寒武紀——地球生命大爆發

「爆發」的寒武紀

當你站在寒武紀的土地上放眼望去，只會看到一片荒涼的景象，因為在寒武紀時期還沒有真正的陸生生物。但是如果你是一位游泳能手，可以恣意地徜徉於大海之中，那麼，你的眼前又會展現出另一番天地。寒武紀持續的短短數百萬年時間裡，你會突然看見包括現生動物幾乎所有類群祖先在內的大量多細胞生物。帶殼的及具有骨骼的海洋無脊椎動物漸漸呈現繁榮演化的趨勢。這些海洋生物悠哉地棲息於大海之中，吃著微小的海藻和有機質顆粒。其中，最繁盛的當屬三葉蟲，因此寒武紀又稱為「三葉蟲時代」。

此外，在寒武紀時期生活的動物長相都非常奇怪，和我們現在地球上所看見的生物有很大不同。例如發掘於中國雲南省的耳材村海口魚，它的背鰭就指向頭部，而現今的魚類中只有極少數長成這種怪模樣兒。

寒武紀的「懸案」

想必你一定聽說過「寒武紀大爆發」吧，它是指在寒武紀時期的短短2000萬年間，物種化石大量瞬間出現的情形。這種情況被稱為古生物學和地質學上的一大「懸案」。為什麼這麼說呢？因為絕大多數無脊椎動物毫無徵兆地在很短的時間內突然出現了！這些幾乎是「同時」無預警地出現在寒武紀地層中的動物化石，卻不能在更古老的地層中挖掘到，因此被古生物學家們稱做「懸案」。英國的著名生物學家達爾文也對這一事件感到非常困惑，並在自己的著作——《物種起源》中寫道：「這件事情到現在為止都還沒辦法解釋。所以，或許有些人剛好就可以用這個案例來駁斥我提出的演化觀點」。但他同時也解釋到，寒武紀的動物一定是演化自前寒武紀的動物，其化石出現的「突然性」和前寒武紀動物化石的缺乏，可能是由於地質記錄的不完全或是老地層淹沒在海洋中的緣故造成的。

中國的寒武紀地層

準備好深入感受寒武紀的神秘了嗎？我們這就出發吧！現在我們參觀的是山東省張夏、崮山和饅頭山一帶。可以看到，這裡的寒武紀地層發育和出露都十分良好，因而早在19世紀末期就被國內外的地質學者重視。1903年，兩位美國的地質學家在中國張夏、崮山及萊蕪九龍山等地測量了地層剖面並採集了化石，對寒武紀地層作了初步劃分，於1907年正式發表研究成果。他們將張夏和崮山一帶的寒武紀地層自下而上劃分為饅頭頁岩、張夏灰岩、崮山頁岩和炒米店灰岩。在此之後，美國的古生物學家畢可脫及兩位日本學者又相繼研究了張夏和崮山一帶寒武紀地層中的生物化石。從1923年起，中國著名的地質學家孫雲鑄教授對張夏和崮山地區的寒武紀地層做了多達20餘年的研究，劃分出了寒武紀的地層結構。1953年，盧衍豪和董南庭重新觀察了張夏、崮山一帶寒武紀標準剖面，其中最重要的是把1903年來到中國的兩位美國地質學家劃分的饅頭頁岩自下而上再分為饅頭組、毛庄組和徐庄組，並把前兩個組置於下寒武紀，把後一個組歸入中寒武紀。

寒武紀的時間軸

寒武紀是顯生宙最早的地質時代。顯生宙又分為古生代、中生代和新生代，寒武紀就是古生代的第一個紀，距今約5.42億年前至4.88億年前。

消失的三葉蟲

三葉蟲是一種已經滅絕的節肢動物，最早出現於寒武紀，並於2.5億年前的生物集群滅絕中消失。

三葉蟲是非常著名的化石動物，知名度可能僅次於恐龍。大多數三葉蟲是比較簡單的小型海生動物。它們在海底爬行，通過過濾泥沙來吸取營養。許多三葉蟲都是有眼睛的，並且還可能擁有用來作味覺和嗅覺器官的觸角。但是有些三葉蟲的眼睛卻是看不見的，可能因為它們一直居住在沒有光的海底深處，所以用不到眼睛，以至退化。

為什麼叫「寒武紀」

寒武紀的名字起源於英國威爾士一個古代地名的羅馬名稱——寒武山。1936年，有學者對英國西部的威爾士一帶的地層進行考察研究。在羅馬人統治英國的年代，北威爾士山曾被叫做寒武山，所以這位學者便將這個時期稱為寒武紀。而中文名稱則源自舊時日本人使用日語漢字音讀的音譯，即「寒武」。

耳材村海口魚

這是目前發現的最古老魚類。它的整個身體好似一個紡錘，但是可以明顯看見頭部和軀幹。耳材村海口魚的頭部至少有6個鰓弓，且軀幹和昆明魚一樣有分節。另外，古生物學家們又在耳材村海口魚的腹部發現有13個類似環狀的構造，據推測這可能是耳材村海口魚的生殖器官。

灰岩

你去過昆明令人震撼的石林風景區嗎？探秘過桂林神奇又神秘的溶洞嗎？在感嘆大自然的鬼斧神工的同時，你是否也在思考它們的構成呢？灰岩又叫石灰岩，也就是我們通常所說的石灰石，它是石林和溶洞的主要構成成分。它主要形成在淺海處，有顆粒灰岩、疊層灰岩和鈣結岩等八種類型。我們日常生活中所用的水泥、混凝土和鋪路造橋基石等建築用料均含有灰岩的成分。

世界第三地質名山——饅頭山

饅頭山距今約有5.5億年歷史，位於濟南市長清區，因其擁有獨具特色的寒武紀底部底礫岩，因連續的地層加上豐富的化石受到中外地質學家的極大關注。2003年，這座酷似「饅頭」的饅頭山被聯合國教科文組織命名為「世界第三地質名山」，並被列入山東省級地質自然遺迹保護區。當地政府為了有效保護這一寶貴的地質材料，撥出專款設立了宣傳牌，修建了14通碑階和293個石樁，並成立了饅頭山巡護隊，以保護饅頭山的完整性。

達爾文

達爾文是英國生物學家和進化論的奠基人。他曾經用了大約5年的時間乘坐「貝格爾號」艦環遊地球。在此期間，他觀察並採集了大量的動植物標本和地質結構。他於1859年出版了備受爭議的《物種起源》。在這本書中，達爾文提出了著名的生物進化論學說，進而摧毀了各種唯心的神造論以及物種不變論，對人類社會做出了非凡的貢獻。

頁岩

頁岩主要是在靜水的環境下形成的。就如同它的名字一樣，頁岩表面的紋理呈頁狀或薄片狀。它雖然是一種岩石，但卻很容易被硬物敲碎，因此幾乎無法抵抗風化，往往被侵蝕成低山和谷地。頁岩主要有鈣質頁岩、鐵質頁岩和油母頁岩等多種類型。人類社會中所用到的鐵礦石就是從鐵質頁岩中提煉出來的；而素有「黑色黃金」之稱的石油就來源於油母頁岩。此外，科學家們會經常在頁岩中發現古老的動植物化石或動物的足跡化石，甚至會找到遠古時期的雨滴痕迹。可以說，頁岩是古生物學家們探秘遠古地球的絕佳材料。