第374章 中生代中白垩纪（1/2）

白垩纪时期的气候规律：中生代的温室世界

白垩纪（约1.45亿年前至6600万年前）是地质历史上最长的一个纪，也是中生代的最后一个阶段。这一时期的地球环境与现代截然不同，呈现出典型的“温室气候”特征，全球温度普遍较高，两极无冰盖，海平面大幅上升，生态系统高度繁盛。白垩纪的气候变化受多种因素影响，包括板块构造运动、火山活动、碳循环变化以及生物演化等。通过地质记录、古气候模型和化石证据，科学家们逐步揭示了这一时期气候系统的运作方式及其对地球生命的影响。

白垩纪全球气候的基本特征

白垩纪的气候以温暖湿润为主，全球平均温度比现今高出约6至12°C。即使在极地地区，冬季温度也极少低于冰点，使得南极和北极发育了温带森林，而非冰川。这种极端温暖的气候状态被称为“超级温室期”或“热室期”，主要由以下几个因素驱动：

1. 高二氧化碳浓度

白垩纪大气中的二氧化碳含量远高于现代水平，估计在1000至2000 pp（现今约为420 pp）。这种高浓度的温室气体主要来源于强烈的火山活动，尤其是大洋中脊扩张和大型火成岩省（如德干暗色岩）的喷发。火山释放的二氧化碳进入大气后，增强了温室效应，使得全球气候长期保持温暖。

2. 海平面变化与海洋热储存

由于缺乏极地冰盖，白垩纪的海平面比现在高出100至200米，导致广大的浅海形成，如西欧的北海、北美的西部内陆海道。这些浅海吸收并储存了大量太阳能，进一步提升了全球温度。此外，海洋环流模式与今天不同，热带与极地之间的温度梯度较小，使得热量能更均匀地分布。

3. 板块构造与大陆分布

白垩纪期间，盘古大陆进一步分裂，南部的冈瓦纳大陆解体，北部的劳亚大陆逐渐形成现代大陆的雏形。特提斯洋横贯赤道地区，成为重要的热量传输通道。这些地理变化影响了洋流模式和季风系统，使得热带气候范围扩大，而高纬度地区也比现在温暖得多。

白垩纪气候的时空变化

白垩纪的气候并非完全稳定，而是经历了多次波动，具体可分为三个阶段：

早白垩世（1.45亿至1亿年前）：逐渐升温的温室世界

早白垩世初期，地球刚从侏罗纪过渡而来，气候相对温暖但仍有季节性变化。随着火山活动的增强和二氧化碳浓度的上升，全球温度逐渐升高。这一时期，极地地区已无永久性冰盖，但冬季仍可能出现短暂结冰现象。热带地区则常年温暖湿润，发育了茂密的雨林生态系统。

中白垩世（1亿至8000万年前）：温室气候的巅峰

中白垩世是白垩纪最温暖的时期，被称为“白垩纪热室期”。深海沉积物的氧同位素分析表明，当时热带海表温度可达30至35°C，而极地海洋温度也在10至15°C之间，足以支持丰富的海洋生物。陆地上，被子植物（开花植物）开始迅速演化，并逐渐取代裸子植物成为优势类群，这对全球碳循环和气候调节产生了深远影响。

晚白垩世（8000万至6600万年前）：逐渐降温与极端事件

晚白垩世的气候开始出现波动，整体温度略有下降，但仍比今天温暖。这一时期的显着特征是出现多次短暂但剧烈的气候变化，如海洋缺氧事件（OAE），即深海区域由于高温和停滞的洋流导致氧气含量骤降，大量有机物无法分解，形成黑色页岩沉积。此外，晚白垩世末期（约6600万年前）发生了着名的白垩纪古近纪灭绝事件（KPg事件），一颗直径约10公里的小行星撞击地球，引发全球气候变化，最终导致非鸟类恐龙灭绝。

降水模式与季风系统

由于全球温暖，白垩纪的水循环比现在更为活跃。热带地区全年湿润，支持了茂密的植被，而中纬度地区则存在明显的季节性降水差异。现代季风系统的雏形可能在白垩纪就已形成，特别是特提斯洋沿岸地区，受海陆热力差异影响，可能出现了季节性降雨模式。

极地地区虽然温暖，但降水模式与热带不同。南极和北极地区可能存在较长的湿润季节，支持了针叶林和早期被子植物的生长。一些化石证据表明，北极地区在夏季可能形成短暂的湖泊和沼泽环境，成为恐龙等动物的栖息地。

海洋气候与生物响应

白垩纪的海洋环境与现代有很大不同。由于高海平面，全球大部分大陆被浅海覆盖，形成了广阔的陆表海环境，如西欧的北海和北美西部内陆海道。这些浅海区域成为海洋生物（如菊石、沧龙、早期鲨鱼等）的繁盛之地。

海洋温度梯度比今天小，热带与极地海水温差不大，这使得海洋生物能够广泛分布。然而，由于洋流较弱，深海区域可能出现缺氧事件，导致大量生物死亡并形成富有机质的黑色页岩。这些事件不仅影响了海洋生态系统，还可能通过碳循环的扰动进一步影响全球气候。

白垩纪气候变化的驱动因素

白垩纪的气候变化并非单一因素所致，而是多种地质和生物过程共同作用的结果：

火山活动：大规模的火山喷发（如德干暗色岩）释放大量二氧化碳，导致温室效应增强。

碳循环变化：被子植物的兴起可能加速了碳的固定，而海洋生物（如有孔虫和颗石藻）则通过钙质沉积影响了碳循环。

板块运动：大陆漂移改变了洋流和季风模式，影响了全球热量分布。

天文因素：地球轨道参数的变化（米兰科维奇旋回）可能引发了短期气候波动。

总结

白垩纪的气候是一个复杂的系统，展现了地球在极端温室条件下的运作方式。这一时期的气候以温暖、高二氧化碳浓度和高海平面为特征，塑造了独特的生态系统，推动了生物的快速演化。然而，白垩纪的气候并非一成不变，而是经历了多次波动，最终在陨石撞击和火山活动的共同作用下走向终结。通过对白垩纪气候的研究，科学家们能够更好地理解地球气候系统的运作规律，并为现代全球气候变化提供深时背景参考。

白垩纪时期的大陆地貌演化与地理格局 ：

白垩纪（约1.45亿年前至6600万年前）是中生代的最后一个纪，也是显生宙中持续时间最长的地质时期之一。在这一时期，地球的大陆地貌经历了剧烈的变化，大陆漂移、海侵海退、火山活动和造山运动共同塑造了独特的古地理格局。白垩纪的陆地分布在很大程度上影响了当时的气候系统、生物演化和沉积环境。通过研究地层记录、古地磁数据和古生物地理分布，科学家们逐步重建了这一时期的大陆地貌特征及其演化过程。

盘古大陆的持续分裂与新生海洋的形成

白垩纪初期，地球上的超大陆——盘古大陆（Pangaea）已经进入分裂的中后期阶段。这一庞大的陆块自晚古生代开始聚合，在三叠纪和侏罗纪逐步裂解。到了白垩纪，裂解过程加速，形成了若干独立的大陆块体和新兴的海洋盆地。其中最重要的变化包括：

劳亚大陆（Laurasia）与冈瓦纳大陆（Gondwana）的进一步分离

早在侏罗纪时期，盘古大陆就已分裂为北部的劳亚大陆和南部的冈瓦纳大陆，两者之间被特提斯洋（Tethys O）隔开。进入白垩纪后，这一分裂趋势继续加强，特提斯洋的宽度进一步扩大，成为连接东西半球的重要热带海域。劳亚大陆主要包括现今的北美洲、欧洲和亚洲大部分地区，而冈瓦纳大陆则由南美洲、非洲、印度、澳大利亚和南极洲组成。

北大西洋的初期扩张

白垩纪早期，北大西洋开始形成，但扩张速度较慢。北美洲与欧洲之间仍然存在一定的陆桥连接（如格陵兰与斯堪的纳维亚之间的陆块）。直到白垩纪中晚期，北大西洋才真正扩张成较宽的海域，导致欧洲与北美洲完全分离。这一过程对全球洋流系统和气候分布产生了深远影响。

南大西洋的逐步开裂

南美洲和非洲在白垩纪早期仍然相连，但随着南大西洋的逐步扩张，两者开始分离。这一分裂过程伴随着大规模的火山活动，尤其是南美洲东海岸和非洲西海岸的火成岩省（如巴拉那埃滕德卡火成岩省）。南大西洋的扩张最终导致南美洲和非洲完全分离，并在晚白垩世形成广阔的海洋盆地。

印度板块的快速北移

在白垩纪期间，印度板块从冈瓦纳大陆脱离，并向北快速漂移。这一运动导致印度洋的形成，并为未来印度与欧亚板块的碰撞埋下伏笔（最终在新生代形成喜马拉雅山脉）。印度板块的快速移动可能与地幔柱活动有关，其漂移速度达到每年15厘米以上，是地质历史上大陆运动最快的时期之一。

主要大陆的地理特征与地貌演化

北美洲：内陆海道与西部造山带

白垩纪的北美洲地貌与现代有很大不同。由于全球海平面上升，大陆内部广泛被浅海淹没，形成着名的“西部内陆海道”（Western Interior Seaway）。这一巨大的陆表海从北冰洋延伸至墨西哥湾，几乎将北美洲分隔为东西两部分。内陆海道的形成与白垩纪高海平面及北美大陆的缓慢沉降有关。

西部内陆海道的沉积环境

海道内沉积了厚层的海相地层，如白垩纪着名的“白垩”沉积（主要由颗石藻等微生物的钙质壳体堆积而成）。这些沉积物记录了海平面的波动和气候变化，并保存了丰富的海洋生物化石，如菊石、沧龙和古代鱼类。

科迪勒拉造山带的持续抬升

北美洲西部在白垩纪经历了强烈的造山运动，尤其是拉拉米造山运动（Laraide eny），导致落基山脉的初步形成。这一造山过程与法拉隆板块（Farallon Pte）俯冲到北美板块下方有关，并伴随广泛的岩浆活动和矿床形成。

欧洲：特提斯洋沿岸的群岛与浅海环境

白垩纪的欧洲由众多岛屿和小型陆块组成，尚未形成统一的大陆。特提斯洋北岸分布着若干陆块，如伊比利亚、亚得里亚和巴尔干地块，它们后来拼合形成现代欧洲的主体部分。

西欧的浅海沉积盆地

现今的英伦三岛、法国和德国部分地区在白垩纪被温暖的浅海覆盖，沉积了着名的白垩层（如多佛白崖）。这些区域是海洋爬行动物（如蛇颈龙）和菊石的重要栖息地。

特提斯洋的生物多样性热点

特提斯洋沿岸是白垩纪海洋生物最为繁盛的区域之一，尤其是热带珊瑚礁和碳酸盐台地广泛发育。

亚洲：蒙古高原与远东陆块的形成

白垩纪的亚洲大陆仍在拼合过程中，西伯利亚板块与华北、华南地块逐步碰撞，形成早期的蒙古高原和戈壁沙漠环境。

蒙古鄂霍次克洋的闭合

在白垩纪早期，蒙古和远东地区仍存在残余洋盆（蒙古鄂霍次克洋），但到了晚白垩世，这一洋盆完全闭合，导致西伯利亚与华北地块最终拼合。

远东陆块的火山活动

现今的东亚地区在白垩纪经历了强烈的火山活动，尤其是在中国东部和朝鲜半岛，形成了广泛的火山岩和侵入岩体。

南美洲与非洲：裂谷与早期大西洋的形成

南美洲和非洲在白垩纪的大部分时间里仍然相连，但裂谷活动已十分显着。

巴西与西非的对称地质记录

两大陆的白垩纪地层高度相似，尤其是早白垩世的河流与湖泊沉积，表明当时仍存在广泛的陆地连接。

南大西洋的逐步扩张

晚白垩世时，南大西洋已成为宽阔的海洋，南美洲和非洲的动植物群落开始分化。

南极洲与澳大利亚：高纬度陆块的分离

白垩纪的南极洲并非冰雪覆盖，而是温暖湿润的森林环境。澳大利亚从南极洲分离，并向北缓慢漂移。

白垩纪陆地生态系统的主要特征

白垩纪的陆地地貌直接影响生物分布和演化：

河流与湖泊系统

许多大型河流（如北美洲的古密西西比河）在白垩纪已经存在，形成了广阔的冲积平原和湖泊环境。

早期沙漠与干旱区的出现

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