Dejiny Zeme
Všeobecné vývojové trendy pokračujú. Paleozoikum sa končí najdramatickejším zánikom v histórii suchozemského života, v ktorom bola Zem takmer sterilizovaná. Ťažký úder takto zasiahnutý organizmom otvorí cestu k novej planetárnej nadvláde dinosaurov po celú dobu druhohôr.
Karbón (starý 359 - 299 miliónov rokov)
Život je už na pevnine dobre zavedený. Medzi druhmi stavovcov dominujú obojživelníky, z ktorých sa vyvinie vetva, ktorá porodí plazy, prvé stavovce, ktoré už nebudú závisieť od vodného prostredia. Článkonožce sú rozšírené a veľké. Formuje sa nový superkontinent. Charakteristickým znakom, z ktorého pochádza meno epochy, je však rozsiahla rozloha lesov, ktorá po milióny rokov spôsobí vznik obrovských ložísk uhlia, ktoré dnes ľudstvo využíva.
Geografia a podnebie. Dva veľké kontinenty, ktoré sa už vytvorili v predchádzajúcich epochách, Gondwana a Euramerica (Laurussia), sa spájajú a vytvárajú superkontinent Pangea, ktorý zahŕňa takmer celú zem. Táto kolízia spôsobuje intenzívne formovanie pohorí.
Pangea má približný tvar „smečky“, v ústach predstavuje oceán Tethys. Obrovský oceán, ktorý obklopuje superkontinent a pokrýva zvyšok planéty, je rovnaká Panthalassa.
Chladné podnebie neskorého devónu skončilo a nastáva nový skleníkový efekt. Hladina stúpa, takže plytké moria pokrývajú veľké kontinentálne oblasti. V prvej časti karbónu je podnebie nielen teplé, ale aj také stabilné, že prakticky neexistujú žiadne ročné obdobia, rozdiely sú také malé, že rastliny neregistrujú ročné kruhy.
Situácia trvá, kým sa nevytvorí Pangea; zrážka kontinentov ponecháva menej priestoru pre moria a pohyb Gondwany smerom na juh vedie k tvorbe ľadovcov, čo vedie k ďalšiemu poklesu hladín oceánov.
Teploty ustavične klesajú v druhej polovici karbónu až do začiatku doby ľadovej. Tieto zmeny vedú k fragmentácii a potom k zániku veľmi veľkých plôch lesov; sú základom pre vznik uhoľných ložísk.
Tvorba uhlia. Prečo bol karbón tak priaznivý pre uhoľné ložiská v porovnaní s ktoroukoľvek inou dobou? V prvom rade bola oblasť pokrytá lesmi obrovská a foriem živých rastlín náročných na rastliny bolo málo. Rastliny hynú oveľa rýchlejšie, ako sa rozkladajú a hromadia. S prebiehajúcimi klimatickými zmenami sa to všetko zintenzívnilo.
Po druhé, prispelo aj zloženie vtedajších rastlín. Ich škrupina bola oveľa hrubšia; percento kôry - dreva bolo 8: 1, v niektorých prípadoch 20: 1 - teraz pod 1: 4. Kôra tiež hrala dôležitú podpornú úlohu, ale obsahovala vysoké percento lignínu. Lignín je organický polymér, ktorý sa dnes nachádza v rastlinách, ale celulóza má prednosť. Látka je nerozpustná a ťažko stráviteľná, hromadí sa a dlho sa zadržiava v pôde, zachováva ďalšie látky.
Život. Vodný život kvitne v teplých moriach v prvej časti karbónu; hojne sa vyskytujú mäkkýše, článkonožce, koraly, brachiopody a ostnokožce (najmä krinoidy). Foraminifera (morské améby) sú veľmi rozšírené. Amoniakov a iných hlavonožcov je dostatok, ľahko lovia menej pohyblivé organizmy, ktoré sa nachádzajú všade. Kosti sú rozšírené a žraloky sú veľmi časté; posledné sa veľmi diverzifikujú, dokonca aj v sladkej vode. Namiesto toho sú trilobiti na ústupe, oveľa zriedkavejšie ako v predchádzajúcich epochách, a ryby pokryté ťažkým brnením úplne zmiznú, takže priestor pre nové exempláre zostane oveľa rýchlejší. Delty sa rozširujú a vytvárajú prostredie priaznivé pre vývoj sladkovodných organizmov.
Stethacanthus, druh žraloka
úver: Wikimedia Commons
rastlina Karbón je najznámejší a najzachovalejší vďaka vtedajším obrovským ložiskám uhlia. Medzi najrozšírenejšie patrili paprade, machy, stupňovité stromy a prvé ihličnany. Svaly tej doby boli skutočné stromy vysoké až 30 metrov; Je pravda, že súvisia s maličkými svalmi súčasnosti, ale nie sú ich predkami. Kapradiny mali exempláre podobné tým z dnešnej doby, ale boli tu aj stromy, ktoré patrili tejto rodine.
Huby nachádzajú vhodné prostredie na množenie na zemi aj vo vode. Všetky moderné triedy húb boli už na konci karbónu.
Hojnosť rastlín podporuje množenie suchozemských organizmov. Bezstavovce sú zastúpené pavúkovcami (pavúky), myriapodmi, objavuje sa lietajúci hmyz a nevodné slimáky. Rozšírený je aj hmyz bez krídel. Niektoré druhy týchto skupín dosahujú obrovské veľkosti; priaznivé prostredie, vlhké a teplé, ale najmä vysoké percento kyslíka by bolo hlavnou príčinou tohto jedinečného vývoja v histórii. Veľkosť článkonožcov je obmedzená hlavne ich dýchacím systémom a v karbóne dosiahol kyslík najvyššiu dosiahnutú úroveň, 35%, v porovnaní s dnešnými 21%. Bolo to zjavne spôsobené veľmi veľkou rozlohou vtedajších lesov v porovnaní so stále miernym vývojom zvierat spotrebujúcich kyslík.
Tak sa v karbóne nachádzajú obrovské myriapody, Arthropleura je s dĺžkou 2,6 metra najväčší bezstavovec, aký kedy žil na súši! Meganeura, lietajúci hmyz podobný vážke, mal rozpätie krídel 75 cm, navyše držal rekord, najväčší lietajúci hmyz v histórii.
meganeura
úver: Wikimedia Commons
stavovcov dobývanie krajiny pokračuje. Karbón je vek rozsiahleho rozšírenia tetrapodov. Článkonožce, ktoré sa vyskytujú v hojnom počte, sa stávajú potravou pre tetrapody; ešte nie sú bylinožravce; až neskôr sa také druhy vyvinú.
Uvoľňovanie zvierat z vody a tendencia karbónskeho podnebia časom čoraz viac vypúšťať zvýšili význam plodového vajíčka pre reprodukciu. Ak sú obojživelníci v tomto ohľade stále viazaní na vodu, pretože ich vajcia nemajú žiadnu ochranu, aby odolali suchozemskému prostrediu a hnojenie bolo tiež vodné, existujú druhy, ktoré môžu svoje vajcia klásť na pevninu, ktorá je chránená hrubými membránami a neskôr škrupiny.
Tieto zvieratá schopné znášať vajcia na pevnine sa rýchlo rozdelia do dvoch veľkých skupín: synapsie (ktoré sa vyvinú aj u budúcich cicavcov) a diapsidy (ktoré budú na jednej strane obsahovať krokodíly, dinosaury a vtáky a na druhej strane plazy). na druhej strane). Plazy zažívajú rozsiahly vývoj na konci karbónu.
Kolaps uhoľných lesov. Koniec karbónu je známy pod týmto menom. Príčiny tejto udalosti sú rôzne. Prvým by bola klesajúca hladina oxidu uhličitého, k zníženiu ktorej prispeli aj obrovské lesy; pokles viedol k nižším teplotám, podnebie sa ochladilo. Vytvorili sa ľadovce, takže hladina mora poklesla o 100 metrov.
Vplyvom klimatického ochladenia sa lesy, najmä tropické, prispôsobené vysokej vlhkosti a teplu, postupne začínajú zmenšovať. Zostávajú fragmenty súvislých lesov, potom iba ostrovy stromov.
V atmosfére nasýtenej kyslíkom je možné, že niektoré lesy boli zničené požiarom, pričom akýkoľvek požiar sa v porovnaní so súčasnosťou zosilňuje.
Je dokonca možné, že medzi príčinami bol vulkanizmus alebo meteoritický dopad. Z tej doby sa našli stopy takýchto katakliziem; neboli také dôležité ako jediná príčina vyhynutia, ale mohli výrazne prispieť.
Pred rozpadom sa po celej Pangei našli rovnaké druhy živých vecí; po zrútení sa každý prežívajúci lesný ostrov vyvíja osobitne. Obojživelníci dostávajú pomerne silný úder a mnoho druhov zmizne, zatiaľ čo sa plazy vyvíjajú, rýchlo sa prispôsobujú a obsadzujú voľné niky.
Ničenie lesov následne vedie k zníženiu percenta kyslíka v atmosfére. Vtedajšie obrovské článkonožce si nedokážu poradiť - buď drasticky zmenšia svoju veľkosť, alebo zmiznú.
Je možné, aby sa zrútenie lesa vyskytlo aj v našej dobe? Poľnohospodárstvo a ľudské sídla v tomto storočí i v minulosti drasticky zmenšili lesy globálne. Zmena podnebia v dôsledku ľudskej činnosti a odlesňovanie by mohli viesť k takejto nežiaducej udalosti. Dôsledkami môžu byť drastické zníženie biodiverzity so zmiznutím štvrtiny existujúcich druhov a zníženie hladiny kyslíka v atmosfére, čo by mohlo viesť k poškodeniu morského života v dôsledku anoxie oceánov, alebo ochladenie podnebia, ktoré môže spôsobiť ďalšie vyhynutie. Je ťažké predpovedať celý reťazec príčin a následkov.
Perm (299 - 251 miliónov rokov)
Permian je posledná epocha paleozoickej éry. Dominuje nadkontinentom Pangea a zaznamenáva suchšie podnebie s púštnymi oblasťami v kontinentálnych oblastiach a v dôsledku zmiznutia rozsiahlych lesov. Nové suché prostredie prispieva k vývoju plazov na úkor obojživelníkov. Amniotické druhy sa diverzifikujú a vyskytujú sa v dôležitých skupinách zvierat, ako sú cicavce, korytnačky, lepidososaury a archosaury. Epocha, rovnako ako doba paleozoika, sa končí najdramatickejším zánikom v celej histórii planéty.
Geografia a podnebie. Superkontinent Pangea dokončuje svoju formáciu a zahŕňa celú zem. Je to prvýkrát od vzniku Rodinie v proterozoiku, keď sa spája taká veľká kontinentálna masa.
Vzhľadom na veľkosť Pangea sa podnebie stáva extrémne pásmovým. Vo vnútrozemí, kde zmierňovací účinok oceánu nedosahuje, sú dôležité teplotné zmeny, ročné obdobia sa drasticky líšia. Púšte sa stávajú bežnými, najmä s postupným otepľovaním permu. Hladiny morí stúpajú len mierne.
Neskoro perm
zápočet: Ron Blakey, NAU Geology
Život. morský život tejto epochy je podobná tej z karbónu. Koraly, huby, brachiopody, foraminifera tvoria útesy v teplých oblastiach. Amoniaky, nautilus, ostnokožce a ulitníky sú bežnými predátormi. Moria obývajú žraloky a ryby.
Suché klimatické podmienky podporovali množenie semenných rastlín. Tak sa objavujú prvé moderné stromy, ihličnany. Rastliny milujúce vodu majú oveľa menšiu výšku.
hmyz rozvíja dve hlavné skupiny: hemipteroidy (kobylky a blchy) a holometabolity (muchy, osy a mory). Ale 90% permského hmyzu bolo lietajúcich chrobákov - mali množstvo evolučných výhod a v tom čase sa stali najdôležitejšími bylinožravcami spolu s primitívnymi formami kobyliek a vážok. Teraz sa objavuje prvý hmyz, ktorý sa metamorfuje z larválneho štádia do dospelého štádia.
stavovcov suchozemské vyvíja prvé bylinožravé formy. Takéto spracovanie potravín si vyžaduje špeciálne vlastnosti: silné zuby s veľkou kontaktnou plochou, zložitý tráviaci systém, ktorý spracováva potraviny, ktoré sú ťažšie stráviteľné, a značná veľkosť, ktorá dokáže prehltnúť veľké množstvo rastlín kvôli ich nutričnej hodnote. je nízky. Vyvíjajú sa terapeuti (plazy podobné cicavcom). Teraz sa stretávame s archosaurami, skupinou, ktorá v budúcej ére porodí dinosaury. Nie sú tam žiadne lietajúce stavovce.
Permian-triasový zánik (P-Tr). Je to najdrastickejšie vyhynutie v celej histórii planéty, ktoré sa nazýva aj Mŕtve more. Krajina je takmer sterilizovaná, žije tu len málo druhov a exemplárov. Zmizne 96% morského života; vyhynuli trilobiti, placodermové ryby, rôzne skupiny koralov, ostnokožce a foraminifery. Brachiopody, amoniaky, žraloky, kostnaté ryby, krinoidy a ďalšie veľké skupiny strácajú väčšinu druhov. Je to jediný čas, keď hmyz utrpí veľkú stratu.
Na pevnine je situácia o niečo priaznivejšia, pričom vyhynie 70% suchozemských druhov. Čiastočné zmiznutie synapsií a diapsidov otvára cestu k nadvláde dinosaurov. Lesy kapradín vytvárajú miesto pre gymnospermy (semenné rastliny).
príčiny Táto prírodná katastrofa je mnohopočetná a vyhynutie mohlo mať niekoľko impulzov, z ktorých každý oslabil prežívajúce organizmy. Najprijateľnejšou príčinou je vulkanizmus, ktorý sa v tom čase uskutočnil a tvoril sibírsku plošinu, pravdepodobne korelovanú s veľkým meteorologickým dopadom alebo séria niekoľkých a náhlym uvoľnením metánového plynu z oceánskeho dna. Je ťažké určiť, či to bol jediný okamih alebo dlhé obdobie prerušované kataklizmami, či to bola jedna hlavná príčina alebo nešťastná kombinácia rôznych príčin; Za 250 miliónov rokov, ktoré odvtedy uplynuli, sa nezachovalo veľa dôkazov.
Teplota prudko stúpla o 8 stupňov Celzia. Koncentrácia oxidu uhličitého dosahuje 2 000 ppm (v súčasnosti je to o 388 ppm, o 108 ppm viac ako pred priemyselnou revolúciou). Ultrafialové žiarenie sa stáva silnejším.
Niektoré geologické objavy sú v prospech a dopad: fullerény obsahujúce stopy ušľachtilých plynov mimozemského pôvodu, meteoritické fragmenty v Antarktíde, útvary bohaté na kovy, ktoré vznikajú nárazom z kolízie. Bezpochyby však netvrdia, že takýto dopad by bol hlavnou príčinou zániku.
vulkanizmus je obľúbenou príčinou vymierania permu. Erupcie nachádzajúce sa na sibírskej plošine sa vyskytli v oblasti až dvoch tretín USA a pokryli lávou 2 000 000 km 2. Vedľajšie účinky sú oblaky prachu, ktoré blokujú slnečné žiarenie a kyslé dažde, čo vedie k zníženiu fotosyntézy a porušeniu potravinových reťazcov. Okrem toho je možné, že veľké ložiská uhlia (nehovoriac o tom, že Sibír sa v tom čase nachádzal v rovníkovej zóne, kde boli obrovské lesy) vznietili a vypustili do atmosféry 3 bilióny ton oxidu uhličitého. Po krátkom ochladení v dôsledku tmy, keď sa atmosféra vyčistila, začal dochádzať k rýchlo rastúcemu skleníkovému efektu. Prebytok CO2 tiež viedol k anoxickému oceánu (bez kyslíka).
Uvoľňovanie metánu upevnené na dne oceánu metanogénnymi organizmami by mohla byť ďalšou príčinou, ktorá by podľa modelov skutočne vydržala vyhynutie takej veľkosti. Je to však skôr sekundárna príčina, možno po vulkanizmu, ktorý spustil nestabilitu sedimentov obsahujúcich metán. Ak ale malo toto uvoľnenie globálne účinky, malo by k reintegrácii metánu a jeho zmiznutiu z atmosféry dôjsť nereálne rýchlo.
Najpostihnutejšie formy života boli morskí bezstavovce, najmä druhy kostry na báze uhličitanu vápenatého. Našťastie v tom čase boli pobrežné ekosystémy už dobre zavedené, inak by bol vážne ohrozený život. Vodný život zaznamenal vyššie straty, pretože organizmy sú tu oveľa citlivejšie na zmeny hladiny oxidu uhličitého, ktorý je 28-krát rozpustnejší vo vode ako kyslík.
Je to jediný čas, keď je hmyz vážne postihnutý zlou udalosťou. Celá séria objednávok zahrnutých do tejto skupiny zmizne. Rastliny sú postihnuté skôr z hľadiska ich následného rozšírenia ako ako vyhynuté druhy v priamom dôsledku vymierania permu. Trpia najmä bylinožravce.
Po vyhynutí sa rýchlo objavili a rozvíjali oportunistické formy života. Voľné výklenky sa rýchlo zaplnia. Obnova zničených ekosystémov alebo ich nahradenie, zvýšenie biodiverzity a obnova potravinových reťazcov však trvajú oveľa dlhšie. Toto obdobie rekonvalescencie začalo až 4 až 6 miliónov rokov po zániku a skončilo sa po 30 miliónoch rokov.