白垩纪
白垩纪 145.5–65.5百万年前 PreЄ Є O S D C P T J K Pg N | |
全時期平均大氣O2含量 | 约30 Vol %[1] （为現代的150% ） |
全時期平均大氣CO2含量 | 约1700 ppm[2] （为前工業時期6倍） |
全時期平均地表溫度 | 约18℃[3] （高於現代4℃） |
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堊（è）纪（英语：Cretaceous）是地质年代中中生代的最后一个纪，長達8000萬年，是顯生宙的最長一個階段。白垩纪因欧洲西部该年代的地层主要为白垩沉积而得名。白垩纪位于侏罗纪和古近纪之间，約1亿4550萬年（誤差值為400萬年）前至6550萬年前（誤差值為30萬年）。發生在白堊紀末的滅絕事件，是中生代與新生代的分界。
目录
1 白垩纪前期
2 地質年代
2.1 年代測定
2.2 白垩纪亞层
2.3 岩層
3 地理
4 氣候
5 生物
5.1 植物
5.2 陸棲動物
5.3 海生動物
5.4 滅絕事件
6 参考
7 外部連結
白垩纪前期
氣候
持续着侏罗纪的暖和天气，海平面的變化大。白堊紀時期的大氣層氧氣含量是現今的150%，二氧化碳含量是工業時代前的6倍，氣溫則是高於今日約攝氏4°C。
连现在被万年雪所覆盖的极地，其景致也并非像今天这么荒凉。现在的南极大陆，由于无法接受暖和海洋的影响，所以非常寒冷。而北极海，也因其四周均有陆地包围，无法与暖和的外洋产生海流循环，所以也相当严寒。中生代时期，北极与南极均为海，且都与暖和的海洋相连接，由于冷暖两种海水互相交流，即使气候再寒冷也不会结冰。
环境
陸地生存著恐龍，海洋生存著海生爬行動物、菊石、以及厚殼蛤。新的哺乳類、鳥類出現，開花植物也首次出現。白堊紀-第三紀滅絕事件是地質年代中最嚴重的大規模滅絕事件之一，包含非鳥類恐龍在內的大部分物種滅亡。
白堊紀这一时期形成的地层叫“白堊系”，縮寫記為K，是德文的白堊紀（Kreidezeit）縮寫。
地質年代
白垩纪是在1822年由比利時地質學家Jean d'Omalius d'Halloy研究巴黎盆地時所提出。[4]其名稱在拉丁文意為「黏土」，[5]意指上白堊紀地层裡常见的白垩，由海生非脊椎動物身上甲殼的碳酸鈣沉積而成，尤其是球石粒。這些白堊黏土層可在歐洲大陸與不列顛群島（尤其是著名的多佛白色峭壁）發現。
年代測定
如同其它古远的地质时代，白堊紀的岩石标志非常明显和清晰，其开始的准确时间却无法非常精确地被确定，其误差在几百万年之间。在侏羅紀與白堊紀之間沒有滅絕事件或生物演化的特點，可以明確分開兩個年代。白堊紀结束的时间定的比较準確，是在6550萬年至6590萬年前結束[6]，那时全地球的岩石层都含大量的铱。一般以为，那时有一颗巨大的陨石撞击地球，在今墨西哥猶加敦半島留下一个大型陨石坑。这个陨石造成了大量生物灭绝，称为白垩纪-第三纪灭绝事件。但是这个理论现在有争议。
白垩纪亞层
早期的科學文獻將白堊紀分為三個時期，依年代早晚為：紐康姆世（Neocomian）、高盧世（Gallic）、森諾世（Senonian）。目前的科學文獻一般將白垩纪分为晚、早两世，共計11期，都以歐洲的地層為名，从最晚到最早细分如下：
晚白垩世 | |
| 马斯特里赫特期： | 70.6 ± 0.6 – 65.8 ± 0.3百万年 |
| 坎帕期： | 83.5 ± 0.7 – 70.6 ± 0.6百万年 |
| 桑托期： | 85.8 ± 0.7 – 83.5 ± 0.7百万年 |
| 科尼亚克期： | 89.3 ± 1.0 – 85.8 ± 0.7百万年 |
| 土仑期： | 93.5 ± 0.8 – 89.3 ± 1.0百万年 |
| 森诺曼期： | 99.6 ± 0.9 – 93.5 ± 0.8百万年 |
| | |
早白垩世 | |
| 阿尔布期： | 112.0 ± 1.0 – 99.6 ± 0.9百万年 |
| 阿普第期： | 125.0 ± 1.0 – 112.0 ± 1.0百万年 |
| 巴列姆期： | 130.0 ± 1.5 – 125.0 ± 1.0百万年 |
| 豪特里維期： | 136.4 ± 2.0 – 130.0 ± 1.5百万年 |
| 凡蓝今期： | 140.2 ± 3.0 – 136.4 ± 2.0百万年 |
| 贝里亚期： | 145.5 ± 4.0 – 140.2 ± 3.0百万年 |
岩層
白堊紀的海平面變化大、氣候溫暖，顯示有大面積的陸地由溫暖的淺海覆蓋。白堊紀是以歐洲常見的白堊層為名，但在全球其他地區，白堊紀的地層主要由海相的石灰岩層構成，這些海相石灰岩層是在溫暖的淺海環境形成。高的海平面會造成大範圍的升降作用，因此形成厚的沉積層。由於白堊紀的地層厚、時代較近，全球各地常發現白堊紀地層的露頭。
白堊紀地層中常見白堊的成分。白堊是由海生顆石藻的鈣質外殼微粒（球石粒）沉積而成；顆石藻是種白堊紀常見的藻類。
在歐洲西北部，常發現上白堊紀的白堊沉積層，包含：英格蘭南岸的多佛白色峭壁、法國諾曼第海岸、以及低地國家、德國北部、丹麥沿岸。白堊的質地並不堅固，因此這些沉積層的質地鬆散。這些地層還包含石灰岩、砂質岩。這些地層可發現海膽、箭石、菊石、以及海生爬行動物（例如滄龍）的化石。
歐洲南部的白堊紀地層多為海相地層，主要由石灰岩、與少數的泥灰構成。在白堊紀時期，阿爾卑斯山造山運動還沒發生，所以歐洲南部的白堊紀地層當時多為特提斯洋周圍的大陸棚。
在白堊紀中期，海洋低層的流動停緩，造成海洋的缺氧環境。全球各地的許多黑色頁岩層，即是在這段時期的缺氧環境形成。[7]這些頁岩層是重要的石油、天然氣來源，例如北海。
地理
在白垩纪，盘古大陆完全分裂成现在的各大陆，但是它们和现在的位置全不相同。大西洋还在变宽。北美洲自侏儸紀開始，形成多排平行的造山幕，例如內華達造山運動，與之後的塞維爾造山運動、拉拉米造山運動。
在白堊紀初期，岡瓦那大陸仍未分裂，而後南美洲、南極洲、澳洲相繼脫離非洲，印度和马达加斯加还连在非洲上。南大西洋與印度洋開始出現。這些板塊運動，造成大量的海底山脈，進而造成全球性的海平面上升。非洲北边的特提斯洋在变窄。西部內陸海道將北美洲分為東西兩部，這個海道在白堊紀後期縮小，留下厚的海相沉積層，夾雜者煤礦床。在白堊紀的海平面最高時期，地表上有1/3的陸地沉浸於海洋之下。[8]
白堊紀因為黏土層而著名，這個時期形成的黏土層多於顯生宙的其他時期。[7]中洋脊的火山活動，或是海底火山附近的海水流動，使白堊紀的海洋富含鈣，接近飽和，也使得鈣質微型浮游生物的數量增加。[7]分布廣泛的碳酸鹽與其他沉積層，使得白堊紀的岩石紀錄特別多。北美洲的著名地層組包含：加拿大亞伯達省的恐龍公園組美國堪薩斯州的海相煙山河黏土層、晚期的陸相海爾河組。其他的著名白堊紀地層包含：歐洲的威爾德（Weald），亞洲中國的熱河群、蒙古的耐梅蓋特組等。白垩纪末期到古新世早期，印度發生大規模火山爆发，形成现在的德干暗色岩。
氣候
巴列姆階時期的氣候出現寒冷的趨勢，這個變化自侏羅紀最後一期就已開始。高緯度地區的降雪增加，而熱帶地區比三疊紀、侏羅紀更為潮濕。[9]但是，冰河僅出現高緯度地區的高山，而較低緯度仍可見季節性的降雪。
在巴列姆階末期，氣溫開始上升，持續到白堊紀末期。[10]氣溫上升的原因是密集的火山爆發，製造大量的二氧化碳進入大氣層中。中洋脊沿線形成許多熱柱，造成海平面的上升，大陸地殼的許多地區由淺海覆蓋者。位在赤道地區的特提斯洋，有助於全球暖化。在阿拉斯加州與格陵蘭發現的植物化石，以及自白堊紀南緯15度地區發現的恐龍化石，證明白堊紀的氣溫相當溫暖。[7]
熱帶地區與極區間的溫度梯度平緩，原因可能是海洋的流動停滯，並造成行星風系的虛弱。分佈廣泛的油頁岩層，以及缺氧事件，可證實海洋的流動停滯。[7]根據沉積層的研究指出，熱帶的海水表面溫度約為攝氏42度，高於現今約攝氏17度；而全球的海水平均表面溫度為攝氏37度。而海洋底層溫度高於目前的溫度約攝氏15到20度。[11][12]
生物
植物
開花植物（被子植物）在白堊紀開始出現、散布，但直到坎潘階才成為優勢植物。蜜蜂的出現，有助於開花植物的演化；開花植物與昆蟲是共同演化的實例。榕樹、懸鈴木、木蘭花等大型植物開始出現。一些早期的裸子植物仍繼續存在，例如松柏目。南洋杉與其他松柏繁盛並分布廣泛，而本內蘇鐵目在白堊紀末滅亡。
陆地上的植物针叶树[13]、银杏、凤尾松类的森林及羊齿，木贼等树下小草类，侏罗纪时期特有的植物，相当茂盛地生长着。
陸棲動物
科罗拉多斯翼龙
动物界里，哺乳动物还是比较小，只是陆地动物的一小部分。陸地的優勢動物仍是主龍類爬行動物，尤其是恐龍，牠們較之前一個時期更為多樣化。翼龍目繁盛於白堊紀中到晚期，但牠們逐漸面對鳥類輻射適應的競爭。在白堊紀末期，翼龍目僅存兩個科左右。
陆地动物的场景可能是这样的：在横跨南英格兰及比利时的威尔顿湖的岸边，禽龙和高齿龙一伙恐龙进食採得的木贼，另一面大恐龙则也在接近猎物。在流过低地平野的河川里，巨爪龙正捕食着鱼类。
中國遼寧省的炒米店子組發現了大量的白堊紀早期小型恐龍、鳥類、以及哺乳類。這裏發現的多種手盜龍類，被視為恐龍與鳥類間的連結，其中包含數種有羽毛恐龍。
昆蟲在這個時期開始多樣化，並發現最古老的螞蟻、白蟻、鱗翅目（蝴蝶與蛾）。芽蟲、草蜢、癭蜂也開始出現。
海生動物
海洋里，现在的鳐鱼，鲨鱼，和其他硬骨鱼也常见了和大量繁殖，為二叠纪－三叠纪灭绝事件後魚類重新成為海洋的「霸主」。海生爬行動物則包含：生存於早至中期的魚龍類、早至晚期的蛇頸龍類、白堊紀晚期的滄龍類。
桿菊石具有筆直的甲殼，屬於菊石亞綱，與造礁生物厚殼蛤同為海洋的繁盛動物。黃昏鳥目是群無法飛行的原始鳥類，可以在水中游泳，如同現代鷿鷉。有孔蟲門的球截蟲科（Globotruncanidae）與棘皮動物（例如海膽、海星）繼續存活。在白堊紀，海洋中的最早矽藻（應為矽質矽藻，而非鈣質矽藻）出現；生存於淡水的矽藻直到中新世才出現。對於造成生物侵蝕的海洋物種，白堊紀是這些物種的演化重要階段。
滅絕事件
在白堊紀晚期的馬斯垂克階末期，曾發生大幅度的生物多樣性衰退，時間相當於K-T界限。在滅絕事件過後，造成許多空缺的生態位，生態系統花了長時間才恢復原本的多樣性。[14]
雖然白堊紀-第三紀滅絕事件造成許多物種滅絕，但不同的演化支，或是各個演化支內部，呈現出明顯差異的滅絕程度。由於大氣層中的微粒遮闢了陽光，減少抵達地表的太陽能，依賴光合作用的生物衰退或滅絕。在白堊紀晚期，食物鏈底層是由依賴光合作用的生物構成，例如浮游植物與陸地植物，如同現今的狀況。證據顯示，草食性動物因所依賴的植物衰退，而數量減少；同樣地，頂級掠食者（例如暴龍）也接連受到影響。[15]
顆石藻（Coccolithophore）與軟體動物（包含菊石亞綱、厚殼蛤、水生蝸牛、蚌），還有以上述硬殼動物維生的動物，在這次滅絕事件中滅亡，或遭受嚴重打擊。例如，滄龍類被認為以菊石為食，這群海生爬行動物在白堊紀-第三紀滅絕事件中滅亡。[16]
雜食性、食蟲性、以及食腐動物在這次滅絕事件中存活，可能因為牠們的食性較多變化。白堊紀末期似乎沒有完全的草食性或肉食性哺乳動物。哺乳動物與鳥類藉由以昆蟲、蚯蚓、蝸牛…等動物為食，而在K-T事件中存活，而這些動物則以死亡的植物與動物為食。科學家假設，這些生物以生物的有機碎屑為生，因此得以在這次植物群崩潰的滅絕事件存活。[14][17][18]
在河流生物群落中，只有少數動物滅亡；因為河流生物群落多以自陸地沖刷下來的生物有機碎屑為生，較少直接以活的植物為生。[19]海洋也有類似的狀況，但較為複雜。生存在浮游帶的動物，所受到的影響遠比生存在海床的動物還大。生存在浮游帶的動物幾乎以活的浮游植物為生，而生存在海床的動物，則以生物的有機碎屑為食，或者可轉換成以生物的有機碎屑為食。[14]
在這次滅絕事件存活下來的生物中，最大型的陸地動物是鱷魚與離龍目，是半水生動物，並可以生物碎屑為生。現代鱷魚可以食腐為生，並可長達數月未進食；幼年鱷魚的體型小，成長速度慢，在頭幾年多以無脊椎動物、死亡的生物為食。這些特性可能是鱷魚能夠存活過白堊紀末滅絕事件的關鍵。[17]
白堊紀的岩石，發現於英格蘭，眾多的空洞是鵝卵石的痕跡。
白堊紀的岩石，發現於德州，眾多的空洞是鵝卵石與牡蠣的痕跡。圖中的量尺長10公釐。
一個雙殼綱中的厚殼蛤類化石，發現於阿拉伯聯合大公國的白堊紀末地層。圖中的量尺長10公釐。
疊瓦蛤化石，發現於南達科他州的白堊紀地層。
参考
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外部連結
- UCMP Berkeley Cretaceous page
- Bioerosion website at The College of Wooster
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