冷暖巨變的時代
—— 古近紀

撰文｜云景

冷暖巨變的時代
—— 古近紀

撰文｜云景

古近紀(Paleogene)，舊稱早第三紀，是地質年代中新生代的第一個紀，開始于同位素年齡65.5兆年±0.3兆年(Ma)，大約距今6500萬年，結束于23.03兆年±0.05兆年，延續了約4247萬年。古近紀屬于顯生宙新生代，也屬于非正式的第三亞代。古近紀包括古新世、始新世、漸新世。

宇（宙）界（代）系（紀）統（世）顯生宇（宙）PH新生界（代）Cz第四系（紀）Q全新統（世）Qh更新統（世）Qp新近系（紀）N上新統（世）N2中新統（世）N1古近系（紀）E漸新統（世）E3始新統（世）E2古新統（世）E1

古近紀被認為是新生代最重要的氣候轉折期之一，白堊紀中期至古近紀早期是顯生宙典型的“溫室氣候”時期，古近紀中晚期開始，則轉變為“冰室氣候”。古近紀全球氣候總體上是由暖轉冷的過程，期間發生的幾次顯著的氣候事件包括：古新世—始新世界線期間（55Ma）的極熱事件（PETM）、始新世—漸新世界線期間（33.5Ma）的驟冷事件（Oi-1）和漸新世—中新世界線期間（大約23Ma）的降溫事件（Mi-1）。

古新世—始新世界線期間極熱事件（PETM）

55Ma發生的PETM被認為是新生代全球最熱的時期，在少于一萬年的時間內，深層海水溫度升高了5~6℃，高緯度深海水溫為10~18℃，表層水溫為14~20℃，赤道地區水溫在10~16℃間。PETM期間內陸高緯度地區（約北緯80°）平均氣溫在11℃左右，中緯度地區（北緯45°— 50°）平均氣溫為12~18℃，赤道地區溫度上升到25℃左右。研究認為，西南太平洋區域的表層水的平均溫度可達33℃，甚至更高。

PETM期間發生了全球范圍的底棲大有孔蟲絕滅事件，超過1/3的中層至底層水屬種及部分淺層水屬種遭遇絕滅。PETM期間，短暫的水體富營養化和海洋酸化使得穩定生態型的屬種減少，新生態型屬種迅速融入并在種群中占據主導地位，如無鈣質膠結殼型有孔蟲顯著增加。底棲大有孔蟲在始新世中期才開始逐漸復蘇，且種群又轉變為以鈣質殼為主。浮游有孔蟲種群則在一萬年內呈現急速更替和輻射演化。浮游和底棲有孔蟲的體型都出現了顯著變化：底棲有孔蟲體型急劇變小，而浮游有孔蟲的體型卻有增大的趨勢。

另外，由于珊瑚礁對表層水溫度十分敏感，PETM事件直接導致珊瑚礁鈣質沉積大量減少。缺少喜熱造礁生物的珊瑚礁群落逐漸在低緯度地區消失，并隨溫度的不斷升高又逐漸失去了在中緯度地區的主導優勢，直至始新世中期，珊瑚礁才再次繁盛起來。

陸生植物群落在事件期間保持了相對穩定，植被中溫帶針葉林占多數，事件發生后1.5Ma，植物群落以中高溫被子植物增加為主要的改變。

爬行動物中的鱷龍屬和哺乳動物中的近猴科在這一時期消失，伴隨的是偶蹄類、奇蹄類和靈長類（APP Taxa）的首次出現并廣泛分布于北半球各大洲，同時在界線時期還發育演化了矮小哺乳動物的支系。

始新世—漸新世界線期間驟冷事件（Oi-1）

南極圈最早的冰蓋出現于早漸新世（大約34Ma），而Oi-1被認為與南極冰蓋的形成密不可分。Oi-1期間，全球的表層海水溫度明顯下降，赤道附近均溫僅20℃左右，兩極則在2℃左右。當時的底層水溫至少有3~4℃的降低，并且伴隨著70米左右的海平面下降，同時有相當于現在南極冰蓋85%~95%的冰量在南極海域出現。

該事件時期，熱帶雨林的范圍大幅減小，密集的樹林逐漸向開放式的森林草原過渡，這指示了當時寒冷干燥且季節性變化逐漸成熟的氣候環境。在北美大陸地區，當時的植物群落由典型的亞熱帶類型轉變為季節性強的落葉植物群落，北半球高緯度地區熱帶針葉-闊葉混合植被類型被以寒帶松科為主的針葉林類型取代。

新生代是哺乳動物極為繁盛的時期，大部分現代哺乳動物的譜系都形成于古近紀。有蹄動物中的一些食葉動物科屬（劍齒獸科、河豬科等）遭遇了絕滅，未遭遇絕滅的種屬也在形態學上發生了進化，如奇蹄動物和偶蹄動物中的月齒類出現了前臼齒和半高冠齒的進化。但是在北美大陸，哺乳動物種群卻未發生顯著變化。

在海洋中，有孔蟲分異度在始新世中期達到了新生代的最高值，但隨著氣候變冷及水體中養分供給的波動，中始新世熱水型浮游及底棲有孔蟲的滅絕速率增大，并逐漸被晚始新世冷水型的種屬和早漸新世更冷的深水種屬替代，使得在始新世—古新世界線附近有孔蟲的分異度明顯降低并發生滅絕事件。

漸新世—中新世界線期間降溫事件（Mi-1）

23Ma的Mi-1是南極冰蓋大擴張的時期，持續時間約為40萬年。漸新世至中新世海平面變化相對穩定，南極海域晚漸新世海平面升降范圍為10~40米，冰量相當于現今的15%~40%。但Mi-1期間，南極冰蓋急劇擴張，相當于現今冰蓋范圍的120%，并伴隨著約50米的海平面下降。

中漸新世晚期陸地環境中，熱帶和亞熱帶生物區范圍顯著縮小，海洋中溫水動物群（如喜熱型的硅藻）被冷水動物群所代替。另外干旱氣候植被的進化也起源于古近紀。Mi-1事件前后，菊科、藜科、麻黃科、喬本科等植物科屬的灌木及草本類型植被相繼出現，這標志著現代植物群落開始形成。

PETM事件之后，古近紀乃至整個新生代氣候開始進入漫長的降溫期，并最終形成現代氣候格局。古近紀降溫事件被認為與全球構造運動有密切關系，其中最具代表性的構造事件包括東特提斯洋消亡、青藏高原隆起和杜雷克海峽的打開等。