介绍地球从形成到现在的发展史

1．地球上生物演化的历史

地球上迄今已发现的最古老的岩石，用放射测定法测出的年龄是38亿年。但是，通过测定陨石和月球岩石的年龄以及其他天文学的证据表明，地球与太阳系的形成大约在46亿年前（彭奕欣、黄诗笺， 1997）。

（1）前寒武纪 (57亿年前)

通过对1978-1980年澳洲西部出土的丝状化石的研究，表明大约在35亿年前，地球上便出现了原核生物。最早的原核生物可能是异养生物。在南非的岩石中所发现的化石表明，距今31-34亿年前蓝藻类（蓝细菌）开始形成。蓝藻是能够进行光合作用的原核生物。大约在20亿年前，光合作用所释放出来的氧气使大气层中开始含有氧气，这可能会导致许多厌氧生物的灭亡，但甲烷细菌以及它们的近缘种类仍然在无氧的环境中存留至今。由蓝藻和其他原核生物占优势的时代大约历时20亿年。

最早的真核生物的出现大约在距今14-15亿前。真核生物的起源是生物演化史上的一个重大事件，因为伴随着真核生物的形成，染色体、减数分裂和有性繁殖开始出现。在前寒武纪（8-67亿年前）, 真核生物中的真菌、原生动物以及藻类中的几个门便形成了，动物与植物开始出现分化。到前寒武纪结束时，腔肠动物、环节动物或节肢动物等几个动物的门开始形成。

（2）古生代

寒武纪（57---505亿年前）：在大约距今5亿9000万年前，类型丰富多样的无脊椎动物的出现标志着寒武纪的开始。在这个时期，以三叶虫为代表的节肢动物门以及腕足动物门、软体动物门、多孔动物门、棘皮动物门的许多纲开始形成。这些门类存留至今，仍然有一些种类生存下来。在距今51亿年前的海相沉积中，发现了最早的脊椎动物的遗迹-甲胄鱼外甲的碎片。在寒武纪时，所有动物的门都已经形成了。

奥陶纪（505---438亿年前）：许多动物的门出现适应辐射，形成了大量的纲和目。例如棘皮动物形成了21个纲，腔肠动物门中珊瑚纲也开始出现了。奥陶纪时期，无颌、无鳍的甲胄鱼大量出现并留下了完整的化石。

志留纪（距今438-408亿年前）：生物多样性增加，无颌类出现多样化。同时，有颌类中的盾皮鱼开始出现。维管植物（蕨类）和节肢动物（蝎子、多足类）开始侵入陆地。

泥盆纪（距今408-360亿年前）：珊瑚和三叶虫发生大规模的适应辐射；头足类出现。无颌类和盾皮鱼达到多样性的高峰。泥盆纪被称为"鱼类的时代"，软骨鱼类和硬骨鱼类陆续起源并随后发生了适应辐射。与此同时，两栖类、苔藓、维管植物（蕨类、裸子植物）和昆虫起源于这个时期。

石炭纪（距今360-286亿年前）：陆生孢子植物（蕨类）繁盛并形成大面积的森林，两栖动物的种类多样化，并出现最早的爬行类。昆虫发生适应辐射，一些原始的目（直翅目、蜚蠊目、蜉蝣目、同翅目等大量出现。

（3） 中生代

二叠纪（距今286-248亿年前）：爬行动物出现适应辐射，兽孔类成为占优势的类群；昆虫的各个类群多样化，形成了蜻蜓目、半翅目、脉翅目、鞘翅目、双翅目等类群。菊石大量增殖。

三叠纪（距今248-213亿年前）：菊石第二次大规模增殖，海洋无脊椎动物的一些类群（如双壳类）的多样性增加。裸子植物开始占优势。爬行类出现适应辐射，形成了龟类、鱼龙、蛇颈龙和初龙类（进一步形成植龙、鳄类和恐龙）。早期哺乳动物出现。大陆开始漂移。

侏罗纪（距今213-144亿年前）：恐龙多样化，翼龙、雷龙、梁龙、剑龙、三角龙等种类出现。原始鸟类（始祖鸟等）出现。古代哺乳动物、裸子植物占优势。大陆继续漂移。

白垩纪（距今065-144亿年前）：大多数大陆分隔开来，恐龙继续适应辐射并在本期结束时灭绝。最早的蛇类出现并发生适应辐射。具有现代鸟类特征的黄昏鸟出现。被子植物和哺乳类开始多样化，有袋类与有胎盘类哺乳动物开始分化。

（4）新生代

第三纪（距今6500-200万年前）：被子植物大规模的多样化，并成为在森林中占优势的组成成分。昆虫发生适应辐射，并形成了大多数的现代科。脊椎动物的许多现代科已经形成。

第四纪（距今200万年前到现在）：冰川反复出现，大型哺乳动物（如剑齿虎、猛犸象、大型的美洲野牛等）绝灭，人类出现。

2021年5月5日，《自然》（ Nature ）发文称，海洋热浪将持续存在，并伴随气候变化进一步恶化，进而破坏生态系统。据预测，在下个世纪的某个时间点，全球许多地方将陷入永久性的海洋热浪状态。

海洋热浪越来越严重：气候变化导致海洋热浪的频率越来越高，持续时间越来越长，同时热浪温度越来越高。因此，认识海洋热浪的成因并学习如何预测海洋热浪非常有必要。

海洋热浪的影响可波及食物链。在2013~2016年名为Blob的海洋热浪事件中，太平洋西北部水温升高，养分减少，从而对浮游植物的生长造成了破坏。接着，大鳞大麻哈鱼（Oncorhynchus tshawytscha）的种群数量暴跌，进而导致阿拉斯加湾多达100万只海鸟死亡。在过去的几十年中，海洋热浪还引发了全球范围内的珊瑚大面积白化。

2013~2014年的夏天对于巴西而言是艰难的一年。圣保罗的严重干旱对农作物造成了破坏，并引发了水资源短缺。同时，海洋温度升高，叶绿素浓度（一种衡量生物生产力的指标）急剧下降。研究人员分析数据时发现，干旱和海洋变暖有着共同的成因：夏季大部分时间支配巴西东南部的高压大气系统。这种长期持续的高压系统与大气阻塞（atmospheric blocking）这一现象有关，大气阻塞是海洋热浪以及陆地热浪最常见的驱动因素之一。大气阻塞导致云层覆盖较为稀疏，同时风力相对较小。由于缺乏云层，更多的太阳辐射能够到达海洋并使海洋变暖；与此同时，无风的大气环境能够阻碍混合和蒸发作用。以上因素导致上层海洋的热量积聚，这可能会以加剧或延长变暖时间的方式改变风向。

在发表于2019年的一项研究中，研究人员发现，大西洋西南部大约60％的海洋热浪事件（包括2013~2014年的事件）源自数千公里以外印度洋上空的高压系统。这些高压系统接着通过大气层向南美方向移动。然而，由于大气阻塞取决于多项因素，因此在数值模型中重建这一现象非常复杂。

这些看似不相关的地区之间存在遥相关性。研究人员发现这一过程通常始于地球表面附近的空气变暖及上升。印度洋上空的对流进入大气，引起了到达南美的大气波，并导致海洋热浪。气候系统的这种相互联系使预测活动变得复杂。因为研究人员不仅要对海洋中具体的区域进行建模，还必须考虑到正在进行的全球层面活动。

有时候，海洋热浪的驱动因素存在于海洋自身。比如澳大利亚西部的热浪事件，当时向南流动的Leeuwin洋流变得越来越强劲。随着洋流的加剧，从印度洋输送的暖水数量高于正常水平，在长达数月的热浪中覆盖了数百公里的海岸线。

类似的模式引发了2015~2016年澳大利亚和新西兰之间塔斯曼海的海洋热浪，此次海洋热浪事件在持续时间和强度方面均创下了记录。2017年的一项研究将此次事件归溯为澳大利亚东部洋流的加强，从而为澳大利亚和新西兰的海岸带来了温暖的热带海水。与大气活动引发的热浪事件相比，这种由海洋引发的热浪事件可以深入至海洋深处。

这些更深层的事件对气候科学家而言构成了独特的挑战。当前对海洋热浪的认识几乎都局限于表层海洋，研究人员可以利用卫星仪器来绘制温度并以接近实时的方式追踪热浪事件。 但是表层海洋下方是一个复杂的洋流世界。研究人员表示，尽管可以观测并定义海洋表面的热浪，但这只是海洋热浪的冰山一角。用于追踪海洋表面下方状况的观测网络相对较少。浮标能够提供部分地区的数据，但在有些地区，数据则完全缺失。认识海洋表面以下的异常变暖如何形成、持续和演化是海洋热浪研究中最大的问题之一。由于绝大多数海洋生物都生活在海洋表面以下，因此这是科学家 探索 的重要前沿领域。此外，海洋表面以下的海洋热浪如何影响生态系统还未得到充分认识。

气候科学家唯一确定的是：气候变化将加剧海洋热浪事件。随着温室气体持续排放到大气中，根据气候模型的预测，全球升温将加剧海洋热浪的各个方面。在气候变化的背景下，极端事件预计会增加。其中一些变化已经出现。1925~2016年，全球每年的海洋热浪天数增加了50％以上。从1982年有卫星记录开始，近2/3的海洋中热浪的强度都在增加。科学家预测，上述趋势将会持续下去。多项研究表明，即使在适度变暖的场景下，未来几年中，几乎所有海洋热浪的频率都会增加，持续的时间将延长。

在过去的几十年中，许多极端事件也因气候变化而加剧。2020年的一项研究分析了自1981年以来影响最大的7个海洋热浪事件，得出的结论是：除了1个热浪事件以外，其他6个热浪事件至少在部分程度上受到了人为因素导致的变暖的驱动。研究人员对比了工业化之前大气CO2含量的模型与当前含量的模型。结果表明，一些事件的强度非常高，可完全归因于人为气候变化。而在工业化之前是不可能发生的。

研究人员预测，到下个世纪，海洋中的大部分区域将变暖，并超过热浪事件温度临界点，从而导致全球诸多地区陷入永久性的海洋热浪状态。如果变暖幅度如此之大，那么海洋热浪就不再是极端事件，而是常态化事件。

转载本文请注明来源及作者：中国科学院兰州文献情报中心《资源环境动态监测快报》2021年第10期， 薛明媚 编译。

nature比science略牛,但别看影响因子差了快10,其实差不多。

Nature和Science征稿范围与JCR分区都是多学科领域。从Nature和Science的高引文章可以看出，期刊论文的研究方向主要集中在生物和物理相关领域。肿瘤、石墨烯、能源仍然是关注度最高的三大热门研究方向。

Science隶属美国科学促进会（AAAS: American Association for the Advancement of Science），仅有5个子刊，包括Science Advances, Science Immunology, Science Robotic, Science Signaling, Science Translational Medicine； 合作期刊又包括了11本开放获取期刊。Nature是学术出版商Springer旗下期刊。由出版商运营的Nature，似乎更看重中国市场，不仅有专门的中文网站，并且在中国设立有北京、上海、南京三个办公室。

Nature子刊高达163个，不仅对生命科学、物理、化学、地球科学这几大热门学科进行了细化，还包括了Humanities & Social Sciences Communications等社科人文类期刊。综合来看，由学术出版商运营的Nature似乎更具市场活力，开放度更高、包容性更强。

nature

英 [ˈneɪtʃə(r)]  美 [ˈneɪtʃər] 

n 大自然，自然界；性格，秉性；本质，特点；类型，种类；<古>具有某种特性的人

名 （Nature）（法）纳蒂尔（人名）

短语

human nature 人性 ; 人之常情 ; 人类天性

nature reserve [林] [环境] 自然保护区 ; 自然护理区 ; 自然保留地 ; 天然保护区

Nature Communications 自然通讯 ; 自然 ; 自然·通讯 ; 自然通信

Mother Nature 返璞归真 ; 大自然 ; 自然的力量

Nature Medicine 自然医学 ; 自然 ; 自然·医学

nature republic 自然乐园 ; 自然共和国 ; 现货 ; 日本

Nature Genetics 自然遗传学 ; 自然 ; 自然·遗传学 ; 遗传学

Nature Geoscience 自然 ; 地球科学 ; 自然·地球科学

Nature Materials 自然 ; 自然材料 ; 材料学 ; 自然·材料

“90后”不敢看自己的《体检报告》

上了热搜

5亿人讨论

人类也对地球的《体检报告》

视而不见

有人管吗？

近日，联合国环境规划署（UNEP）发布了一份关于地球的《体检报告》——《与自然和平相处：应对气候变化、生物多样性丧失和污染危机的科学蓝图》（下简称为“报告”）。

这个报告建议：

人类应彻底改变对地球“身体 健康 ”的看法。

这份长达168页的报告针对当前和预计未来由人类活动引发的地球环境变化，提供了“诊断分析”。

报告指出， 在人类追求财富和安全的过程中，必须立即学会珍惜地质、土壤、空气和水等基本的“自然资本”。

许多人就新出炉的报告发表了自己的看法。报告的作者之一——挪威环境署的伊瓦尔·巴斯特说：“我们占用了3/4的土地和2/3的海洋——我们完全主宰了地球。”

联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯在发布报告的新闻发布会上说:“长久以来，我们一直在对自然发动一场愚蠢的、自杀性的战争…… 其结果是产生了三种相互关联的环境危机:气候破坏、生物多样性丧失和污染 ，而这些危机则威胁到我们本身的生存能力。”

发布该报告的联合国环境规划署执行主任英厄·安诺生表示:“我们正在破坏地球，将我们自己的 健康 和繁荣置于危险之中。”

正如相关人士所指出的，世界远未实现其保护地球的目标，尽管全世界都在承诺要尽力保护自然环境，但物种正在以前所未有的速度消失，生态系统也在逐步恶化。

譬如，报告显示，以目前的速度，全球平均气温将在2040年左右甚至更早升高15 C。

尽管臭氧层正在慢慢恢复， 但人类已偏离了《巴黎协定》所设想的改善全球变暖的轨道。

事实上，除了近几年频繁出现的极端气候，人类也已付出了其它惨痛的代价。 目前全球四分之一的疾病与环境相关 ——包括野生动物疫源疾病或因暴露在人类丢弃的有毒废物环境而产生的疾病，且污染每年导致约900万人过早死亡。

但这一切真的是完全不可逆的吗？ 报告也指出，现在是时候对此做出改变了。全世界都在试图从一场颠覆一切的流行疾病中复苏，各国政府在考虑采取重大政策重启经济的同时， 也可以抓住这一独特的 历史 时刻，优先考虑保护地球。

“新冠疫情危机为人们重新思考如何加速向可持续未来转型提供了动力。”

“医治”地球的棘手现状并不意味着降低生活水平或停下脱离贫困的脚步，比如报告就指出，人们可以考虑通过一些政策来达成改变，比如英国财政部（UK Treasury）本月委托进行的一项研究就建议用 反映自然真实价值的指标取代国内生产总值（GDP）作为经济指标 。

报告显示，“经济和金融体系并没有考虑到人类从自然中获得的基本利益，也没有为人类明智地管理自然环境和维护其价值提供激励。

像国内生产总值这样的传统指标夸大了进步 ，因为此类指标未能充分反映环境水平退化背后的成本或以地质、土壤、空气和水等为代表的‘自然资本’的减少……如果将自然环境的价值排除在外，会使投资与保护环境、减少污染、扩大可再生能源和更可持续地利用资源的经济解决方案背道而驰。”

古特雷斯也举例说明此时经济思维的转变有多么重要，他指出，“当看到过度捕捞时的GDP增长，我们认为这是在积累财富，但其实我们是在破坏自然……我们砍伐森林、破坏自然时亦然。”

所以，如果人类开始 把环境的价值以及环境退化对我们的 健康 和安全造成的代价 都纳入开展经济活动的考量范围中，那么人们的决定可能会有所不同。

联合国气候和生物多样性科学评估的负责人、该报告的另一位主要作者罗伯特•沃森教授认为，这意味着要挑战在化石燃料领域获得既得利益的企业和国家——政府必须有勇气采取行动；金融机构可以通过停止为化石燃料、砍伐森林的企业和大规模单一农作物栽培的农业提供资金来发挥巨大作用；积极进取的企业会意识到如果能够持续发展，那么他们就可以成为行业的先行者进而获得利润。

再譬如，2019年粮食和土地利用联盟发布的《更好的增长:粮食和土地利用的十大关键转型》报告显示，每年给农民的7000亿美元补贴中，只有1%用于改善环境，而其余的大部分钱则加速了家畜的温室气体排放、森林破坏和过度使用化肥造成的污染等。

因此， 向化石燃料和“破坏性”农业提供的数万亿美元补贴须向绿色能源和粮食生产转移 。除了系统性的改变，富裕国家的人们也可以采取行动， 减少肉类消费，避免浪费能源和水 。

同时， 对碳排放征税也需要提上日程。

改善地球的生态环境并不只是某一国家或机构的责任，而是需要所有地球人携手努力的。

今年计划举行的几场全球会议也有望作为改变现状的契机——联合国环境大会将于下周在线召开，随后《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)和联合国气候变化会议也将举行。

不过在沃森看来，与其坐而论道，不如起而行之。

人们远未达到2010年制定的生物多样性目标， 今年的峰会不应只聚焦在目标上，行动才应是真正讨论的关键。

去年，中国宣布力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值、2060年前实现碳中和。今年2月1日，中国生态环境部颁布的《碳排放权交易管理办法（试行）》正式施行。

在美国当地时间19日，美国正式重新加入应对全球气候变化的《巴黎协定》。美国国务卿布林肯表示，“现在，与我们曾于2016年加入该协议一样，我们今天重新加入该协议同样重要，我们在未来几周、几个月和几年内所做的工作更为重要。”

尽管改变生态现状仍是任重而道远，但重要的是各国人民行动起来，一步一个脚印，踏踏实实地实现可持续发展目标。

正如古特雷斯所说：“我们必须做的事情确实没有先例， 但如果2020年是一场灾难，那就让2021年成为人类开始与自然和平共处，以确保公平和可持续未来的一年。 ”

本文编译自CNN报道A new UN report urges a radical shift in the way we think about nature与卫报报道Human destruction of nature is 'senseless and suicidal', warns UN chief。

接受的。

NatureGeoscience是Nature08年创刊的地球科学子刊，14年影响因子10、39，这个地球科学，尤其是地质类有影响力的一区专业期刊里面是很有含金量的。

NatureCommuncations是2010年创刊的新子刊，宗旨跟Nature主刊比较一致，会接受拓展论文，2017-2018最新影响因子为12、353。

佛罗里达自然 历史 博物馆(Florida Museum of Natural History)的一组科学家发出了一项“行动呼吁”，呼吁利用大数据来解决长期以来有关植物多样性和进化的问题，并预测植物生命将如何在一个日益由人类主宰的星球上生存。在2019年1月1日发表在《自然植物》(Nature Plants)上的一篇评论文章中，科学家们敦促同事在他们的研究中利用大量开放获取的数据资源，并通过填补剩余的数据缺口来帮助增加这些资源。佛罗里达博物馆馆长，也是佛罗里达大学生物学系的杰出教授研究作者Doug Soltis说：利用大数据在全球范围内解决主要的生物多样性问题具有巨大的实际意义，从保护努力到预测和缓冲气候变化的影响。

博科园-科学科普：就在十年前，我们现在看到的大数据资源之间的联系是不可想象的。利用这些工具和应用的时机已经成熟，不仅适用于植物，而且适用于所有生物群体。几个世纪以来，自然 历史 博物馆收集了数十亿个标本及其相关数据，其中大部分现在可以在网上找到。远程传感器和无人机等新技术使科学家能够监测植物和动物，并实时传输数据。公民科学家通过记录和报告他们通过数字工具(如iNaturalist)的观察结果来贡献生物数据。这些数据资源为科学家和自然资源保护者提供了关于地球上生命的过去、现在和未来的丰富信息。随着这些数据库的发展，不仅需要分析而且需要连接大量数据集的计算工具也越来越多。

由于数据库的发展，以前专注于少数物种或单一植物群落的研究现在可以扩展到全球水平，例如存储DNA序列的GenBank数据库、佛罗里达大学(University of florida)领导的数字化美国自然 历史 馆藏的iDigBio数据库，以及物种位置信息存储库——全球生物多样性信息设施(global persity Information Facility)。内华达大学雷诺分校(University of Nevada-Reno)生物系助理教授、联合首席作者朱莉·艾伦(Julie Allen)说：这些资源对广泛的使用者来说可能是有价值的，从寻求植物进化和生态学基本见解的科学家，到寻找最需要保护的地区的土地管理者和决策者。如果地球上的植物生命是一个病人，小规模的研究可能会检查植物等效的感冒疮或向内生长的趾甲。

利用大数据，科学家可以更清楚地了解全球植物的整体 健康 状况，做出及时的诊断，制定正确的治疗方案，这样的计划是迫切需要的。前佛罗里达博物馆博士后研究员、佛罗里达大学博士研究生艾伦说：我们正处于一个令人兴奋和恐惧的时代，可以获得的空前数量的数据与全球生物多样性面临的威胁，如栖息地丧失和气候变化，交织在一起。了解那些塑造我们世界的过程——植物是如何生长的，它们现在在哪里，为什么会生长——可以帮助我们了解它们如何应对未来的变化。为什么跟踪这些区域和全球变化如此重要？

该研究报告的共同作者、博物馆研究员莱恩·福克说：没有植物我们就无法生存，许多群体在开花植物的阴影下进化。随着这些植物的传播和多样化，蚂蚁、甲虫、蕨类植物和其他生物也在传播和多样化。它们是我们今天在地球上看到的生物多样性的基础。除了使用和种植植物数据资源，作者希望科学界能够解决使用生物大数据仍然存在的最困难障碍之一：使数据库能够顺利地相互协作。这仍然是一个巨大的限制，每个系统中的数据通常以完全不同的方式收集，将这些集成起来以无缝连接是一个重大挑战。

综述地球历年来变化明显。

历史表明，在过去的5000年中，地球温度平均降低了大约13华氏度(合07摄氏度)，直到在过去的100年里，温度又升高了13华氏度。陆地更多、人居更广的北半球变化最大。

气候模型预测，到本世纪末，全球气温将上升20华氏度至115华氏度(约11摄氏度至64摄氏度)，这在很大程度上取决于碳排放量的多少。

这种升温将比过去11300年中的任何时候都要显著。马科特说，影响过去11300年间全球温度的自然因素之一是，随着地球与太阳的相对位置发生变化，太阳辐射的分布也在逐渐变化。

在全新世温度最高的时期，地球所处的位置使得北半球夏季更温暖。随着地球的方向发生改变，北半球的夏天转凉，我们现在本应该处于这个长期降温趋势的底部附近——但显然，我们没有。

其他研究，包括联合国政府间气候变化专门委员会报告，均将过去50年来的地球变暖归结为人类活动，而不是太阳的变化或其他自然原因。

上个世纪显然是这一自末次冰期以来全球气温记录上的一个异常。这项研究表明，自工业革命以来，我们已经经历了与此前11000年的地球历史几乎相同的温度变化，但这一次的变化要迅速得多。

地球的气候是复杂的，会对多种强迫因子作出响应，包括二氧化碳和太阳辐射。在过去的11000年里，这二者变化得非常缓慢。但在过去的100年中，二氧化碳已经由于人类活动造成的排放不断增长而出现显著增加。它是最能解释全球气温快速升高的唯一变量。

地球气温带来的变化

从1850年代到现在，全球气温升高了大约1°C。自有记录以来，最热的七个年份全部产生于过去十年间（2010-2019），而最热的五个年份则全部是在自2015年后。

从全球平均气温来看，根据“哥白尼气候变化服务局”的观点，与1981至2000年20年间的1月平均温度相比，2020年1月份的平均温度高了077℃。

具体到不同地区，温度的变化也有着不少差异，其中欧洲地区变暖最为明显。

2020年1月，欧洲地区均温比此前2007年1月创下的最高温度还高了02°C，比1981至2010年1月30年间的平均温度高出31°C。

气候变暖带来的最直观影响是极端天气的频发。美国国家海洋和大气管理局的气象学家们向《美国气象学会公报》提交的研究报告发现 ：气候变暖大幅增加了极端天气的发生概率。

凤凰网-2020，南极气温20度 | 地球知识局

上海市气象局-Nature：重建地球温度历史 近百年升温尤其迅速