在恐龙时期,即中生代(约2.51亿年前至6600万年前),大气的含氧量经历了显著的变化。这个时期包括三个主要的地质时代:三叠纪、侏罗纪和白垩纪。大气含氧量的变化对生物多样性、生态系统的结构以及恐龙等动物的体型有深远的影响。
1、三叠纪(距今约2.51亿年至2.01亿年)
早三叠世:二叠纪-三叠纪灭绝事件之后,氧气含量特别低,估计约为12%至15%,明显低于今天的21%。
三叠纪晚期:氧气水平开始逐渐增加,可能是由于植物的增殖和新生态系统的建立,这有助于产生更多的氧气。
2、侏罗纪时期(距今约2.01亿至1.45亿年前)
侏罗纪早期:由于气候保持温暖湿润,氧气水平持续上升,有利于植物的广泛生长。到侏罗纪中期,氧气浓度达到26%左右。
侏罗纪晚期:氧气水平相对稳定,略有波动,但总体较高,支撑着大型陆地动物群,包括巨型恐龙和广阔的针叶林。
3、白垩纪(距今约1.45亿年至6600万年)
白垩纪早期:氧气水平达到峰值,估计水平可能高达30%甚至是35%或更高。这种高氧气浓度支持了巨大的植物和动物体型,包括一些最大的恐龙。
白垩纪晚期:在白垩纪末期,氧气水平开始下降,尽管仍高于当今的水平。这种逐渐下降可能是由于全球气候和构造活动的变化影响了碳固存,进而影响了大气中的氧气。
影响氧气水平的因素
这些时期大气氧气的波动受到多种因素的影响,包括:
植物进化:植物的进化和多样化,特别是白垩纪期间被子植物(开花植物)的兴起,在光合作用和氧气产生中发挥了至关重要的作用。
构造活动:大陆漂移和火山活动影响大气条件并影响碳循环,影响氧气水平。
有机碳埋藏:沉积物中有机碳埋藏的程度也影响大气中的氧气。埋藏率的增加导致氧气浓度更高。
确定过去氧气含量的方法
科学家使用多种替代方法来估计过去的大气含氧量,包括:
碳和氧同位素:碳酸盐岩石和有机材料中的这些同位素有助于重建过去的大气成分。
木炭沉积物:地质记录中木炭的存在可能表明氧气含量较高,因为更多的氧气会导致更频繁和更广泛的火灾。
昆虫和其他生物的大小:昆虫和陆生脊椎动物的大小因其呼吸系统而受到氧气供应的限制,也可以作为过去氧气水平的指标。
了解这些氧气波动对于古气候学至关重要,有助于解释在这些关键时期塑造地球生命的环境条件。
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