Каменноугольный - Carboniferous
Каменноугольный | |||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
358,9 ± 0,4 - 298,9 ± 0,15 млн лет | |||||||||||||||
Хронология | |||||||||||||||
| |||||||||||||||
Этимология | |||||||||||||||
Формальность имени | Формальный | ||||||||||||||
Псевдоним (ы) | Возраст амфибий | ||||||||||||||
Информация об использовании | |||||||||||||||
Небесное тело | Земля | ||||||||||||||
Региональное использование | Глобальный ( ICS ) | ||||||||||||||
Используемая шкала времени | Шкала времени ICS | ||||||||||||||
Определение | |||||||||||||||
Хронологическая единица | Период | ||||||||||||||
Стратиграфическая единица | Система | ||||||||||||||
Впервые предложено | Уильям Дэниел Конибер и Уильям Филлипс , 1822 год. | ||||||||||||||
Формальность временного интервала | Формальный | ||||||||||||||
Определение нижней границы | ФАД из конодонтового типчака Siphonodella (открыто иметь биостратиграфические вопросы , как в 2006 году) | ||||||||||||||
Нижняя граница ГССП |
Ла Серр , Монтань Нуар , Франция 43.5555 ° N 3.3573 ° E 43 ° 33′20 ″ с.ш., 3 ° 21′26 ″ в.д. / |
||||||||||||||
ГССП ратифицирован | 1990 г. | ||||||||||||||
Определение верхней границы | ФАД из конодонтовой Streptognathodus isolatus в пределах морфотип Streptognathodus wabaunsensis chronocline | ||||||||||||||
Верхняя граница ГССП |
Айдаралаш , Уральские горы , Казахстан 50.2458 ° N 57.8914 ° E 50 ° 14′45 ″ с.ш. 57 ° 53′29 ″ в.д. / |
||||||||||||||
ГССП ратифицирован | 1996 г. | ||||||||||||||
Атмосферные и климатические данные | |||||||||||||||
Средний атмосферный O 2 содержание |
c. 32,3 об.% (162% современных) |
||||||||||||||
Среднее содержание CO в атмосфере 2 содержание |
c. 800 частей на миллион (в 3 раза больше доиндустриальных) |
||||||||||||||
Средняя температура поверхности | c. 14 ° C (0 ° C выше современного) |
||||||||||||||
Уровень моря выше сегодняшнего дня | Падение со 120 м до современного уровня на всем протяжении Миссисипи, затем неуклонное повышение примерно до 80 м в конце периода. |
Карбон ( / ˌ к ɑːr . Б ə п ɪ е . Ər . Ə с / Кар -bə- НИФ -ər-əs ) представляет собой геологический период и система из палеозоя , который охватывает 60 миллионов лет с конца девона Период 358,9 млн лет назад ( Mya ), в начале пермского периода, 298,9 Mya. Название « Каменноугольный период» означает «угленосный», от латинского carbō (« уголь ») и ferō («я несу, я несу»), и относится ко многим угольным пластам, сформировавшимся в то время во всем мире.
Первое из современных «системных» названий было придумано геологами Уильямом Конибиром и Уильямом Филлипсом в 1822 году на основе изучения последовательности британских горных пород. Каменноугольный период в Северной Америке часто рассматривается как два геологических периода: более ранний Миссисипский и более поздний пенсильванский .
Жизнь наземных животных была хорошо известна в каменноугольный период. Тетраподы (четырехконечные позвоночные), которые произошли от рыб с лопастными плавниками во время предшествующего девона, разнообразились в течение каменноугольного периода, включая ранние линии земноводных, такие как темноспондилы , с первым появлением амниот , включая синапсиды (группа, к которой принадлежат современные млекопитающие). ) и рептилий в конце карбона. Этот период иногда называют Эпохой земноводных , в течение которого земноводные стали доминирующими наземными животными и разошлись во многих формах, включая ящерицоподобных, змееподобных и крокодилоподобных.
Насекомые подверглись сильному воздействию радиации в конце карбона. Обширные участки леса покрывали землю, которая в конечном итоге образовалась и превратилась в угольные пласты, характерные для стратиграфии каменноугольного периода, очевидной сегодня. Содержание кислорода в атмосфере достигло самого высокого уровня в геологической истории , 35% по сравнению с 21% сегодня, что позволило наземным беспозвоночным, которые дышат за счет диффузии кислорода через дыхальца , вырасти до очень больших размеров.
Во второй половине периода произошло оледенение , низкий уровень моря и горообразование, поскольку континенты столкнулись с образованием Пангеи . Незначительное событие вымирания морских и наземных видов - обрушение тропических лесов каменноугольного периода - произошло в конце периода из-за изменения климата.
Этимология и история
Термин «каменноугольный период» был впервые использован в качестве прилагательного ирландским геологом Ричардом Кирваном в 1799 году, а затем использован в заголовке, озаглавленном «Угольные слои или каменноугольные пласты» Джоном Фари-старшим в 1811 году, став неофициальным термином, относящимся к углю. - родственные связи в Великобритании и других странах Западной Европы. Четыре единицы первоначально были отнесены к каменноугольному периоду в порядке возрастания: старый красный песчаник , каменноугольный известняк , жерновый песок и угольные толщи . Эти четыре единицы были помещены в формализованную каменноугольную толщу Уильямом Конибером и Уильямом Филлипсом в 1822 году, а затем в каменноугольную систему Филлипсом в 1835 году. Старый красный песчаник позже считался девонским по возрасту. Впоследствии отдельные стратиграфические схемы были разработаны для Западной Европы, Северной Америки и России. Первая попытка построить международную шкалу времени для карбона была предпринята во время Восьмого Международного конгресса по стратиграфии и геологии карбона в Москве в 1975 году, когда были предложены все современные этапы ICS.
Стратиграфия
Каменноугольный период разделен на две подсистемы: нижний Миссисипский и верхний пенсильванский периоды, которые иногда рассматриваются как отдельные геологические периоды в стратиграфии Северной Америки.
Этапы могут быть определены глобально или регионально. Для глобальной стратиграфической корреляции Международная комиссия по стратиграфии (ICS) ратифицирует глобальные ярусы на основе разреза и точки глобальной границы (GSSP) из одной формации ( стратотипа ), определяющей нижнюю границу яруса. Подразделения ICS от младшего до самого старшего:
Серия / эпоха | Стадия / возраст | Нижняя граница | |
Пермский | Асселианский | 298,9 ± 0,15 млн лет назад | |
Пенсильванский | Верхний | Гжельский | 303,7 ± 0,1 млн лет назад |
Касимовский | 307,0 ± 0,1 млн лет назад | ||
Середина | Московский | 315,2 ± 0,2 млн лет назад | |
Ниже | Башкирский | 323,2 ± 0,4 млн лет назад | |
Миссисипец | Верхний | Серпуховский | 330,9 ± 0,2 млн лет назад |
Середина | Визейский | 346,7 ± 0,4 млн лет назад | |
Ниже | Турнейский | 358,9 ± 0,4 млн лет назад |
Блоки ICS
Миссисипская система была впервые предложена Александром Винчеллом , а пенсильванская система была предложена Дж. Дж. Стивенсоном в 1888 году, и обе были предложены как отдельные и независимые системы Х.С. Вильямсом в 1881 году.
Tournaisian был назван в честь бельгийского города Турне . Он был представлен в научной литературе бельгийским геологом Андре Юбером Дюмоном в 1832 году. GSSP для основания турнейского горизонта расположен в разрезе Ла Серр в Монтань Нуар , на юге Франции. Она определяется первым появлением опорной точки в конодонтовой Siphonodella типчак , который был ратифицирован в 1990 году Однако СГОП позже было показано, что проблемы, с Siphonodella типчака показывается происходить 0,45 м ниже предлагаемой границей.
Визеская сцена была представлена Андре Дюмоном в 1832 году. Дюмон назвал эту сцену в честь города Визе в бельгийской провинции Льеж . GSSP для визейского моря расположен в слое 83 в разрезе Pengchong, Гуанси , южный Китай, который был ратифицирован в 2012 году. GSSP для основания Viséan является первым датумом появления фузулинид (вымершей группы форам ) Eoparastaffella simplex .
Серпуховский ярус был предложен в 1890 году русским стратиграфом Сергеем Никитиным . Она названа в честь города Серпухова , недалеко от Москвы . Серпуховский ярус в настоящее время не имеет определенного ГССП. Предлагаемое определение основания серпуховского яруса - первое появление конодонта Lochriea ziegleri .
Башкирский язык был назван в честь Башкирии, тогдашнего русского названия республики Башкортостан на Южном Урале в России . Этап была введена русским стратиграфом Софьей Семихатовой в 1934 году. GSSP для основания башкирского яруса находится в каньоне Эрроу в Неваде, США, который был ратифицирован в 1996 году. GSSP для основания башкирского яруса определяется первым появлением конодонта Declinognathodus noduliferus .
Moscovian назван в честь Москвы, Россия, и был впервые представлен Сергеем Никитиным в 1890 году. В настоящее время Moscovian не имеет определенного GSSP.
Касимовец назван в честь русского города Касимова и первоначально был включен в определение Москвича, данное Никитином в 1890 году. Впервые он был выделен в отдельную единицу А.П. Ивановым в 1926 г., который назвал его горизонтом « тигулиферина » в честь разновидности брахиопод . Касимовец в настоящее время не имеет определенного GSSP.
Gzhelian назван в честь русской деревни Гжель ( русском : Гжель ), рядом Раменском , недалеко от Москвы. Название и тип местности определил Сергей Никитин в 1890 году. Основание гжельской гряды в настоящее время не имеет определенного ГССП.
ГССП для основания перми расположен в долине реки Айдаралаш недалеко от Актобе , Казахстан, который был ратифицирован в 1996 году. Начало этапа определяется первым появлением конодонта Streptognathodus postfusus .
Региональная стратиграфия
Северная Америка
В стратиграфии Северной Америки штат Миссисипи разделен в порядке возрастания на серии Kinderhookian, Osagean, Meramecian и Chesterian, а Pennsylvanian - на серии Morrowan, Atokan, Desmoinesian, Missourian и Virgilian.
Отель Kinderhookian назван в честь деревни Киндерхук , округ Пайк , штат Иллинойс. Он соответствует нижней части турназа.
Osagean назван в честь реки Осейдж в округе Сент-Клер , штат Миссури. Он соответствует верхней части турнейского и нижней части визейского.
Meramecian назван в честь карьера Meramec Highlands, расположенного недалеко от реки Meramec , к юго-западу от Сент-Луиса , штат Миссури. Это соответствует среднему визе.
Честериан назван в честь группы скал Честер, названной в честь города Честер, штат Иллинойс . Он соответствует верхнему визею и всему серпухову.
Моррован назван в честь формации Морроу, расположенной на северо-западе Арканзаса, она соответствует нижнему башкирскому ярусу.
Первоначально Атокан был образованием, названным в честь города Атока на юго-западе Оклахомы. Он соответствует верхнему башкирскому и нижнему московскому ярусу.
Desmoinesian назван в честь формации Де-Мойн, найденной недалеко от реки Де-Мойн в центральной части Айовы. Он соответствует среднему и верхнему московскому ярусу и нижнему касимовскому ярусу.
Миссуриец был назван в то же время, что и десмуанец. Он соответствует среднему и верхнему касимовскому ярусу.
Вергилийский назван в честь города Вергилий, штат Канзас , он соответствует гжельскому.
Европа
Европейский карбон делится на нижний Динант и верхний Силезский период, первый назван в честь бельгийского города Динан , а второй - в регионе Силезия в Центральной Европе. Граница между двумя подразделениями старше границы Миссисипи и Пенсильвании, лежащей в пределах нижнего серпухова. Граница традиционно была первым появлением аммоноидеи Cravenoceras leion . В Европе Динантиан преимущественно морской, так называемый «каменноугольный известняк», в то время как Силезский в основном известен своими угольными отложениями.
Динантиан делится на два этапа: турнейский и визейский. Турнейский ярус такой же длины, как и ярус ICS, но визейский ярус длиннее и простирается в нижнюю часть серпуховского яруса.
Силезский период делится на три этапа в порядке возрастания: намурский , вестфальский и стефанский . Отун, соответствующий среднему и верхнему гжелию, считается частью вышележащей ротлигенды .
Намурский назван в честь города Намюр в Бельгии. Он соответствует среднему и верхнему серпуховскому ярусу и нижнему башкирскому ярусу.
Вестфальский период назван в честь региона Вестфалия в Германии, он соответствует верхнему башкирскому ярусу и почти верхнему московскому ярусу.
Отель Stephanian назван в честь города Сент-Этьен на востоке Франции. Он соответствует верхам московского, касимовского и нижнего гжельского ярусов.
Палеогеография
Глобальное падение уровня моря в конце девона обратилось вспять в начале карбона; это привело к появлению обширных внутренних морей и карбонатных отложений Миссисипи. Также было падение южных полярных температур; южная часть Гондвана была покрыта льдом на протяжении всего периода, хотя неясно, были ли ледяные щиты пережитком девона или нет. Эти условия, по-видимому, мало повлияли на глубокие тропики, где пышные болота, позже ставшие углем, процветали в пределах 30 градусов от самых северных ледников .
В середине карбона падение уровня моря привело к крупному морскому вымиранию, особенно сильно ударившему по морским лилий и аммонитам . Это падение уровня моря и связанное с ним несогласие в Северной Америке отделяют субпериод Миссисипи от субпериода Пенсильвании. Это произошло около 323 миллионов лет назад, в начале пермско-каменноугольного оледенения .
Каменноугольный период был временем активного горообразования, когда образовался суперконтинент Пангея . Южные континенты оставались связанными вместе в суперконтиненте Гондвана, который столкнулся с Северной Америкой и Европой ( Лавруссия ) вдоль современной линии восточной части Северной Америки. Это столкновение континентов привело к герцинскому орогенезу в Европе и аллегенскому орогенезу в Северной Америке; он также расширил недавно поднятые Аппалачи на юго-запад до Горы Уашита . В то же время большая часть нынешней восточно- евразийской плиты слилась с Европой вдоль линии Уральских гор . Большая часть мезозойского суперконтинента Пангея теперь была собрана, хотя континенты Северный Китай (который столкнется в последнем карбоне) и Южный Китай все еще были отделены от Лавразии . Позднекаменноугольная Пангея имела форму буквы «О».
В каменноугольном периоде было два основных океана: Панталасса и Палео-Тетис , которые находились внутри буквы «О» в каменноугольном периоде Пангеи. Другие второстепенные океаны сжимались и в конечном итоге закрылись: Рейский океан (закрытый объединением Южной и Северной Америки ), небольшой мелководный Уральский океан (который был закрыт столкновением континентов Балтика и Сибирь, образовав Уральские горы ) и Прото-океан Тетис (закрыто Северный Китай столкновение с Сибирью / Казахстанием ).
Климат
Средние глобальные температуры в раннем карбоне были высокими: примерно 20 ° C (68 ° F). Однако похолодание в среднем карбоне снизило средние глобальные температуры примерно до 12 ° C (54 ° F). Уровни углекислого газа в атмосфере упали в течение каменноугольного периода примерно с 8 раз по сравнению с текущим уровнем в начале до уровня, аналогичного сегодняшнему в конце. Каменноугольный период считается частью позднепалеозойского ледника , который начался в последнем девоне с образования небольших ледников в Гондване. Во время турнейского периода климат потеплел, перед похолоданием, был еще один теплый интервал во время визейского периода, но похолодание началось снова в начале серпуховского века. В начале Пенсильвании около 323 миллионов лет назад вокруг Южного полюса начали формироваться ледники , которые должны были разрастись и покрыть обширную территорию Гондваны. Эта область простиралась от южных пределов бассейна Амазонки и охватывала большие площади южной части Африки , а также большую часть Австралии и Антарктиды. Циклотемы , начавшиеся около 313 миллионов лет назад и продолжающиеся до следующей перми, указывают на то, что размер ледников контролировался циклами Миланковича, сродни недавним ледниковым периодам , с ледниковыми периодами и межледниковьями . Глубокие океанические температуры в это время были низкими из-за притока холодной придонной воды, вызванной сезонным таянием ледяной шапки.
Похолодание и осушение климата привели к краху тропических лесов каменноугольного периода (CRC) в конце каменноугольного периода. Тропические тропические леса разделились, а затем в конечном итоге были опустошены из-за изменения климата.
Камни и уголь
Каменноугольные породы в Европе и восточной части Северной Америки в основном состоят из повторяющейся последовательности известняков , песчаников , сланцев и угольных пластов. В Северной Америке ранний карбон состоит в основном из морских известняков, что объясняет разделение карбона на два периода в схемах Северной Америки. Угольные пласты каменноугольного периода обеспечивали большую часть топлива для выработки электроэнергии во время промышленной революции и по-прежнему имеют большое экономическое значение.
Крупные месторождения угля в каменноугольном периоде могут быть обязаны своим существованием в первую очередь двум факторам. Первое из них - появление древесной ткани и коры деревьев. Эволюция древесного волокна лигнина и кора опечатывания, восковое вещество Суберин по- разному противоположных организмов распада настолько эффективно , что мертвые материалы накоплено достаточно долго , чтобы fossilise в больших масштабах. Второй фактор - это более низкие уровни моря в каменноугольном периоде по сравнению с предшествующим девонским периодом. Это способствовало развитию обширных низинных болот и лесов в Северной Америке и Европе. На основе генетического анализа грибных грибов было высказано предположение, что в этот период было захоронено большое количество древесины, потому что животные и разлагающие бактерии и грибы еще не выработали ферменты, которые могли бы эффективно переваривать устойчивые полимеры фенольного лигнина и восковые полимеры суберина. Они предполагают, что грибы, которые могли эффективно расщеплять эти вещества, стали доминировать только к концу периода, что сделало последующее образование угля гораздо более редким.
Деревья каменноугольного периода широко использовали лигнин. Соотношение коры к древесине у них составляло 8: 1 и даже достигало 20: 1. Это для сравнения с современными значениями менее 1: 4. Эта кора, которая, должно быть, использовалась как опора, а также как защита, вероятно, имела 38%. до 58% лигнина. Лигнин нерастворим, слишком велик для прохождения через клеточные стенки, слишком неоднороден для определенных ферментов и токсичен, поэтому немногие организмы, кроме грибов Basidiomycetes, могут его разложить. Для его окисления требуется атмосфера с содержанием кислорода более 5% или таких соединений, как пероксиды. Он может оставаться в почве на тысячи лет, а его токсичные продукты распада препятствуют распаду других веществ. Одной из возможных причин его высокого процента в растениях в то время было обеспечение защиты от насекомых в мире, где обитали очень эффективные насекомые-травоядные (но ничто отдаленно не так эффективно, как современные насекомые, питающиеся растениями) и, вероятно, гораздо меньше защитных токсинов, вырабатываемых растениями естественным путем, чем существующие. Cегодня. В результате накапливается неразложившийся углерод, что приводит к обширному захоронению биологически фиксированного углерода , что приводит к увеличению уровня кислорода в атмосфере; По оценкам, пиковое содержание кислорода достигает 35% по сравнению с 21% сегодня. Этот уровень кислорода может увеличивать активность лесных пожаров . Кроме того , возможно, способствовало гигантизм от насекомых и амфибий , существ, размер которых в настоящее время ограничено их дыхательной способности систем для транспортировки и распределения кислорода при более низких концентрациях атмосферных.
В восточной части Северной Америки морские отложения чаще встречаются в более ранней части периода, чем в более поздней, и почти полностью отсутствуют в позднем карбоне. Конечно, в других местах существовала более разнообразная геология. Морская жизнь особенно богата лилиями и другими иглокожими . Брахиопод было много. Трилобиты стали довольно редкостью. На суше существовали большие и разнообразные популяции растений . Наземные позвоночные включали крупных земноводных.
Жизнь
Растения
Наземные растения раннего карбона , некоторые из которых сохранились в угольных шарах , были очень похожи на растения предшествующего позднего девона , но в это время появились и новые группы.
Основными растениями раннего карбона были Equisetales (конские хвосты), Sphenophyllales (подвижные растения), Lycopodiales (клубные мхи), Lepidodendrales (чешуйчатые деревья), Filicales (папоротники), Medullosales (неофициально включенные в « семенные папоротники », искусственные растения. совокупность ряда ранних групп голосеменных ) и Cordaitales . Они продолжали доминировать на протяжении всего периода, но в конце карбона появилось несколько других групп: Cycadophyta (саговники), Callistophytales (другая группа «семенных папоротников») и Voltziales (связанные с хвойными деревьями , а иногда и включенные в их состав ).
Ликофиты каменноугольного периода отряда Lepidodendrales, которые являются двоюродными братьями (но не предками) сегодняшнего крошечного мха-клубня, были огромными деревьями со стволами 30 метров в высоту и до 1,5 метров в диаметре. К ним относятся лепидодендрон (с его конусом называется Lepidostrobus ), Anabathra , Lepidophloios и сигиллярии . Корни некоторых из этих форм известны как стигмарии . В отличие от современных деревьев, их вторичный рост происходил в коре головного мозга , которая также обеспечивала стабильность, а не в ксилеме . В Cladoxylopsids были большие деревья, которые были предками папоротники, во- первых , возникающие в каменноугольном.
Листья некоторых папоротников каменноугольного периода почти идентичны листьям живых существ. Вероятно, многие виды были эпифитными . Ископаемые папоротники и «семенные папоротники» включают Pecopteris , Cyclopteris , Neuropteris , Alethopteris и Sphenopteris ; Мегафитон и Caulopteris были древовидными папоротниками.
Equisetales включали обыкновенную гигантскую форму Calamites с диаметром ствола от 30 до 60 см (24 дюйма) и высотой до 20 м (66 футов). Sphenophyllum был тонким вьющимся растением с завитками листьев, которое, вероятно, было связано как с каламитами, так и с ликоподами.
Cordaites , высокое растение (от 6 до 30 метров) с ленточными листьями, было связано с саговниками и хвойными деревьями; репродуктивные органы, похожие на сережки, несущие семяпочки / семена, называются Cardiocarpus . Считалось, что эти растения обитают в болотах. Настоящие хвойные деревья ( Walchia , отряда Voltziales) появляются позже в каменноугольном периоде и предпочитают более сухие почвы.
Морские беспозвоночные
В Мировом океане к группам морских беспозвоночных относятся фораминиферы , кораллы , мшанки , остракоды , брахиоподы , аммоноидеи , гедереллоиды , микроконхидеи и иглокожие (особенно криноидеи ). Впервые фораминиферы занимают видное место в морской фауне. Большой веретенообразный род Fusulina и его родственники были в изобилии на территории современной России, Китая, Японии и Северной Америки; другие важные роды включают Valvulina , Endothyra , Archaediscus и Saccammina (последний распространен в Великобритании и Бельгии). Некоторые роды каменноугольного периода сохранились до наших дней . В этот период появились первые настоящие приапулиды .
Микроскопические раковины радиолярий обнаружены в кремнистых этого возраста в кульма в Девон и Корнуолл , а также в России, Германии и других странах. Губки известны из спикул и якорных веревок и включают различные формы, такие как Calcispongea Cotyliscus и Girtycoelia , демоспондж Chaetetes и род необычных колониальных стеклянных губок Titusvillia .
И рифообразующие, и одиночные кораллы диверсифицируются и процветают; к ним относятся как морщинистые (например, Caninia , Corwenia , Neozaphrentis ), так и гетерокоральные, и табличные (например, Chladochonus , Michelinia ) формы. Conularids были хорошо представлены Conularia
В некоторых регионах много мшанок ; в том числе fenestellids Fenestella , Polypora и Архимеда , названная так потому , что она находится в форме с винтом Архимеда . Брахиопод также многочисленны; к ним относятся продуциды , некоторые из которых (например, Gigantoproductus ) достигли очень большого (для брахиопод) размера и имели очень толстую раковину, тогда как другие, такие как Chonetes, были более консервативны по форме. Атиридиды , спирифериды , ринхонеллиды и теребратулиды также очень распространены. К нечленораздельным формам относятся Discina и Crania . Некоторые виды и роды имели очень широкое распространение с небольшими вариациями.
Аннелиды, такие как серпулиты, являются обычными ископаемыми в некоторых горизонтах. Среди моллюсков количество и значение двустворчатых моллюсков продолжает расти. Типичные роды включают Aviculopecten , Posidonomya , Nucula , Carbonicola , Edmondia и Modiola . Также многочисленны брюхоногие моллюски , в том числе роды Murchisonia , Euomphalus , Naticopsis . Наутилоидные головоногие моллюски представлены плотно свернутыми наутилидами , все более редкими становятся формы с прямым и изогнутым панцирем. Обычны гониатитовые аммоноидеи, такие как Aenigmatoceras .
Трилобиты встречаются реже, чем в предыдущие периоды, с устойчивой тенденцией к исчезновению, они представлены только группой проэтидов. Остракоды , класс ракообразных , были многочисленны как представители мейобентоса ; роды включали Amphissites , Bairdia , Beyrichiopsis , Cavellina , Coryellina , Cribroconcha , Hollinella , Kirkbya , Knoxiella и Libumella .
Среди иглокожих , в криноидеях были наиболее многочисленны. Густые подводные заросли лилий с длинным стеблем, по-видимому, процветали в мелководных морях, и их остатки были объединены в толстые слои скал. Выдающиеся роды включают Cyathocrinus , Woodocrinus и Actinocrinus . Присутствовали также такие эхиноиды, как Archaeocidaris и Palaeechinus . В blastoids , которые включали в себя Pentreinitidae и Codasteridae и внешне походили криноидей в обладании длинных черешков , прикрепленных к морскому дну, достигает свое максимальное развитие в это время.
Aviculopecten subcardiformis ; двустворчатый из свиты Logan (нижний карбон) из Вустера, штат Огайо (внешнего пресса - формы).
Syringothyris sp .; брахиопод спириферид из формации Логан (нижний карбон) в Вустере, штат Огайо (внутренняя форма).
Palaeophycus ichnosp .; след ископаемое из свиты Logan (нижний карбон) Вустер, штат Огайо.
Чашечка лилий из нижнего карбона штата Огайо с прикрепленным коническим пластинчатым брюхоногим моллюском ( Palaeocapulus acutirostre ).
Пресноводные и лагунные беспозвоночные
Пресноводные беспозвоночные каменноугольные включают в себя различные двустворчатых моллюсков , которые жили в солоноватой или пресной воды, таких , как Anthraconaia , Naiadites и Carbonicola ; различные раки , такие как Сапйоп , Карбонит , Darwinula , Estheria , Acanthocaris , Dithyrocaris и Anthrapalaemon .
В эвриптериды также разнообразны, и представлены такими родами , как Adelophthalmus , Megarachne (первоначально неверно истолкованы как гигантский паук, следовательно , его название) и специализированного очень большого Hibbertopterus . Многие из них были амфибиями.
Часто временное восстановление морских условий приводило к тому, что морские или солоноватоводные роды, такие как Lingula , Orbiculoidea и Productus , находили в тонких слоях, известных как морские полосы.
Наземные беспозвоночные
Ископаемые останки дышащих воздухом насекомых , многоножек и паукообразных известны с конца карбона, но пока не с раннего. Однако их разнообразие, когда они действительно появляются, показывает, что эти членистоногие были хорошо развиты и многочисленны. Их большой размер можно объяснить влажностью окружающей среды (в основном болотистые папоротниковые леса) и тем фактом, что концентрация кислорода в атмосфере Земли в каменноугольном периоде была намного выше, чем сегодня. Это потребовало меньше усилий для дыхания и позволило членистоногим вырасти в размерах: многоножка Arthropleura длиной до 2,6 метра (8,5 футов) была самым крупным из известных наземных беспозвоночных всех времен. Среди групп насекомых - огромные хищные Protodonata (грифоны), среди которых было Meganeura , гигантское насекомое, похожее на стрекозу, с размахом крыльев ок. 75 см (30 дюймов) - самое большое летающее насекомое, когда-либо бродившее по планете. Следующие группы - это Syntonopterodea (родственники современных поденок ), многочисленные и часто крупные сокососущие Palaeodictyopteroidea , разнообразные травоядные Protorthoptera и многочисленные базальные Dictyoptera (предки тараканов ). Многие насекомые были добыты на угольных месторождениях Саарбрюккена и Коммурри , а также из полых стволов ископаемых деревьев в Новой Шотландии. Некоторые британские угольные месторождения дали хорошие образцы: у Archaeoptilus с угольного месторождения Дербишира было большое крыло с сохранившейся частью 4,3 см (2 дюйма ) , а некоторые образцы ( Brodia ) все еще демонстрируют следы ярких цветов крыльев. В стволах деревьев Новой Шотландии обнаружены наземные улитки ( Archaeozonites , Dendropupa ).
Гигантское похожее на стрекозу насекомое из позднего карбона Meganeura выросло с размахом крыльев до 75 см (2 фута 6 дюймов).
Гигантский Pulmonoscorpius из раннего карбона достигал в длину до 70 см (2 фута 4 дюйма).
Рыба
Многие рыбы населяли моря каменноугольного периода; преимущественно моллюсковидные (акулы и их родственники). Среди них были некоторые, такие как Псаммод , с зубами , похожими на тротуар , приспособленными для измельчения панцирей брахиопод, ракообразных и других морских организмов. У других акул были пронзительные зубы, например у Symmoriida ; у некоторых, петалодонтов , были своеобразные циклоидные режущие зубы. Большинство акул были морскими, но Xenacanthida вторглись в пресные воды угольных болот. Среди костистых рыб , в палеонискообразные обнаружили в прибрежных водах также , по всей видимости, мигрировали в реки. Видны были также саркоптерийские рыбы, а одна группа, ризодонты , достигла очень больших размеров.
Большинство видов морских рыб каменноугольного периода были описаны в основном по зубам, шипам плавников и кожным косточкам, а пресноводные рыбы меньшего размера были сохранены целиком.
Пресноводные рыбы были многочисленны и включают роды Ctenodus , Uronemus , Acanthodes , Cheirodus и Gyracanthus .
Акулы (особенно стетакантиды ) претерпели значительную эволюционную радиацию в течение каменноугольного периода. Считается, что это эволюционное излучение произошло потому, что упадок плакодерм в конце девонского периода привел к тому, что многие экологические ниши стали незанятыми, и позволили новым организмам развиться и заполнить эти ниши. В результате эволюционной радиации каменноугольные акулы приняли самые разные причудливые формы, включая Stethacanthus, который обладал плоским спинным плавником, напоминающим щетку, с пятном зубчиков на его вершине. Стетаканты «s необычный плавник может быть использован в брачных ритуалах.
Акмонисия отряда акул Symmoriida бродила по океанам раннего карбона.
Falcatus был каменноугольной акулой с высокой степенью полового диморфизма.
Четвероногие
К середине этого периода каменноугольные амфибии были разнообразнее и обычнее, чем сегодня; некоторые были длиной до 6 метров, а у взрослых особей была чешуйчатая кожа. Они включали ряд базальных групп четвероногих, классифицированных в ранних книгах как Labyrinthodontia . У них были длинные тела, голова, покрытая костными пластинами, и, как правило, слабые или неразвитые конечности. Самые большие были длиной более 2 метров. Они сопровождались скоплением более мелких земноводных, включенных под Лепоспондили , часто всего около 15 см (6 дюймов) в длину. Некоторые каменноугольные амфибии были водными и обитали в реках ( Loxomma , Eogyrinus , Proterogyrinus ); другие могли быть полуводными ( Ophiderpeton , Amphibamus , Hyloplesion ) или наземными ( Dendrerpeton , Tuditanus , Anthracosaurus ).
Collapse карбон Rainforest замедлили эволюцию амфибий , которые не могли выжить, а в холодильнике, сухих условиях. Однако рептилии процветали благодаря специфическим ключевым приспособлениям. Одним из величайших эволюционных нововведений каменноугольного периода было яйцо амниот , которое позволило откладывать яйца в сухой среде, что позволило некоторым четвероногим использовать землю в дальнейшем . К ним относятся самые ранние рептилии- зауропсиды ( Hylonomus ) и самые ранние известные синапсиды ( Archaeothyris ). Эти маленькие похожие на ящериц животные быстро дали начало многим потомкам, включая рептилий , птиц и млекопитающих .
Рептилии подверглись серьезному эволюционному излучению в ответ на более сухой климат, который предшествовал исчезновению тропических лесов. К концу каменноугольного периода, амниоты уже освоен ряд групп, в том числе protorothyridids , captorhinids , araeoscelids , и несколько семей из пеликозавры .
Амфибия -как педерпес , наиболее примитивных миссисипской тетрапод
Hylonomus , самая ранняя рептилия- завропсид , появилась в Пенсильвании .
Петролакозавр , перваяизвестная диапсидная рептилия, жил в конце карбона.
Археотирис был очень ранним синапсидом и самым старым из известных.
Грибы
По мере того как в это время растения и животные росли в размерах и в изобилии (например, лепидодендрон ), наземные грибы еще больше разнообразились. Морские грибы по-прежнему обитали в океанах. Все современные классы грибов присутствовали в позднем карбоне ( пенсильванская эпоха).
В течение каменноугольного периода животные и бактерии испытывали большие трудности с переработкой лигнина и целлюлозы, которые составляли гигантские деревья того периода. Не появились микробы, способные их обрабатывать. Деревья после того, как они умирали, просто валялись на земле, иногда становясь частью продолжительных лесных пожаров после удара молнии, а другие очень медленно превращались в уголь . Грибы белой гнили были первыми организмами, которые смогли их обработать и расщепить в любом разумном количестве и в любое время. Таким образом, некоторые предположили, что грибы помогли положить конец каменноугольному периоду, остановив накопление не деградировавшего растительного вещества, хотя эта идея остается весьма спорной.
События вымирания
Разрыв ромера
В первые 15 миллионов лет каменноугольного периода земные окаменелости были очень ограничены. Этот пробел в летописи окаменелостей назван пробелом Ромера в честь американского палеентолога Альфреда Ромера . Хотя давно ведутся споры о том, является ли разрыв результатом окаменелости или связан с реальным событием, недавние исследования указывают на то, что в этот период наблюдалось падение уровня кислорода в атмосфере, что указывает на своего рода экологический коллапс . Разрыв видел кончину девонских рыбьих ichthyostegalian лабиринтодонтов, и подъем более продвинутых темноспондильных и reptiliomorphan амфибий , которые так характерен для карбона наземных позвоночных животных фауны.
Обрушение тропических лесов каменноугольного периода
Перед концом каменноугольного периода произошло событие вымирания . На суше это событие называется крахом тропических лесов каменноугольного периода (CRC). Обширные тропические леса внезапно исчезли, когда климат изменился с жаркого и влажного на прохладный и засушливый. Вероятно, это было вызвано интенсивным оледенением и падением уровня моря.
Новые климатические условия не благоприятствовали росту тропических лесов и обитающих в них животных. Тропические леса превратились в изолированные острова, окруженные сезонно засушливыми местами обитания. Возвышаясь lycopsid леса с гетерогенной смесью растительности были заменены гораздо менее разнообразны деревьев папоротниковых преобладают флоры.
Амфибии, доминирующие позвоночные в то время, плохо пережили это событие с большими потерями в биоразнообразии; Рептилии продолжали диверсифицироваться благодаря ключевым приспособлениям, которые позволяли им выжить в более сухой среде обитания, в частности яйцу с твердой скорлупой и чешуе, которые удерживают воду лучше, чем их собратья-амфибии.
Смотрите также
- Четвероногие каменноугольные породы
- Обрушение тропических лесов каменноугольного периода
- Важный каменноугольный лагерштеттен
- Карьер Ист-Кирктон ; c. 350 млн лет назад; Батгейт , Шотландия
- Гамильтон Карьер ; 320 млн лет назад; Канзас , США
- Мазон-Крик ; 300 млн лет назад; Иллинойс , США
- Список ископаемых участков (с каталогом ссылок)
использованная литература
Источники
- Бирлинг, Дэвид (2007). Изумрудная планета: как растения изменили историю Земли . Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780192806024.
- «Каменноугольный период» . www.ucmp.berkeley.edu . Архивировано 10 февраля 2012 года.
- Бьелло, Дэвид (28 июня 2012 г.). "Грибы белой гнили замедляют образование угля" . Scientific American . Архивировано 30 июня 2012 года . Проверено 8 марта 2013 года .
- Блэквелл, Мередит; Вилгалис, Ритас; Джеймс, Тимоти Й .; Тейлор, Джон В. (2008). «Грибы. Eumycota: грибы, мешочные грибки, дрожжи, плесень, ржавчина, головня и т . Д.» . Архивировано 24 сентября 2008 года . Проверено 25 июня 2008 .
- Conybeare, WD; Филлипс, Уильям (1822). Очерки геологии Англии и Уэльса: с вводным сборником общих принципов этой науки и сравнительными обзорами строения зарубежных стран. Часть I . Лондон: Уильям Филлипс. OCLC 1435921 .
- Cossey, PJ; Адамс, AE; Пурнелл, Массачусетс; Уайтли, MJ; Уайт, Массачусетс; Райт, В. П. (2004). Британская стратиграфия нижнего карбона . Обзор геологического сохранения. Питерборо: Объединенный комитет по охране природы. п. 3. ISBN 1-86107-499-9.
- Давыдов, Владимир; Гленистер, Брайан; Спиноза, Клод; Риттер, Скотт; Черных, В .; Wardlaw, B .; Снайдер, В. (март 1998 г.). «Предложение Айдаралаша в качестве глобального стратотипического разреза и точки (ГССП) для основы Пермской системы» (PDF) . Эпизоды . 21 : 11–18. DOI : 10.18814 / epiiugs / 1998 / v21i1 / 003 . Проверено 7 декабря 2020 .
- Дадли, Роберт (24 марта 1998 г.). «Атмосферный кислород, гигантские палеозойские насекомые и эволюция аэродинамических характеристик» (PDF) . Журнал экспериментальной биологии . 201 (Pt 8): 1043–1050. DOI : 10,1242 / jeb.201.8.1043 . PMID 9510518 . Архивировано 24 января 2013 года (PDF) .
- Floudas, D .; Binder, M .; Riley, R .; Барри, К .; Бланшетт, РА; Henrissat, B .; Мартинес, штат АТ; и другие. (28 июня 2012 г.). "Палеозойское происхождение ферментативного разложения лигнина реконструировано из 31 генома грибов". Наука . 336 (6089): 1715–1719. Bibcode : 2012Sci ... 336.1715F . DOI : 10.1126 / science.1221748 . hdl : 10261/60626 . ОСТИ 1165864 . PMID 22745431 . S2CID 37121590 .
- Гарвуд, Рассел Дж .; Эджкомб, Грегори (2011). «Ранние наземные животные, эволюция и неопределенность» . Эволюция: образование и пропаганда . 4 (3): 489–501. DOI : 10.1007 / s12052-011-0357-у .
- Гарвуд, Рассел Дж .; Данлоп, Джейсон А .; Саттон, Марк Д. (2009). "Реконструкция высокоточной рентгеновской микротомографии обитающих в сидерите паукообразных каменноугольного периода" . Письма биологии . 5 (6): 841–844. DOI : 10.1098 / RSBL.2009.0464 . PMC 2828000 . PMID 19656861 .
- Гарвуд, Рассел Дж .; Саттон, Марк Д. (2010). "Рентгеновская микротомография каменноугольных стволовых Dictyoptera: новые взгляды на древних насекомых" . Письма биологии . 6 (5): 699–702. DOI : 10.1098 / RSBL.2010.0199 . PMC 2936155 . PMID 20392720 .
- Haq, BU; Шуттер, SR (2008). «Хронология палеозойских изменений уровня моря». Наука . 322 (5898): 64–68. Bibcode : 2008Sci ... 322 ... 64H . DOI : 10.1126 / science.1161648 . PMID 18832639 . S2CID 206514545 .
- Хекель, PH (2008). «Пенсильванские циклотемы в Среднем Континенте Северной Америки как отдаленные эффекты увеличения и уменьшения ледяных щитов Гондваны». Решение проблемы позднепалеозойского ледникового периода во времени и пространстве: специальный доклад Геологического общества Америки . 441 : 275–289. DOI : 10,1130 / 2008,2441 (19) . ISBN 978-0-8137-2441-6.
- Хоган, К. Майкл (2010). «Папоротник» . Энциклопедия Земли . Вашингтон, округ Колумбия: Национальный совет по науке и окружающей среде. Архивировано из оригинала 9 ноября 2011 года.
- общественном достоянии : Howe, John Allen (1911). « Каменноугольная система ». В Чисхолме, Хью (ред.). Британская энциклопедия . 5 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. С. 309–313. Эта статья включает текст из публикации, которая сейчас находится в
- Кайзер, Сандра (1 апреля 2009 г.). «Повторное посещение стратотипического разреза границы девона и карбона (Ла Серр, Франция)» . Информационные бюллетени по стратиграфии . 43 (2): 195–205. DOI : 10.1127 / 0078-0421 / 2009 / 0043-0195 . Проверено 7 декабря 2020 .
- Казлев, М. Алан (1998). «Каменноугольный период палеозойской эры: 299–359 миллионов лет назад» . Palaeos.org . Архивировано из оригинала на 2008-06-21 . Проверено 23 июня 2008 .
- Крулвич, Р. (2016). «Фантастически странное происхождение большинства угля на Земле» . National Geographic . Проверено 30 июля 2020 .
- Мартин, Р. Эйдан. «Золотой век акул» . Биология акул и скатов | Центр исследования акул ReefQuest . Архивировано 22 мая 2008 года . Проверено 23 июня 2008 .
- Menning, M .; Алексеев, АС; Чувашов, Б.И.; Давыдов В.И.; Девуйст, FX; Форк, HC; Грунт, Т.А. и другие. (2006). «Глобальная шкала времени и региональные стратиграфические справочные шкалы Центральной и Западной Европы, Восточной Европы, Тетиса, Южного Китая и Северной Америки, используемые в диаграмме корреляции девона, карбона и перми 2003 года (DCP 2003)». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология . 240 (1–2): 318–372. Bibcode : 2006PPP ... 240..318M . DOI : 10.1016 / j.palaeo.2006.03.058 .
- Монастерский, Ричард (13 мая 1995 г.). "Древние животные получили выход из кислорода" . Новости науки . Архивировано из оригинального 3 -го января 2013 года . Проверено 1 мая 2018 .
- Огг, Джим (июнь 2004 г.). «Обзор разрезов и точек стратотипа глобальной границы (GSSP)» . Архивировано из оригинального 23 апреля 2006 года . Проверено 30 апреля 2006 года .
- Папрот, Ева; Файст, Раймунд; Флайс, Герд (декабрь 1991 г.). «Решение о стратотипе границы девона и карбона» (PDF) . Эпизоды . 14 (4): 331–336. DOI : 10.18814 / epiiugs / 1991 / v14i4 / 004 .
- Sahney, S .; Бентон, MJ и Фалькон-Лэнг, HJ (2010). «Коллапс тропических лесов вызвал диверсификацию пенсильванских четвероногих в Европе». Геология . 38 (12): 1079–1082. Bibcode : 2010Geo .... 38.1079S . DOI : 10.1130 / G31182.1 .
- Стэнли, С.М. (1999). История системы Земля . Нью-Йорк: WH Freeman and Company. ISBN 978-0-7167-2882-5.
- Робинсон, JM (1990). «Лигнин, наземные растения и грибы: биологическая эволюция, влияющая на фанерозойский кислородный баланс». Геология . 18 (7): 607–610. Bibcode : 1990Geo .... 18..607R . DOI : 10.1130 / 0091-7613 (1990) 015 <0607: llpafb> 2.3.co; 2 .
- Скотт, AC; Гласспул, Эй-Джерси (18 июля 2006 г.). «Диверсификация палеозойских пожарных систем и колебания концентрации кислорода в атмосфере» . Труды Национальной академии наук . 103 (29): 10861–10865. Bibcode : 2006PNAS..10310861S . DOI : 10.1073 / pnas.0604090103 . PMC 1544139 . PMID 16832054 .
- Верберк, Wilco CEP; Билтон, Дэвид Т. (27 июля 2011 г.). «Может ли кислород установить пределы температуры для насекомого и вызвать гигантизм?» . PLOS ONE . 6 (7): e22610. Bibcode : 2011PLoSO ... 622610V . DOI : 10.1371 / journal.pone.0022610 . PMC 3144910 . PMID 21818347 .
- Ward, P .; Лабандейра, Конрад; Лорин, Мишель; Бернер, Роберт А. (7 ноября 2006 г.). «Подтверждением разрыва Ромера является низкий кислородный интервал, ограничивающий время первоначальной наземной трансформации членистоногих и позвоночных» . Труды Национальной академии наук . 103 (45): 16818–16822. Bibcode : 2006PNAS..10316818W . DOI : 10.1073 / pnas.0607824103 . PMC 1636538 . PMID 17065318 .
- Уэллс, Джон (3 апреля 2008 г.). Словарь произношения Longman (3-е изд.). Пирсон Лонгман. ISBN 978-1-4058-8118-0.
- "История палеозойских лесов - Часть 2 Угольные болотные леса каменноугольного периода" . Forschungsstelle für Paläobotanik . Westfälische Wilhelms-Universität Münster. Архивировано из оригинала на 2012-09-20.
внешние ссылки
- «Шкала геологического времени 2004» . Международная комиссия по стратиграфии (ICS). Архивировано из оригинального 6 -го января 2013 года . Проверено 15 января 2013 года .
- Примеры окаменелостей каменноугольного периода
- 60+ изображений каменноугольных фораминифер
- Карбон (шкала хроностратографии)