我们的地球志留纪

　　志留纪，笔石的时代，陆生植物和有颌动物出现，是早古生代的最后一个纪，约开始于4.4亿年前，结束于4.1亿年前。
　　志留纪名称的由来
　　志留纪由英国前军官，地质学家罗德里克·默奇森于1835年确定。他与年轻的剑桥大学教员亚当·塞奇维克一起绘制出了威尔士地层。人们认为这个地层是覆盖在首批火山岩之上的最古老的分层岩石。通过研究分布在沉积地层中不同的化石，莫奇森把分布在寒武纪（塞奇威克命名）岩石上的地层称为志留纪岩石，以作区别。命名志留纪是为了纪念古罗马时代居住在威尔士的＂志留＂部落。
　　从靠近两极上空的角度俯瞰地球（图1为南极，图2为北极）很明显可以看出，在4.2亿年前的志留纪时期，大多数大陆都位于南半球冈瓦纳超大陆，包括如今的南美洲，非洲，澳大利亚和印度就环绕在南极附近。但美洲东海岸大部分地区地块和阿瓦隆尼亚大陆，在向劳伦大陆移动中填满了伊阿珀托斯洋。劳伦大陆是如今北美大陆的主体。瑞亚克洋和阿瓦隆尼亚大陆南部生成，如今靠近北极的陆地，如格陵兰岛和阿拉斯加在志留纪时期则都位于赤道上。
　　志留纪地图1
　　志留纪地图2
　　1 年代确定
　　奥陶纪和志留纪之间的史前年代是通过苏格兰多不斯林的岩石地层确定的。在志留纪时期，这片区域曾是波罗地大陆的边缘，构成的波罗地大陆还包括斯堪迪维亚和北欧的部分地区。砂岩层和页岩层形成于海底，而这两个地层之间的边界则标志着奥陶纪晚期和志留纪早期的大变更。
　　2澳大利亚东部
　　冈瓦纳大陆东部边缘发生着俯冲（一个板块受力下降到另一个板块之下的过程）导致火山的形成，海底的岩层被朝着地慢下压，进而融化。融化后的岩石受压迫涌向地面喷发而形成火山，带出大量的熔岩和火山灰。从志留纪中期到泥盆纪时期，澳大利亚东部的火山活动极为频繁。
　　3中国南部的化石时间表
　　中国南部的志留纪地层中含有多种多样的化石，称为＂笔石动物＂。笔石动物的体型微小，生活在环绕地球的海洋中，并迅速演化成多种不同的生命形式。这种连续的笔石动物演化形成，以及进化时清晰的时间线，可以将中国的滞留纪地层当作衡量标准，已判断其它地方发现的笔石动物化石的地层的地质年代。
　　4广阔的海洋
　　从志留纪时期到中生代覆盖半个地球的海洋被称为＂泛大洋＂。这片海洋地域广阔，从空中的某个角度看去，地球似乎整个被海洋覆盖。泛大洋的扩张和泛大洋所在的大陆的板块运动，必然会受到从海底延伸出来的洋中脊的控制，然而这个洋脊在地图中的具体位置并不为人所知。
　　5沙丘中的踪迹
　　澳大利亚西部的卡尔巴里页岩中发现的志留纪晚期遗迹化石为我们研究当地的早期大陆环境提供了诸多材料。小动物移动时留下的痕迹凝结而成的遗迹化石出现在沙质河床以及沙丘上。这些化石表明当时当地没有植被覆盖，留下这些遗迹的生物则以少量的海藻和细菌为食。
　　6威尔士和北爱尔兰
　　在志留纪时期阿瓦隆尼亚大陆的碎片曾是劳伦大陆近岸的一系列岛屿。在威尔士和爱尔兰当时仍是阿瓦隆尼亚大陆的一部分，发现的石头最大的特点是含有统治陆地的第一代植物化石。这些化石在浅海海底的石头中发现，离植物曾经生长的古代海岸线不远。
　　7捷克边界
　　捷克共和国首都布拉格附近的克朗克刨面发现的岩石和砂岩的地层都属于志留纪的最晚期，标志着地球历史转入下一个地质年代泥盆纪。这个地区的石头含有许多化石，包括上千种贝类，特别是三叶虫居多。
　　海洋变化：到了志留纪，古老的伊阿珀托斯洋逐渐闭合，而劳伦大陆，波罗地大陆和阿瓦隆尼亚大陆合为一体。南方新生的一片海洋，将正在成形的北方新大陆与冈瓦纳大陆南部分离。
　　伊阿珀托斯洋闭合，形成了浅海和盆地，为新生命提供了新的栖息地和良好的生态环境，使海洋生命再次繁荣兴盛。物种变得多种多样，大片的珊瑚礁遍及劳伦大陆和波罗地大陆附近的赤道水域。
　　志留纪海洋复原图
　　经过奥陶纪大灭绝之后，生命开始在志留纪时期复苏，陆地被新的植被和节肢动物所占据。志留纪始于4.44亿年前，尽管只持续了2600万年，但在英国和北美洲发现的这一时期的地层和化石却是世界上研究最多的。由于欧洲的罗德里克，默奇森爵士和北美洲的地质学家詹姆斯·霍尔的努力，这些地层和化石在19世纪中期已闻名天下。
　　志留纪是演化史上的关键时期。随着奥陶纪末期冰期到来，大量生物灭绝，有些动物包括三叶虫，牙形刺和笔石动物再也未能完全恢复其繁荣。然而从总体看来，随着海水变暖，海平面上升，生物还是出现了大规模的复兴。虽然海洋很适宜于生命存在，但是正是在这个时期，植物和无脊椎动物首次确切的定居在陆地。
　　在志留纪被冲刷到沙滩上的许多贝类，如今仍然清晰可辨。
　　志留纪贝类化石
　　志留纪的贝类生物比早期的要大，长度甚至可达四厘米。而有些则更大，如一种类似乌贼的鹦鹉螺，其圆锥形的贝壳长达十厘米或更长。腕足动物，双壳动物，腹足动物和棘皮动物，如海星和海百合和鱼类，都在持续的多样化发展。大陆北部的浅海和海盆逐渐变得更浅，进而分裂，最终相互分离，形成湖泊。无颌鱼在这些温暖的水域中繁衍壮大，体长比奥陶纪更长，达到了20厘米。新的有颌鱼类和海蝎已无颌鱼类为食，而无颌鱼类则演化出奇异的重甲来应付。在地球上，生命长期演化，最重要的莫过于苔藓更复杂的植物出现和兴盛。这些植物通过光合作用创造了含氧环境支撑陆地上大批动物生存
　　志留纪带刺的三叶虫化石
　　陆地上和海洋中的生命。与在海洋中生存相比，陆地上的环境更为艰苦，动植物都需要演化出特殊的器官来适应大气环境。为了生存，他们还需承受冷热变换，气候干燥和太阳辐射。然而到了志留纪时期，陆地还是逐渐的被动物植物所占据。
　　尽管是奥陶纪以来，如苔藓植物早已抢先站住了陆地，但他们的生命形式却受到了很大限制。志留纪时期第一批直立的维管植物出现，它们也留下了化石记录，被称为库克孙蕨，具有坚硬的根茎和用来传输水和营养的管道。
　　库克孙蕨与现在的开花植物大不相同，它们没有花朵，叶子和种子，而是有微小的直立根茎构成，高四厘米，分叉成两根相同的支叉，两端均为充满孢子的杵状的生殖囊。这种植物最初的繁殖需要潮湿的环境，所以雄配子游动着去给自配子受精。
　　志留纪海洋鱼类复原图
　　这些直立植物的演化对于陆地食物链的形成至关重要。食植动物以植物为食，一旦食植动物达到一定数量，食肉动物就能演化，并以食植动物为食。然而，对于原始动物而言，消化新鲜植物是非常困难的，首次出现的食植动物就是以腐败植物为食的节肢动物。被细菌部分分解之后的植物更容易被食植动物消化，也顺便将重要的微生物带入食植动物的消化器官，以帮助消化植物。
　　板足鲎 在志留纪时期，地球上存在着一种叫板足鲎或海蝎的首批大型食肉动物。他们演化自奥陶纪一直存活到二叠纪，他们体型类似蝎子，有些还有大大的钳子，长长的有关节的躯干被坚硬的外壳所覆盖，使得它们成为当时装备最为精良的动物之一。然而因为他们属于节肢动物，所以不得不周期性的退去外骨骼以供生长，这一过程也让他们无法对抗外来袭击。板足鲎有多种多样的生活方式，有些能够游泳，有些是食腐动物，而有些则是活跃的食肉动物。从美国纽约的志留纪地层发现的板足鲎长度已达两米，他们是最早从海洋转移到淡水环境的动物之一。
　　志留纪板足鲎化石
　　板足鲎复原图
　　繁荣蓬勃的生命
　　志留纪的许多海洋生物与现在的海洋生物大不相同。有些属于已灭绝的物种，如古生代的珊瑚，移动的节肢动物的三叶虫和笔石动物、自由游动而有装甲精良的无颌动物板足鲎、牙形刺和直锥形的头足类动物，其他的种类如腕足动物和海百合，如今仍然存在，但与奥陶纪和志留纪相比已经少了很多。他们当时曾以数量众多，种类繁多而占据者大陆架浅海区。
　　脊椎动物的崛起
　　滞留纪最为普遍的机动物，就是无颌鱼类，它们品种繁多，还有墨氏鱼。另外一种无颌动物的形状怪异，躯干覆盖着微小的尖刺一样的鳞甲，就如现今的鲨鱼一样。还有一些人们较为熟悉的鱼形无颌动物。对海洋中的生态链产生最大影响的生物学事件是鱼形脊椎动物的颌的演化，最早的有颌的鱼形脊椎动物是如今已经灭绝的棘鱼，他们所有的鱼鳍前端都有独特的棘刺。这些棘刺几乎是这种小动物化石中仅存的部分，但他们确实有带牙的颌。
　　志留纪无颌动物伯肯鱼
　　志留纪的鱼化石是保存好而可靠的最早鱼类记录，但比较原始，数量不多。中国志留纪的鱼化石相对地较多，最早的代表见于兰多维利世的晚期。
　　志留纪鱼化石
　　志留纪地层中具有最早的陆生植物化石记录。志留纪后期出现大面积海退，半陆生的裸蕨类植物进一步繁育。
　　中国
　　中国的志留系除中期地块外，分布较广。兰多维利统在扬子地区发育最好，是研究兰多维利统必不可少的关键地区。在扬子地区的兰多维利世，初期为含笔石的黑色页岩和页岩，以龙马溪为代表；中、晚期普遍出现壳相层和碳酸盐地层；晚期在扬子地区的北缘出现生物岩礁和海相红层。兰多维利世之后，扬子地区普遍上升成陆。地层区划是由不同古板块控制的。不同古板块上发育的志留系可以作为不同的大区。同一古板块中的稳定地区和活动地区可以作为地层区，地层分区主要根据岩相和生物相带的不同。
　　矿产资源
　　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。