История на Земята
Общите еволюционни тенденции продължават. Палеозойът завършва с най-драматичното изчезване в историята на земния живот, при което Земята е почти стерилизирана. Така нанесеният тежък удар върху организмите ще отвори път за ново планетарно господство, това на динозаврите, през цялата мезозойска ера.
Карбон (на възраст 359 - 299 милиона години)
Животът вече е добре установен на сушата. Сред гръбначните видове доминират земноводни, от които ще се развие клон, който ще роди влечуги, първите гръбначни, които вече няма да зависят от водната среда. Членестоногите са широко разпространени и големи. Оформя се нов суперконтинент. Но характеристиката, от която произлиза името на епохата, е необятната гора, която в продължение на милиони години ще доведе до огромни находища на въглища, експлоатирани от човечеството днес.
География и климат. Двата големи континента, които вече са се образували в предишни епохи, Гондвана и Еврамерика (Лаурусия), се обединяват и образуват суперконтинента Пангея, който обхваща почти цялата земя. Този сблъсък причинява интензивно формиране на планински вериги.
Пангея има приблизителната форма на "човек-глутница", в устата й е океанът Тетида. Огромният океан, който заобикаля суперконтинента и покрива останалата част от планетата, е същата Панталаса.
Студеният климат на късния девон свърши и настъпва нов парников ефект. Нивото на водата се повишава, така че плитките морета обхващат големи континентални области. В първата част на карбона климатът е не само топъл, но е толкова стабилен, че на практика няма сезони, разликите са толкова малки, че растенията не регистрират годишни кръгове.
Ситуацията продължава до образуването на Пангея; сблъсъкът на континентите оставя по-малко място за моретата, а движението на юг на Гондвана води до образуването на ледници, което води до по-нататъшно намаляване на нивата на океана.
Температурите постоянно падат през втората половина на карбона, до настъпването на ледников период. Тези промени водят до фрагментация и след това до изчезване на много големи площи от гори; това са основата за формиране на находища на въглища.
Образуване на въглища. Защо карбонът е бил толкова благоприятен за находищата на въглища в сравнение с която и да е друга възраст? На първо място, площта, покрита с гори, беше огромна, а консумиращите растения форми на живот бяха малко и много. Растенията умират с много по-бързи темпове, отколкото се разлагат и натрупват. С намесата на климата всичко това се засили.
На второ място, съставът на растенията от онова време също допринесе. Черупката им беше много по-дебела; процентът на кора - дърво е бил 8 към 1, в някои случаи 20 към 1 - сега под 1 до 4. Кората също играе важна поддържаща роля, но съдържа висок процент лигнин. Лигнинът е органичен полимер, който все още се среща в растенията, но целулозата има предимство. Веществото е неразтворимо и трудно смилаемо, натрупва се и се задържа в почвата за дълго време, запазвайки други вещества.
Живот. Воден живот цъфти в топли морета в първата част на карбона; изобилстват мекотели, членестоноги, корали, брахиоподи и бодлокожи (особено криноиди). Фораминиферите (морски амеби) са широко разпространени. Амонията и други главоноги са в изобилие, лесно ловуват по-малко подвижни организми, които се срещат навсякъде. Костните риби са широко разпространени, а акулите са много разпространени; последните разнообразяват много, дори в сладководни води. Вместо това трилобитите намаляват, много по-рядко, отколкото в предишните епохи, а рибите, покрити с тежка броня, изчезват напълно, оставяйки място за нови екземпляри много по-бързо. Делтите се разширяват, образувайки среда, благоприятна за развитието на сладководни организми.
Stethacanthus, вид акула
кредит: Wikimedia Commons
растения Карбоните са най-известни и запазени поради огромните находища на въглища по това време. Папрати, мъхове, стъпалови дървета и първите иглолистни дървета бяха сред най-широко разпространените. Мускулите по това време са истински дървета с височина до 30 метра; Вярно е, че те са свързани с малките мускули на днешния ден, но не са техни предци. Папратите са имали екземпляри, подобни на съвременните, но е имало и дървета, принадлежащи на това семейство.
Гъбите намират подходяща среда за размножаване както на сушата, така и във водата. Всички съвременни класове гъби бяха вече в края на карбона.
Изобилието от растения благоприятства размножаването на сухоземни организми. Безгръбначните са представени от паякообразни (паяци), мириаподи и се появяват летящи насекоми и неводни охлюви. Безкрилите насекоми също са широко разпространени. Някои видове от тези групи достигат огромни размери; благоприятна среда, влажна и топла, но особено високият процент на кислород би бил основните причини за това уникално развитие в историята. Размерът на членестоногите е ограничен главно от дихателната им система, а в карбона кислородът е достигнал най-високото ниво, достигано някога, 35%, в сравнение с 21% днес. Това очевидно се дължи на много голямата площ на разпространение на горите по това време, в сравнение с все още умереното развитие на животни, консумиращи кислород.
Така в карбона се откриват огромни мириаподи, като Arthropleura е най-голямото безгръбначно животно, което някога е живяло на сушата, с дължина 2,6 метра! Meganeura, подобно на водно конче летящо насекомо, имаше размах на крилата от 75 см, също държейки рекорд, най-голямото летящо насекомо в историята.
меганевра
кредит: Wikimedia Commons
гръбначни завладяването на земята продължава. Карбонът е ерата на широкомащабното разпространение на тетраподи. Членестоногите, които се срещат в изобилие, се превръщат в храна за тетраподите; те все още не са тревопасни; едва по-късно такива видове ще се развият.
Освобождаването на животните от водата и тенденцията на въглеродния климат да става все по-сух с времето са увеличили значението на околоплодните яйцеклетки за размножаването. Ако земноводните все още са обвързани с вода в това отношение, тъй като техните яйца нямат защита, за да издържат на земната среда, а оплождането също е било водно, има видове, които могат да снасят яйцата си на сушата, които са защитени от дебели мембрани на черупката.
Тези животни, способни да снасят яйца на сушата, бързо ще се разделят на две големи групи: синапси (които също ще се развият в бъдещите бозайници) и диапсиди (които ще включват крокодили, динозаври и птици, от една страна, и влечуги, от друга). от друга страна). Влечугите преживяват широко развитие в късния карбон.
Срутването на въглищните гори. Краят на карбона е известен с това име. Причините за това събитие са многобройни. Първото би било намаляващото ниво на въглероден диоксид, намаление, за което са допринесли дори огромните гори; намаляването доведе до по-ниски температури, климатът става по-студен. Образували се ледници, така че морското равнище спаднало със 100 метра.
Поради климатичното охлаждане горите, особено тропическите, приспособени към висока влажност и топлина, постепенно започват да се свиват. Остават фрагменти от непрекъснатите гори, а след това само острови от дървета.
Възможно е в наситената с кислород атмосфера някои гори да са опустошени от огън, като всеки огън се усилва в сравнение с настоящия.
Възможно е дори причините да са вулканизмът или метеоритното въздействие. Оттогава са открити следи от такива катаклизми; те не бяха толкова важни, колкото една причина за изчезване, но можеха да допринесат значително.
Преди колапса по целия Пангея са били открити едни и същи видове живи същества; след колапса всеки оцелял горски остров се развива отделно. Земноводните получават доста тежък удар и много видове изчезват, докато влечугите се развиват, бързо се адаптират и заемат свободни ниши.
Впоследствие унищожаването на горите води до намаляване на процента на кислород в атмосферата. Огромните членестоноги по онова време не могат да се справят - те или намаляват драстично размера си, или изчезват.
Възможно ли е да се случи горски колапс и в наше време? Земеделието и човешките селища драстично са намалили горите в световен мащаб през този век и в миналото. Изменението на климата поради човешка дейност и обезлесяване може да доведе до такова нежелано събитие. Последствията могат да бъдат драстично намаляване на биологичното разнообразие с изчезване на една четвърт от съществуващите видове и намаляване на нивото на кислород в атмосферата, което може да доведе до увреждане на морския живот чрез океанска аноксия, до охлаждане на климата, което може да доведе до други изчезвания. Трудно е да се предскаже цялата верига от причини и последици.
Пермски (299 - 251 милиона години)
Пермският е последната епоха от палеозойската ера. Доминиран от суперконтинента Пангея, той регистрира по-сух климат, с пустинни райони в континенталните райони и в резултат на изчезването на големи гори. Новата суха среда благоприятства развитието на влечугите, в ущърб на земноводните. Амниотичните видове се разнообразяват, като се появяват важни групи животни като бозайници, костенурки, лепидозозаври и архозаври. Епохата, както и палеозойската ера, завършва с най-драматичното изчезване в цялата история на планетата.
География и климат. Суперконтинентът Пангея завършва своето формиране, обхващайки цялата земя. Това е първият път от формирането на Родини в протерозоя, че такава голяма континентална маса се обединява.
Поради размера на Пангея климатът става изключително зонален. Във вътрешността, където умереният ефект на океана не достига, температурните вариации са важни, сезоните се различават драстично. Пустините стават често срещани, особено с постепенното затопляне на Перм. Морските нива се покачват само леко.
Къснопермски
кредит: Рон Блейки, NAU Геология
Живот. морски живот от тази епоха е подобна на тази на карбона. Коралите, гъбите, брахиоподите, фораминиферите образуват рифове в топлите райони. Амониите, наутилусите, бодлокожите и гастроподите са често срещани хищници. Костни акули и риби населяват моретата.
Сухите климатични условия благоприятстват размножаването на семенни растения. Така се появяват първите съвременни дървета, иглолистни дървета. Водолюбивите растения са много намалени на височина.
насекоми развива две основни групи: хемиптероиди (скакалци и бълхи) и холометаболити (мухи, оси и молци). Но 90% от пермските насекоми бяха летящи бръмбари - те имаха редица еволюционни предимства и по това време се превърнаха в най-важните тревопасни животни, заедно с примитивните форми на скакалци и водни кончета. Сега се появяват първите насекоми, които метаморфозират от ларвен стадий до стадий на възрастни.
гръбначни сухоземен развива първите тревопасни форми. Такава обработка на храна изисква специални характеристики: здрави зъби с голяма контактна повърхност, сложна храносмилателна система, която обработва по-трудно смилаема храна и осезаем размер за поглъщане на големи количества растения, тъй като тяхната хранителна стойност е ниско. Терапидите (подобни на бозайници влечуги) се развиват. Сега се срещат архозаври - група, която ще роди динозаври през следващата ера. Няма летящи гръбначни животни.
Пермско-триасово изчезване (P-Tr). Това е най-драстичното изчезване в цялата история на планетата, наричано още Мъртво море. Земята е почти стерилизирана, с оцелели малко видове и екземпляри. 96% от морския живот изчезва; трилобитите, плакодермите, различни групи корали, бодлокожите и фораминиферите изчезват. Брахиоподите, амониевите, акулите, костните риби, криноидите и други големи групи губят повечето видове. Това е единственият момент, когато насекомите претърпяват голяма загуба.
На сушата ситуацията е малко по-благоприятна, като 70% от сухоземните видове изчезват. Частичното изчезване на синапсите и диапсидите отваря пътя за доминиране на динозаврите. Папратовите дървесни гори създават място за голосеменните растения (семенни растения).
причини Това природно бедствие е многократно и изчезването може да е имало няколко импулса, всеки от които отслабва оцелелите организми. Най-приетата причина е вулканизмът, който се е случил по това време и е образувал Сибирското плато, вероятно свързан с голямо метеорологично въздействие или поредица от няколко и внезапно изпускане на метан от дъното на океана. Трудно е да се определи дали това е бил един момент или дълъг период, прекъснат от катаклизми, дали е бил една основна причина или злощастна комбинация от различни причини; През изминалите 250 милиона години оттогава доказателствата не са много.
Температурата се повиши рязко с 8 градуса по Целзий. Концентрацията на въглероден диоксид достига 2000 ppm (в момента тя е 388 ppm, 108 ppm по-висока, отколкото преди индустриалната революция). Ултравиолетовото лъчение става по-силно.
Някои геоложки открития са в полза на a въздействие: фулерени, съдържащи следи от благородни газове от извънземен произход, метеоритни фрагменти в Антарктида, образувания, богати на метали, които са създадени от удара при сблъсък. Но те не твърдят без съмнение, че подобно въздействие би било основната причина за изчезването.
вулканизъм е любимата причина за изчезването на Перм. Изригванията, разположени в Сибирското плато, са възникнали в район, голям колкото две трети от САЩ, обхващащ 2 000 000 км 2 с лава. Страничните ефекти са облаци прах, които блокират слънчевата светлина и киселинните дъждове, което води до намалена фотосинтеза и прекъсване на хранителните вериги. Освен това е възможно големи находища на въглища (да не говорим, че Сибир по това време е бил в екваториалната зона, където имаше огромни гори) да са се запалили, изхвърляйки 3 трилиона тона въглероден диоксид в атмосферата. След кратко охлаждане поради тъмнината, когато атмосферата се изчисти, започна да се появява галопиращ парников ефект. Излишъкът на CO2 също доведе до аноксичен (без кислород) океан.
Освобождаване на метан фиксиран на дъното на океана от метаногенни организми може да бъде друга причина, която наистина би издържала на изчезване с такъв мащаб, според моделите. Но това е по-скоро вторична причина, може би след вулканизма, който е предизвикал нестабилността на утайките, съдържащи метан. Но ако това освобождаване имаше глобални ефекти, реинтеграцията на метан и изчезването му от атмосферата трябваше да стане нереално бързо.
Най-засегнатите форми на живот са морските безгръбначни, особено скелетните видове на базата на калциев карбонат. За щастие, по това време екосистемите на сушата вече бяха добре установени, в противен случай животът би бил сериозно застрашен. Водният живот е имал по-големи загуби, тъй като организмите тук са много по-чувствителни към промени в нивото на въглеродния диоксид, който е 28 пъти по-разтворим във вода от кислорода.
Това е единственият момент, когато насекомите са сериозно засегнати от лошо събитие. Цяла поредица от поръчки, включени в тази група, изчезват. Растенията са засегнати по отношение на последващото им разпространение, а не като изчезнали видове като пряк резултат от изчезването на Перм. Тревопасните, особено големите, страдат особено.
След изчезването опортюнистичните форми на живот възникват и се развиват бързо. Свободните ниши бързо се запълват. Но възстановяването на разрушени екосистеми или тяхното заместване, увеличаването на биологичното разнообразие, възстановяването на хранителните вериги отнема много по-дълъг период. Този период на възстановяване започва едва 4 до 6 милиона години след изчезването и завършва след 30 милиона години.