第53章 志留纪：在废墟中孕育生命的奇迹

志留纪的名字来源于英国威尔士地区一个凯尔特部族的志留族。同样是因为那里志留系地层发育，后来中国和日本的地质学家通过音译将其翻译为“志留纪”，同音于滞留，这也与志留纪广泛发育的滞留潟湖相的黑色页岩相得益彰。

志留纪约开始于4.4亿年前，结束于4.1亿年前，分早、中、晚三个世。

志留纪三分性质比较显著。一般说来，早志留世到处形成海侵，中志留世海侵达到顶峰，晚志留世各地有不同程度的海退和陆地上升，表现了一个巨大的海侵旋回。志留纪晚期，地壳运动强烈，古大西洋闭合，一些板块间发生碰撞，导致一些地槽褶皱升起，古地理面貌巨变，大陆面积显著扩大。生物界也发生了巨大的演变，这一切都标志着地壳历史发展到了转折时期。

志留纪在经历了奥陶纪末期动荡的环境变化后，气候逐渐变得稳定，早、中志留世始终处于温暖的恒纪元，这也与当时高达0.45%的CO2浓度引起的温室效应有关。比现在平均气温要高出5℃的环境，使得两极的冰川彻底消融，海平面上升到新的高度，为当时重创后的海洋生态环境提供了良好修复机会。

而全球高温使得洋流微弱，海平面上升，导致大陆架较深海的海洋长期处于滞留的缺氧还原环境，没有生物生存，生物有机质也在此堆积滞留，形成了黑色页岩层，也因此黑色页岩成为了储存油气的主要烃源岩，同时黑色页岩还蕴含着铜、铀、钼、钒、镍等多种金属。

志留纪地层在世界分布较广，浅海沉积在亚、欧、美洲的大部分地区，及澳大利亚的部分地区。非洲、南极洲大部分为陆地。

志留纪的分层系统及标准化石分带是采用各地的资料综合确立。英国则被视作国际志留系研究的标准地区。此外，在挪威南部、加拿大东部的安蒂科斯蒂岛、瑞典的哥德兰岛、乌克兰的波多利亚地区、捷克和斯洛伐克的布拉格附近地区，都有发育良好的志留纪不同时期的地层和生物群。

在全部地层系统中，志留系是第一个基本健全年代地层系统的系。这个系的顶、底界线、统的划分和阶的建立，均由国际志留纪地层分会提出方案，被国际地层委员会在1981--1985年先后批准。建立全球的标准方案，对于获得国际地质共同语言，便于统一使用和广泛对比，是十分需要的。

志留纪是一个沉积矿产贫乏的时期。主要的沉积矿产是北美地台上的克林顿沉积铁矿。美国铁矿的10%、盐矿的20%和少量油气资源均来自志留纪地层。阿尔及利亚、利比亚和撒哈拉中部的大部分也来自志留纪地层。此外，还有西伯利亚、科累马和澳大利亚西部蒸发岩系中的膏盐矿，以及澳大利亚东部的金矿和锡矿在中国志留系中黑色页岩中放射性元素富集，特别是西秦岭地区。在东秦岭的志留系中的小型藻煤已具开采价值，并与铀、钒、钼、镍、钴等元素相伴。志留系灰岩、白云岩是建筑材料和水泥的重要原料。

与奥陶纪相比，志留纪的独特环境很大程度的影响了生物的演化，也因为全球广泛分布的笔石化石，被称为“笔石时代”。

植物登陆成功和有颌类的壮大是发生在志留纪的最重要的生物演化事件。海生无脊椎动物在志留纪时仍占重要地位，许多种类在经历奥陶纪末灭绝事件后，进入一个新的复苏阶段。但各门类的种属更替和内部组分都有所变化。如笔石动物保留了双笔石类，新兴的单笔石类也很繁盛；腕足动物内部的构造变得比较复杂，如五房贝目、石燕贝目、小嘴贝目得到了发展；软体动物中头足纲、鹦鹉螺类显著减少，而双壳纲、腹足纲则逐步发展；繁盛一时的三叶虫开始衰退，但蛛形目和介形目大量发展；节肢动物中的板足鲎类（也称“海蝎”）开始兴起，是当时海洋节肢动物中个体最大的种类，在晚志留世海洋中广泛分布；珊瑚纲进一步繁盛；棘皮动物中海林檎类大减，海百合类在志留纪大量出现。

在奥陶纪出现的脊椎动物无颌鱼类进一步发展，得到大量繁荣；在志留纪中期，更先进的有颌鱼类和棘鱼类开始出现，这在脊椎动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。鱼类开始征服水域，为随后鱼类等高等脊椎动物的大发展创造了条件。

植物方面除了海生藻类仍然繁盛以外，晚志留世末期，陆生植物中的裸蕨植物首次出现。

志留纪末，由于受加里东运动的影响，海水逐渐退去。部分生物为了适应新的生活环境，由海洋向陆地生活转变，这是生物演化的又一重大事件。

这个时期最大的特点是植物开始登上陆地，大规模海退，陆地面积逐渐扩大，作为陆生高等植物的先驱，低等维管束植物开始出现并逐渐占领陆地，其中，裸蕨类和石松类是目前已知最早的陆生植物。

从滨海浅滩绿藻植物演化而来的陆生裸蕨植物最早出现于晚志留世，到早泥盆世开始大量生活在滨海沼泽低地，中泥盆世后期出现根、茎和叶分化的原始石松类和有节类，到晚泥盆世在自然选择的作用下，裸蕨迅速绝灭了。一般称志留纪末到中泥盆世为“裸蕨植物时代”。到石炭、二叠纪陆生植物进一步发展，出现了石松、节蕨、真蕨和原始裸子植物的种子蕨和科达类，这一时期被称为“蕨类植物时代”。从晚石炭世到二叠纪各类植物极度繁茂，由于适应不同的气候条件，逐渐形成明显的植物地理分区。

在志留纪，地球经历了一场巨神海的消失和疯狂的造山运动：曾经横跨在波罗地大陆和劳伦大陆中间有一片海洋（即古生代的北欧大陆和北美大陆），名为“巨神海”。在志留纪之前，巨神海两侧的生物面貌差异巨大，但在志留纪期间，波罗地大陆和劳伦大陆相邻海岸的生物特征逐渐变得一致起来，这说明两个大陆在不停地靠近，大陆之间曾存在的巨神海也在此期间俯冲到两侧大陆之下，逐渐消失不见。

而阿巴拉契亚山脉也在这次的俯冲期间形成，位置正好位于劳伦古陆和波罗地大陆南部的阿瓦隆尼亚大陆的碰撞位置。

在志留纪晚期，这类地壳活动并不仅限于此，在全球范围都出现了活跃的造山运动，大陆在大规模的俯冲碰撞后被抬升，全球也出现了大规模的褶皱运动。这一构造事件就是“加里东造山运动”，陆地大规模的抬升也为后来生物的大规模登陆提供了足够的场所。而早古生代也在这次全球的造山运动之后完成了华丽的收场。

虽然志留纪时间短暂，却背负了很大的责任，在地球经历了第一次大规模的生物大灭绝事件之后，志留纪用整整一个纪元来修复大灭绝对生物界造成的创伤，最终在末期不仅达到了奥陶纪巅峰时期的生物水平，还孕育出了现代生命的奇迹，为脊椎动物统治世界埋下伏笔，并且也标志着生物征服陆地的开始。

志留纪之后，生物界又开始变得躁动不安，脊椎动物从此接管地球。陆地逐渐被占领，新的希望被再次点亮。