的始新世气候相符。

  尽管始新世的全球气候仍然比较温暖,但也正是在始新世后期,开始了全球变冷的缓慢趋势,这可能是由发生于北冰洋的绿萍事件以及在冈瓦纳古陆最终破碎之后形成的南极洲环流共同造成的。这种变冷趋势最终导致了更新世冰期的出现。