奥陶那些事
伴随着4.88亿年前消灭了很多腕足动物门、牙形石及严重减少了三叶虫的物种数目，灭绝了地球上约49%的属的一次生物集群灭绝事件，我们送走了持续演化达5560万年的寒武纪。演化的步伐并没有停下，辞旧迎新，我们又平静地迎来了奥陶纪。
（图片来源于Mastao Hattori）
“奥陶”（Ordovices）一词由英国地质学家拉普沃思（C.Lapworth）于1879年提出，代表出露于英国阿雷尼格（Arenig）山脉向东穿过北威尔士的岩层，位于寒武系与志留系岩层之间。因该地区是古奥陶部族的居住地，故得名。
（古奥陶部落领导人）
奥陶纪的命名于1960年在哥本哈根召开的第21届国际地质大会上正式通过。
奥陶纪板块背景
奥陶纪是地质时代中显生宙古生代的第二个纪，约开始于4.854亿年前，结束于4.438亿年前。延续了约4200万年。
在奥陶纪时期，南半球的板块逐渐汇聚到一起，形成冈瓦纳大陆，冈瓦纳大陆最初形成时，位于靠近赤道附近，之后便向南运动，最终到达南极附近。波罗的大陆（Baltica）以及后期从冈瓦纳大陆裂解出的阿瓦洛尼亚板块向北运动，逐渐拼贴到北半球的劳亚大陆。
（晚奥陶世450Ma板块示意图）
奥陶纪早期-中期，气候温和，但在晚奥陶世开始时，从460到450Ma，由于板块汇聚作用，产生大量火山，从而喷出大量的二氧化碳，温室效应明显。
奥陶纪的中国金钉子
在中国境内，地质学家通过不懈的努力，在奥陶纪年代表中“栽下”了三颗属于我们的金钉子。
（奥陶系地层年代学表-2017）
中国首枚金钉子——浙江常山钳口镇黄泥塘达瑞威尔阶
黄泥塘“金钉子”剖面由国际地科联组织1997年1月确立，是在中国确立的第一枚“金钉子”。它位于常山城南3.5公里处，是地球奥陶系发育最完美、最典型的地区，也是全球罕见的标准地层剖面，被誉为“地质史上的活教材”，具有极高的科考旅游价值。
（浙江常山金钉子）
湖北宜昌黄花场金钉子——大坪阶
大坪阶金钉子位于湖北宜昌黄花场，国际地层委员会于 2007 年 4 月表决通过，国际地质科学联合会于 2007 年 5 月正式批准和认定：中国湖北省宜昌黄花场剖面为全球中奥陶统及奥陶系第三个阶（大坪阶）底界界线层型剖面和点位（ GSSP ） 。
（黄花场大坪阶金钉子）
既是我国大湾阶的界线层型剖面，也是全球最完美中—下奥陶统界线剖面。界线位于距大湾组之底 10.57 米 处，以三角波罗的牙形石的首次出现为划分和对比的标志。
湖北宜昌王家湾金钉子—赫南特阶
奥陶系赫南特阶 “金钉子”由中科院南古所陈旭和戎嘉余率领的团队在2006年确立。其底界的界线层型剖面为王家湾北剖面，位于湖北宜昌市以北４２ｋｍ，是一套海相细碎屑岩沉积。
（王家湾金钉子地层）
代表了在上扬子开阔陆表海域中较深水的、远岸的连续沉积序列，含完整的奥陶系—志留系过渡地层的笔石序列和典型的、分异度较高的赫南特贝腕足动物群等化石。
三大奥陶系金钉子的确立，也标志着我国在奥陶系地层学领域的研究走到了世界前列。
奥陶大事件——奥陶纪大辐射（Ordovician Radiation）
众所周知，生命起源于海洋。寒武纪生命大爆发是古生代最著名的生物集群爆发事件，但它是规模最大的吗？
（寒武纪生物群 图片来源：John Sibbick）
答案是否定的，古生代规模最大的生物集群辐射事件发生在奥陶纪（The Great Ordovician Biodiversification Event，简称GOBE）
奥陶纪大辐射是指在早古生代奥陶纪时期（488-443Ma）主要发生在海洋生态系统的一次后生动物的大型辐射事件。这次事件构建了古生代演化动物群(Paleozoic Evolutionary Fauna)的基本框架, 同时也使以滤食生物和造礁生物为主
（奥陶纪笔石化石—发现于美国田纳西州）
（奥陶纪苔藓虫化石）
的古生代演化动物群完成了对以节肢动物为主的寒武纪动物群(Cambrian Evolutionary Fauna)的全面替代。相对而言，寒武纪大爆发以“门”和“纲”级别的基本体型构制（body plans）的起源和初步多样化为特征；而奥陶纪辐射则集中表现为较低级别分类单元(如目、超科、科、属和种)发生前所未有的指数级剧增。在奥陶纪，全球海洋动物的科和属级的丰度在寒武纪的基础上增加了3到4倍。
（奥陶纪生物群漫画）
接下来，我们一起来领略下奥陶纪生物霸主们的风采
鹦鹉螺亚纲——奥陶纪生物中的“灭霸”
（灭霸—来源于网络）
在奥陶纪的生命海洋里，鹦鹉螺并没有像最近大热的电影——复仇者联盟3中的反派“灭霸”一样，顷刻间便要灭绝一半的生命。但是在彼时的海洋里，鹦鹉螺却是毋庸置疑的肉食性霸主。属于鹦鹉螺亚纲的直角石，便是奥陶纪海洋中最大的肉食性动物之一。
（直角石——奥陶纪最大的食肉动物之一）
（直角石化石）
（科学家笔下的直角石复原图）
鹦鹉螺化石（Nautiloids）最先被发现于中国东北部的寒武纪凤山组，但寒武纪的鹦鹉螺化石种类相对较少，直到奥陶纪初期，鹦鹉螺类才迎来了一次大爆发。
（中国奥陶纪鹦鹉螺化石）
（美国肯塔基州鹦鹉螺化石）
奥陶纪的鹦鹉螺有多大呢？据化石记载，内角石（Endoceras）的长度可达3.5米。
（内角石化石记录）
而隶属于鹦鹉螺亚纲的房角石（Cameroceras），最大长度可达6-11米（尚存争议）。
而且，整个海洋动物群的组成也出现了根本性的变革：随着时间的推移，面对此后将主导古生代的有铰类腕足动物（articulate brachiopods）、窄唇纲的苔藓虫（stenolaemate bryozoans）、有柄棘皮类（stalked crinoids）和其它类群的兴起，三叶虫和其他典型的寒武纪动物群的代表逐渐式微。
（位于爱沙尼亚北部的奥陶纪柯克石油页岩中的苔藓植物化石）
（明尼苏达州南部奥陶纪石灰岩中的腕足动物和苔藓虫）
而诸如腹足类（gastropods）、双壳类（bivalves）以及一些将在后古生代（post-Palaeozoic）统治海底的类群也在奥陶纪经历了相当可观的多样化。
生物大灭绝——奥陶的终结
生命蓬勃发展的势头贯穿整个奥陶纪，温室气体的排放使得地球整体温度升高，仿佛成为了生命的伊甸园。然而，一次规模巨大的生物集群灭绝事件正在缓缓走来。4.50亿年前至4.40亿年前，约27%的科与57%的属灭种，在地质历史上的生物大灭绝事件中名列第三。
（海洋生物灭绝比例示意图）
生物大灭绝的原因一直是人类学者探讨的热点，全球缺氧事件、冰河事件、宇宙射线影响等假说层出不穷，但是对于奥陶纪末期的生物集群大灭绝事件，学者们主要认为与板块运动有极大的关联。
（运动到南极的冈瓦纳大陆）
可能的原因是随着冈瓦纳大陆进入南极地区，影响全球环流变化，导致全球冷化进入安第斯-撒哈拉冰河时期（460Ma-430Ma），海面大幅度下降，最终导致生物的大灭绝。
虽然大冰期与生物集群灭绝事件给奥陶纪的生命演化以沉重的打击，但是也在沉寂中孕育着下一次生命的蓬勃发展。
（部分图片来源于维基百科与网络）
参考文献：
1. Haq, B. U.; Schutter, SR. A Chronology of Paleozoic Sea-Level Changes. Science. 2008, 322 (5898
2. 彭善池. "全球标准层型剖面和点位(“金钉子”)和中国的“金钉子”研究." 地学前缘 21.2(2014):8-26.
3. 张元动等. "奥陶纪生物大辐射研究的关键科学问题." 中国科学:地球科学 39.2(2009):129-143.
4. 詹仁斌, 靳吉锁, 刘建波. "奥陶纪生物大辐射研究:回顾与展望." 科学通报 58.33(2013):3357-3371.
5. 冯伟民. "史上规模最大的奥陶纪生物大辐射." 知识就是力量 10(2017):52-55.
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