Kohlenstoff

Kohlenstoff
358,9 ± 0,4 - 298,9 ± 0,15 Ma
Chronologie
Etymologie
Name Formalität Formell
Spitzname (en) Alter der Amphibien
Nutzungsinformationen
Himmelskörper Erde
Regionale Nutzung Global (ICs)
Zeitskala verwendet (n) verwendet ICS -Zeitskala
Definition
Chronologische Einheit Zeitraum
Stratigraphische Einheit System
Zuerst vorgeschlagen von William Daniel Conybeare und William Phillips1822
Zeitspanne Formalität Formell
Definition der unteren Grenze MODE des Conodont Siphonodella sulcata (Entdeckt, dass ab 2006 biostratigraphische Probleme haben)[2]
Untergrenze GSSP La Serre, Montagne Noire, Frankreich
43 ° 33'20 ″ n 3 ° 21'26 ″ e/43,5555 ° N 3,3573 ° E
GSSP ratifiziert 1990[3]
Definition der Obergrenze Modeerscheinung der Conodont Streptognathodus isolatus innerhalb der Morphotyp Streptognathodus wabaunsensis Chronocline
Obergrenze GSSP Aidaralash, Uralgebirge, Kasachstan
50 ° 14'45 ″ n 57 ° 53'29 ″ e/50,2458 ° N 57,8914 ° E
GSSP ratifiziert 1996[4]
Atmosphärische und klimatische Daten
Meeresspiegel über dem gegenwärtigen Tag Fallen von 120 m bis zum heutigen Niveau im gesamten Mississippian, dann stieg dann am Ende des Zeitraums stetig auf etwa 80 m[5]

Das Kohlenstoff (/ˌkːr.bəˈnɪf.ər.əs/ Kahr-Bə-Nif-ər-əs)[6] ist ein Geologische Periode und System des Paläozoikum das erstreckt sich 60 Millionen Jahre vom Ende der Devonian Periode vor 358,9 Millionen Jahren (Mya) zum Beginn der Perm Periode vor 298,9 Millionen Jahren. Der Name Kohlenstoff bedeutet "kohlehaltig", von der Latein Carbō (""Kohle") und Ferō ("Bär, Tragen") und bezieht sich auf die vielen Kohlebeete, die sich in dieser Zeit weltweit gebildet haben.[7]

Der erste der modernen "System" -Namen, das von Geologen geprägt wurde William Conybeare und William Phillips 1822,[8] Basierend auf einer Studie über die britische Rock -Nachfolge. Der Kohlenstoff wird in Nordamerika oft als zwei geologische Perioden behandelt, um die früheren Mississippian und das später Pennsylvanian.[9]

Das terrestrische Tierleben war durch die kohlenstoffhaltige Periode gut etabliert.[10] Tetrapods (Vierer Wirbeltiere), die entstanden waren Lappenfisch Während des vorhergehenden Devonianer wurde Pentadaktylous in und diversifiziert während des Kohlenstoffs,[11] einschließlich früh Amphibie Linien wie Temnospondylsmit dem ersten Auftritt von Fuhrenfuß, einschließlich Synapsiden (die Gruppe, zu der moderne Säugetiere gehören) und Reptilien Während des späten Karbons. Die Periode wird manchmal auch als genannt Alter der Amphibien,[12] Währenddessen wurden Amphibien dominante Land Wirbeltiere und diversifizierten sich in viele Formen, darunter lindeartig, schlangenartig und krokodilartig.[13]

Insekten würden während des späten Karbons einer größeren Strahlung unterzogen. Weite Waldschwaden bedeckten das Land, das schließlich festgelegt werden würde und die Kohlenbetten werden, die für den Kohlenstoff charakteristisch sind Stratigraphie heute offensichtlich.

Die spätere Hälfte der Zeit erlebt Gletscher, niedriger Meeresspiegel und Berggebäude Als die Kontinente kollidierten, um sich zu formen Pangea. Ein kleines Aussterben für Meeres- und terrestrisches Aussterben, das, das CO2 -Rainforest Collapse, trat am Ende des Zeitraums auf, verursacht durch den Klimawandel.[14]

Etymologie und Geschichte

Der Begriff "kohlenstoffhaltiger" wurde zum ersten Mal vom irischen Geologen als Adjektiv verwendet Richard Kirwan 1799 und später in einer Überschrift mit dem Titel "Kohlemessungen oder kohlenstoffhaltige Schichten" von verwendet John Farey Sr. 1811 wird es zu einem informellen Begriff, der sich auf kohlehaltige Sequenzen in Großbritannien und anderswo in Westeuropa bezieht. Vier Einheiten wurden ursprünglich dem Kohlenstoff in aufsteigender Reihenfolge zugeschrieben, die Alter roter Sandstein, Kohlenstoffkalkstein, Millstone -Grit und die Kohlemaßnahmen. Diese vier Einheiten wurden in eine formalisierte karbonhaltige Einheit von gestellt William Conybeare und William Phillips Im Jahr 1822 und später in das Kohlenstoffsystem von Phillips im Jahr 1835. Der alte rote Sandstein wurde später als Devonian im Alter angesehen. Anschließend wurden in Westeuropa, Nordamerika und Russland getrennte stratigraphische Programme entwickelt. Der erste Versuch, eine internationale Zeitskala für den Karbon aufzubauen, war während des achten internationalen Kongresses für karbonhaltige Stratigraphie und Geologie in Moskau im Jahr 1975, als alle modernen ICS -Stadien vorgeschlagen wurden.[15]

Stratigraphie

Der Kohlenstoff ist in zwei Subsysteme unterteilt, je niedriger Mississippian und obere Pennsylvanian, die manchmal als getrennte geologische Perioden in der nordamerikanischen Stratigraphie behandelt werden.

Stufen können weltweit oder regional definiert werden. Für die globale stratigraphische Korrelation die Internationale Stratigraphiekommission (ICS) ratifizieren globale Stufen basierend auf a Globaler Grenzstratotyp -Abschnitt und Punkt (GSSP) von einem einzigen Formation (a Stratotyp) Identifizierung der unteren Grenze der Stufe. Die ICS -Unterteilungen vom jüngsten bis ältesten sind wie folgt:[16]

Serie/Epoche Stadium/Alter Untergrenze
Perm Asselian 298,9 ± 0,15 mya
Pennsylvanian Oberer, höher Gzhelian 303,7 ± 0,1 mya
Kasimovian 307,0 ± 0,1 mya
Mitte Moskover 315,2 ± 0,2 mya
Niedriger Bashkirian 323,2 ± 0,4 mya
Mississippian Oberer, höher Serpukhovian 330,9 ± 0,2 mya
Mitte Visan 346,7 ± 0,4 mya
Niedriger Turnier 358,9 ± 0,4 mya

ICS -Einheiten

Der Mississippian wurde zuerst von vorgeschlagen von Alexander Winchellund der Pennsylvanianer wurde von vorgeschlagen von J. J. Stevenson Im Jahr 1888 und beide wurden 1881 von H. S. Williams als unterschiedliche und unabhängige Systeme vorgeschlagen.[15]

Der Turnier wurde nach der belgischen Stadt von benannt Turnier. Es wurde in der wissenschaftlichen Literatur vom belgischen Geologen eingeführt André Hubert Dumont Im Jahr 1832. Der GSSP für die Basis der Turnieranlage befindet sich am La Serre Abschnitt in Montagne Noire, Südfrankreich. Es wird durch die definiert Erstes Aussehen Datum des Conodont Siphonodella sulcata, was 1990 ratifiziert wurde. Der GSSP hatte jedoch später Probleme mit Siphonodella sulcata Es wird gezeigt, dass 0,45 m unter der vorgeschlagenen Grenze auftreten.[15]

Die Viséan -Bühne wurde 1832 von André Dumont eingeführt. Dumont nannte diese Phase nach der Stadt von Schraubstock in Belgien Liège Provinz. Der GSSP für das Visan befindet sich im Bett 83 im Pengchong -Abschnitt, Guangxi, Südchina, das 2012 ratifiziert wurde. Der GSSP für die Basis des Viséan ist das erste Auftrittsdatum von Fusulinid (eine ausgestorbene Gruppe von Forams) Eoparastaffella simplex.[17]

Die Serpukhovian -Stufe wurde 1890 von russischer Stratigraphat vorgeschlagen Sergei Nikitin. Es ist nach der Stadt von benannt Serpukhov, nahe Moskau. In der Serpukhovian -Stufe fehlt derzeit ein definierter GSSP. Die vorgeschlagene Definition für die Basis des Serpukhovianers ist das erste Auftritt von Conodont Lochriea Ziegleri.[15]

Der Bashkirianer wurde nach Bashkiria benannt, dem damaligen russischen Namen der Republik von Bashkortostan im Süden Uralgebirge von Russland. Die Bühne wurde 1934 von russischen Stratigraphen -Sofia Semikhatova eingeführt. Der GSSP für die Basis des Bashkirianer befindet sich am Arrow Canyon in Nevada, USA, das 1996 ratifiziert wurde des Conodont Deklinognathodus noduliferus.[15]

Der Moskovier ist nach Moskau, Russland, benannt und wurde erstmals 1890 von Sergei Nikitin eingeführt. Dem Moskovianer fehlt derzeit ein definierter GSSP.[15]

Der Kasimover ist nach dem benannt Russisch Stadt von Kasimovund ursprünglich als Teil von Nikitins ursprünglichem 1890 -Definition des Moscovianer aufgenommen. Es wurde erstmals 1926 von A.P. Ivanov als eigenständiges Einheit anerkannt, der sie als "die" nannte "Tiguliferina"Horizont nach einer Art Brachiopod.[15] Dem Kasimover fehlt derzeit ein definierter GSSP.[16]

Der Gzheler ist nach dem russischen Dorf von benannt Gzhel (Russisch: Гжель), in der Nähe Ramenkoye, nicht weit von Moskau entfernt. Der Name und Geben Sie Lokalität ein wurden von Sergei Nikitin im Jahr 1890 definiert. Dem Gzhelschen fehlt derzeit ein definierter GSSP.[15]

Der GSSP für die Basis des Permians befindet sich im Aidaralash River Valley in der Nähe Aqtöbe, Kasachstan, der 1996 ratifiziert wurde Streptognathodus postfusus.[18]

Regionale Stratigraphie

Nordamerika

Diagramm regionaler Unterteilungen des Karbonzeitraums

In der nordamerikanischen Stratigraphie wird der Mississippian in aufsteigender Reihenfolge in die Kinderhookian-, Osagean-, Meramecian- und Chester -Serie unterteilt, während der Pennsylvanianer in die Serie Morrowan, Atokan, Desmoinesian, Missourian und Virgilian unterteilt ist.[15]

Der Kinderhookianer ist nach dem Dorf von benannt Kinderhook, Pike County, Illinois. Es entspricht dem unteren Teil des Tournasischen.[15]

Der Osagean ist nach dem benannt Osage River in St. Clair County, Missouri. Es entspricht dem oberen Teil der Turnier und dem unteren Teil des Viséan.[15]

Der Meramecianer ist nach dem Meramec Highlands Quarry in der Nähe des Meramec Riversüdwestlich von St. Louis, Missouri. Es entspricht dem Mid Viséan.[15]

Der Chesterianer ist nach der Chester Group benannt, eine Abfolge von Steinen, die nach der Stadt von benannt sind Chester, Illinois. Es entspricht dem oberen Viséan und dem gesamten Serpukhovier.[15]

Der Morrowan ist nach der Morrow -Formation in NW Arkansas benannt. Er entspricht dem unteren Baschkirianer.[15]

Der Atokan war ursprünglich eine nach der Stadt von benannte Formation Atoka Im Südwesten von Oklahoma. Es entspricht dem oberen Bashkirianischen und unteren Moskover[15]

Der Desmoinesian ist nach dem benannt Des Moines Formation in der Nähe des Des Moines River in Zentral -Iowa. Es entspricht dem mittleren und oberen Moscovianer und dem unteren Kasimovianer.[15]

Der Missourian wurde zur gleichen Zeit wie der Desmoinesian genannt. Es entspricht dem mittleren und oberen Kasimovianer.[15]

Der Virgilianer ist nach der Stadt von benannt Virgil, KansasEs entspricht dem Gzhelschen.[15]

Europa

Der europäische Karbon ist in den niedrigeren unterteilt Dinantian und obere Silesisch, der erstere wird nach der belgischen Stadt von benannt Dinantund letztere für die Schlesien Region Mitteleuropas. Die Grenze zwischen den beiden Unterteilungen ist älter als die mississippian-pennsylvanische Grenze, die innerhalb des unteren Serpukhovianers liegt. Die Grenze wurde traditionell durch das erste Auftritt des Ammonoids gekennzeichnet Cravenoceras Leion. In Europa ist der Dinantian in erster Linie Marine, der sogenannte "kohlenstoffhaltige Kalkstein", während die Silesian hauptsächlich für seine Kohlemaßnahmen bekannt ist.

Der Dinantian ist in zwei Bühnen aufgeteilt, der Turnier und Viséan. Der Turnier ist die gleiche Länge wie die ICS -Bühne, aber der Viséan ist länger und erstreckt sich bis in den unteren Serpukhovier.

Der Silesianer ist in drei Stufen unterteilt, in aufsteigender Reihenfolge, die Namurian, Westfalian, Stephanian. Der Autuner, der dem mittleren und oberen Gzhelian entspricht, wird als Teil des darüber liegenden Rotliegend.

Der Namurian ist nach der Stadt von benannt Namur in Belgien. Es entspricht dem mittleren und oberen Serpukhovianer und dem unteren Bashkirianer.

Die Westfalian ist nach der Region von benannt Westfalen In Deutschland entspricht es dem oberen Bashkirianischen und alle außer dem obersten Moskover.

Der Stephanianer ist nach der Stadt von benannt Saint-étienne in Ostfrankreich. Es entspricht dem obersten Moscovianer, dem Kasimover und dem unteren Gzhelschen.[15]

Paläogeographie

Ein globaler Rückgang der Meereshöhe am Ende von Devonian früh im Kohlenstoff umgekehrt; Dies schuf die weit verbreitete Binnenmeer und die Karbonat Ablagerung des Mississippianer.[19] Es gab auch einen Rückgang der südpolaren Temperaturen; Süd- Gondwanaland war vergletschert Während des gesamten Zeitraums ist es ungewiss, ob die Eisblätter ein Überbleibsel des Devonianer waren oder nicht.[19] Diese Bedingungen hatten offenbar nur geringe Wirkung in den tiefen Tropen, in denen üppige Sümpfe später in 30 Grad vom nördlichsten Kohle florften Gletscher.[19]

Verallgemeinerte geografische Karte der Vereinigte Staaten in der Mitte Pennsylvanian Zeit

Mid-Carboniferous, ein Rückgang des Meeresspiegels löste ein großes Aussterben der Meeresauslöschung aus Krinoide und Ammoniten Besonders hart.[19] Dieser Meeresspiegelabfall und die zugehörigen Unverzeigerung In Nordamerika trennen die Mississippian -Subperiode von der Pennsylvanian -Subperiode. Dies geschah vor ungefähr 323 Millionen Jahren zu Beginn der Permo-Kohlenstoff-Vereisung.[19]

Der Karbon war eine Zeit der aktiven Bergbau als die Superkontinent Pangea kamen zusammen. Die südlichen Kontinente blieb im Superkontinent -Gondwana zusammengebunden, das mit Nordamerika -Europa kollidierte (Laurussia) entlang der gegenwärtigen Linie des Ostnordamerikas. Diese kontinentale Kollision führte zur Hercynian Orogeney in Europa und die Alleghenian Orogeney in Nordamerika; Es erweiterte auch die neu erhöhten Appalachen südwestlich wie die Ouachita -Berge.[19] Im gleichen Zeitraum viel aus dem gegenwärtigen Osten Eurasischer Teller schweißte sich nach Europa entlang der Linie der Uralgebirge. Die meisten von den Mesozoikum Der Superkontinent von Pangea wurde nun versammelt, obwohl Nordchina (was in den letzten Karbonen kollidieren würde) und Südchina Kontinente wurden immer noch von getrennt von Laurasia. Die späte karbonhaltige Pangea war wie ein "o" geformt.

Es gab zwei wichtige Ozeane im Kohlenstoff: Panthalassa und Paleo tethys, der sich im "O" in der kohlenstoffhaltigen Pangea befand. Andere kleinere Ozeane schrumpften und schließlich geschlossen: die Rheic Ocean (geschlossen durch die Montage von Süden und Nordamerika) das kleine, flache Ural -Ozean (was durch die Kollision von geschlossen wurde Baltica und sibirische Kontinente, die die Schaffung der Uralgebirge), und die Proto-Ozean (Geschlossen durch Nordchina Kollision mit Sibirien/Kasachstania).

Klima

Sumpfwald im Kohlenstoff

Die durchschnittlichen globalen Temperaturen in der frühen Kohlenstoffzeit waren hoch: ungefähr 20 ° C (68 ° F). Das Abkühlen während des mittleren Kohlenstoffs reduzierte jedoch die durchschnittlichen globalen Temperaturen auf etwa 12 ° C (54 ° F). Atmosphärisch Kohlendioxid Die Niveaus fielen während der kohlenstoffhaltigen Periode von ungefähr dem 8 -fachen des aktuellen Niveaus auf ein Niveau, das am Ende ähnlich ist.[19] Der Kohlenstoff wird als Teil der als Teil der angesehen Spätes paläozoisches Eishaus, was in letzter Zeit begann Devonianmit der Bildung kleiner Gletscher in Gondwana. Während des Turniers war das Klima vor dem Abkühlen ein weiteres warmes Intervall während des Viséan, aber die Kühlung begann während des frühen Serpukhovianers erneut. Zu Beginn des Pennsylvanianer vor rund 323 Millionen Jahren begannen sich Gletscher um die Südpol, was wachsen würde, um ein riesiges Gebiet von Gondwana abzudecken. Dieses Gebiet erstreckte sich vom südlichen Bereich der Amazonas Becken und bedeckte große Bereiche von Südafrikasowie die meisten Australien und die Antarktis. Zyklotheme, das vor etwa 313 Millionen Jahren begann und in den folgenden Perm weitergeht, zeigt an, dass die Größe der Gletscher von kontrolliert wurde Milankovitch -Zyklen Ähnlich wie bei den letzten Eiszeiten, mit Gletscherperioden und Interglaziale. Die tiefen Ozeantemperaturen in dieser Zeit waren kalt, da ein kaltes Bodenwasser durch saisonales Schmelzen der Eiskappe erzeugt wurde.[20]

Die Kühlung und Trocknung des Klimas führte zum Klima CO2 -Rainforest Collapse (CRC) Während des späten Karbons. Tropische Regenwälder fragmentiert und dann schließlich durch den Klimawandel am Boden zerstört.[14]

Felsen und Kohle

Niedrigerer karbonhaltiger Marmor in Big Cottonwood Canyon, Wasatch Mountains, Utah

Kohlenstoffgesteine ​​in Europa und Ostnordamerika bestehen weitgehend aus einer wiederholten Folge von Kalkstein, Sandstein, Schiefer und Kohle Betten.[21] In Nordamerika ist der frühe Karbon weitgehend mariner Kalkstein, was die Aufteilung des Kohlenstoffs in zwei Perioden in nordamerikanischen Systemen ausmacht. Die kohlenstoffhaltigen Kohlebetten lieferten einen Großteil des Kraftstoffs für die Stromerzeugung während der Industrielle Revolution und sind immer noch von großer wirtschaftlicher Bedeutung.

Die großen Kohleablagerungen des Kohlenstoffs können ihre Existenz hauptsächlich zwei Faktoren verdanken. Das erste davon ist das Aussehen von Holz Gewebe und bellen-tragende Bäume. Das Evolution der Holzfaser Lignin und die rindeversiegelte, wachsartige Substanz Suberin Verschiedene gegen Verfallorganismen so effektiv, dass tote Materialien lange genug angesammelt haben, um in großem Maßstab zu fossilen. Der zweite Faktor war der niedrigere Meeresspiegel, der während des Kohlenstoffs im Vergleich zum vorhergehenden auftrat Devonian Zeitraum. Dies förderte die Entwicklung eines umfangreichen Tieflandes Sümpfe und Wälder in Nordamerika und Europa. Basierend auf einer genetischen Analyse von Pilzpilzen wurde vorgeschlagen, dass große Mengen von Holz wurden in dieser Zeit begraben, weil Tiere und sich zerlegt wurden Bakterien und Pilze hatten es noch nicht sich entwickelt Enzyme, die die resistenten phenolischen Ligninpolymere und wachsartigen Suberinpolymere wirksam verdauen konnten. Sie schlagen vor, dass Pilze, die diese Substanzen effektiv abbauen könnten, erst gegen Ende des Zeitraums dominant und die nachfolgende Kohlebildung viel seltener machen.[22][23]

Die kohlenstoffhaltigen Bäume nutzten Lignin ausführlich. Sie hatten Rinde zu Holzverhältnissen von 8 zu 1 und sogar bis zu 20 bis 1. Dies entspricht den modernen Werten von weniger als 1 bis 4. Diese Rinde, die sowohl als Unterstützung als auch als Schutz verwendet worden sein muss, hatte wahrscheinlich 38% bis 58% Lignin. Lignin ist unlöslich, zu groß, um durch Zellwände zu gelangen, zu heterogen für bestimmte Enzyme und giftig, so dass nur wenige Organismen anderer als Basidiomyceten Pilze können es beeinträchtigen. Um zu oxidieren, erfordert es eine Atmosphäre von mehr als 5% Sauerstoff oder Verbindungen wie Peroxide. Es kann Tausende von Jahren im Boden verweilen und seine giftigen Abbauprodukte behindern den Zerfall anderer Substanzen.[24] Ein möglicher Grund für seine hohen Prozentsätze in Pflanzen zu diesem Zeitpunkt bestand darin, Schutz vor Insekten in einer Welt zu schützen, die sehr wirksame Insektenfresser (aber nichts entfernt so wirksam wie moderne Pflanzenfresserinsekten) und wahrscheinlich viel weniger Schutztoxine, die natürlich von Pflanzen produziert werden, als existieren. heute.[25] Infolge Kohlenstoff, was zu einer Zunahme von führt Sauerstoff Niveaus in der Atmosphäre; Schätzungen belegen den Spitzen -Sauerstoffgehalt von bis zu 35% im Vergleich zu 21% heute.[26][27] Dieser Sauerstoffspiegel kann zugenommen haben Lauffeuer Aktivität. Es kann auch gefördert haben Gigantismus von Insekten und Amphibien, Kreaturen, deren Größe heute durch ihre begrenzt ist Atemweg Die Fähigkeit der Systeme, Sauerstoff in niedrigeren atmosphärischen Konzentrationen zu transportieren und zu verteilen.[28]

In Ostnordamerika sind Meeresbetten im älteren Teil des Zeitraums häufiger als im späteren Teil und fehlen vom späten Kohlenstoff fast ausschließlich. Natürlich gab es anderswo eine vielfältigere Geologie. Das Meeresleben ist besonders reich an Krinoide und andere Echinoderms. Brachiopods waren reichlich vorhanden. Trilobiten wurde ziemlich ungewöhnlich. An Land, groß und vielfältig Pflanze Populationen existierten. Land Wirbeltiere Eingeschlossene große Amphibien.

Leben

Pflanzen

Ätzen, die einige der bedeutendsten Pflanzen des Karbons darstellen

Frühes Kohlenstoff Landpflanzen, von denen einige waren konserviert in Kohlebällewaren denen des vorhergehenden Spätes sehr ähnlich DevonianAber zu dieser Zeit erschienen auch neue Gruppen. Die wichtigsten frühen Karbonpflanzen waren die Äquisetales (Pferdeschwänze), Sphenophyllales (krabbende Pflanzen), Lycopodiales (Club -Moose), Lepidodendrales (Maßstab), Filikale (Farne), Medullosales (informell in die "enthalten"Samenfarne", eine künstliche Versammlung einer Reihe von frühzeitigen Gymnosperm Gruppen) und die Cordaitales. Diese dominierten weiterhin während des gesamten Zeitraums, aber während Spätkohlenstoff, mehrere andere Gruppen, Cycadophyta (Cycads), die Callistophytales (eine andere Gruppe von "Samenfarnen") und die Voltziales (bezogen auf und manchmal unter die Nadelbäume), erschien.

Alt vor Ort lycopsid, wahrscheinlich Sigillaria, mit angeschlossen stigmarische Wurzeln
Basis von a lycopsid Verbindung mit Bifurcating zeigen Stigmarian Wurzeln

Die kohlenstoffhaltigen Lykophyten der Orden-Lepidodendralen, die Cousins ​​(aber nicht Vorfahren) des winzigen Club-Moss von heute sind, waren riesige Bäume mit 30 Metern hoch und bis zu 1,5 Meter Durchmesser. Diese enthielten Lepidodendron (mit seinem Kegel genannt Lepidostrobus), Anabathra, Lepidophen und Sigillaria.[29] Die Wurzeln einiger dieser Formen sind als bekannt als Stigmarie. Im Gegensatz zu heutigen Bäumen sind ihre Sekundärwachstum fand in der statt Kortex, was auch Stabilität anstelle der lieferte Xylem.[30] Das Cladoxylopsiden Es waren große Bäume, die Vorfahren von Farnen waren, die zuerst im Karbon entstanden waren.[31]

Die Wedel einiger karbonhaltiger Farne sind fast identisch mit denen lebender Arten. Wahrscheinlich waren viele Arten epiphytisch. Fossile Farne und "Samenfarne" sind einzuziehen Pecopteris, Cyclopteris, Neuropteris, Alethopteris, und Sphenopteris; Megaphyton und Caulopteris waren Baumfarne.[29]

Die Äquisetales umfassten die gemeinsame Riesenform Kalamitenmit einem Rumpfdurchmesser von 30 bis 60 cm (24 Zoll) und einer Höhe von bis zu 20 m (66 Fuß). Sphenophyllum war eine schlanke Kletterpflanze mit Blättern, die wahrscheinlich sowohl mit den Calamiten als auch mit den Lycopoden verwandt waren.[29]

CordaitesEine hohe Pflanze (6 bis über 30 Meter) mit gurtähnlichen Blättern war mit den Cycads und Nadelbäumen verwandt; das Kätzchen-ähnliche Fortpflanzungsorgane, die Eizellen/Samen trugen, heißt Kardiocarpus. Diese Pflanzen sollen in Sümpfen leben. Wahre Nadelbäume (Walchia, der Ordensvoltziales) später in der Kohlenstoffhütte erscheinen,[29] und bevorzugte einen höheren trockeneren Boden.

Wirbeltiere marine

In den Ozeanen die Marine -Wirbellose Gruppen sind die Foraminifera, Korallen, Bryozoa, Ostracoda, Brachiopods, Ammonoide, Hederelloide, Mikroconchide und Echinoderms (besonders Krinoide). Zum ersten Mal nimmt Foraminifera eine herausragende Rolle in den Marine -Faunen an. Die große spindelförmige Gattung Fusulina und seine Verwandten waren in dem heutigen Russland, China, Japan, Nordamerika reichlich vorhanden. Andere wichtige Gattungen umfassen Valvulina, Endothyra, Archaediscus, und Saccammina (Letzteres in Großbritannien und Belgien üblich). Einige kohlenstoffhaltige Gattungen sind immer noch vorhanden. Das erste wahre Priapuliden erschien während dieser Zeit.[29]

Die mikroskopischen Schalen von Radiolarians sind in Cherts dieser Zeit in der Kulm von Devon und Cornwallund in Russland, Deutschland und anderswo. Schwämme sind bekannt von Spicules und Ankerseile,[29] und enthalten verschiedene Formen wie die Calcispongea Cotyliscus und Girtycoelia, das Demosponge Chaetetesund die Gattung der ungewöhnlichen Kolonial Glasschwämme Titusvillia.

Beide Riff-Building- und einsame Korallen diversifizieren und blühen; Dazu gehören beides Rugose (zum Beispiel, Caninia, Corwenia, Neozaphrentis), Heterokoralen und tabellarisch (zum Beispiel, Chladochonus, Michelinia) Formen. Conularids waren gut vertreten durch durch Conularia

Bryozoa sind in einigen Regionen reichlich vorhanden; Die Fenestelliden einschließlich Fenestella, Polypora, und Archimedesso genannt, weil es in Form eines ist Archimedische Schraube. Brachiopods sind auch reichlich vorhanden; Sie beinhalten Produktids, von denen (zum Beispiel, Gigantoproduktus) erreichte eine sehr große Größe (für Brachiopods) und hatte sehr dicke Muscheln, während andere mögen Chonetes waren konservativer in Form. Athyrididen, Spiriferiden, Rhynchonelliden, und Terebratuliden sind auch sehr häufig. Inartikulierte Formen umfassen Discina und Crania. Einige Arten und Gattungen hatten eine sehr breite Verteilung mit nur geringen Abweichungen.

Annelids wie zum Beispiel Serpulite sind häufige Fossilien in einigen Horizonten. Unter den Mollusca die Muscheln Zunahme der Zahlen und Bedeutung weiter. Typische Gattungen umfassen Aviculopekten, Posidonomya, Nukula, Carbonicola, Edmondia, und Modiola. Gastropoden sind auch zahlreich, einschließlich der Gattungen Murchisonia, Euomphalus, Naticopsis.[29] Nautiloid Cephalopoden werden durch eng gewickelte dargestellt Nautilidenmit geradlinigen und gekrümmten Formen werden immer seltener. Goniatit Ammonoide wie zum Beispiel Aenigmatoceras sind üblich.

Trilobiten sind seltener als in früheren Perioden, nach einem stetigen Trend zum Aussterben, nur durch die dargestellt proetid Gruppe. Ostracoda, eine Klasse von Krebstierewaren reichlich als Vertreter der Meiobenthos; Gattungen enthalten Amphissiten, Bairdia, Beyrichiopsis, Cavellina, Coryellina, Cribroconcha, Hollinella, Kirkbya, Knoxiella, und Libumella.

Unter den Echinoderms, das Krinoide waren die zahlreichsten. Dichtes U-Boot-Dickicht langstäbiger Krinoide scheinen in flachen See floriert zu haben, und ihre Überreste wurden in dicke Gesteinsbetten konsolidiert. Prominente Gattungen umfassen Cyathocrin, Woodocrinus, und Actinocrinus. Echinoide wie Archaeocidaris und Palaeechinus waren auch vorhanden. Das BlastoideDazu ähnelte die Pentreinitidae und Codasteridae und ähnelte oberflächlich Krinoiden im Besitz langer Stiele, die am Meeresboden angeschlossen waren, ihre maximale Entwicklung zu diesem Zeitpunkt.[29]

Wirbellosen mit Süßwasser und Lagoonaler

Frischwasser -Kohlenstoff -Wirbellose umfassen verschiedene Muschel Molluscs das lebte in Brack- oder Süßwasser, wie z. Anthraconaia, Naiaditen, und Carbonicola; vielfältig Krebstiere wie zum Beispiel Candona, Carbonita, Darwinula, Estheria, Acanthocaris, Dithyrocaris, und Anthrapalaemon.

Der obere karbonhaltige Riesenspinnen-ähnliche Eurypterid Megarachne wuchs zu Legspans von 50 cm (20 Zoll).

Das Eurypteriden waren auch vielfältig und werden durch Gattungen wie so vertreten wie Adelophthalmus, Megarachne (ursprünglich falsch interpretiert als riesige Spinne, daher der Name) und die Spezialis sehr groß Hibbertopterus. Viele davon waren amphibisch.

Häufig führte eine vorübergehende Rückkehr der Meeresbedingungen zu Meeres- oder Brackwassergattungen wie z. Lingula, Orbiculoidea, und Produktus in den dünnen Betten gefunden werden, die als Meeresbänder bekannt sind.

Landwirttiere

Fossile Überreste von Luftatmung Insekten,[32] Myriapods und Arachnids[33] sind aus dem späten Karbon bekannt, aber bisher nicht aus dem frühen Karbon.[10] Ihre Vielfalt, wenn sie erscheinen, zeigt jedoch, dass diese Arthropoden sowohl gut entwickelt als auch zahlreich waren. Ihre große Größe kann auf die Feuchtigkeit der Umwelt (meist sumpfige Farnwälder) und die Tatsache zurückgeführt werden, dass die Sauerstoffkonzentration in der Erdatmosphäre im Kohlenstoff viel höher war als heute.[34] Dies erforderte weniger Aufwand für die Atmung und erlaubt Arthropoden mit bis zu 2,6 Meter langer Millipede-ähnlich größer wachsen Arthropleura Als größter bekannter Land wirbeltieren aller Zeiten. Unter den Insektengruppen sind die riesigen Raubtiere Protodonata (Griffinflies), darunter war Meganeura, ein Gigant Libelle-ähnlich Insekt und mit einer Flügelspannweite von ca. 75 cm (30 Zoll) - das größte fliegende Insekt, das jemals den Planeten durchstreift. Weitere Gruppen sind die Syntonopterodea (Verwandte des heutigen Mayflies), der reichlich vorhandene und oft große Saftsaugen Paläodictyopteroidea, die vielfältigen Pflanzenfresser Protorthopteraund zahlreich basal Dictyoptera (Vorfahren von Kakerlaken).[32] Viele Insekten wurden aus den Koalfeldern von erhalten Saarbrücken und Kommentarund aus den hohlen Stämmen fossiler Bäume in Nova Scotia. Einige britische Coalfields haben gute Exemplare hervorgebracht: Archaeoptilus, aus dem Derbyshire Coalfield, hatte einen großen Flügel mit einem Teil von 4,3 cm (2 Zoll) und einigen Exemplaren (einige Exemplare (Brodia) Zeigen Sie immer noch Spuren von brillanten Flügelfarben. In den Nova Scotian Tree Trunks Landschnecken (Archäozoniten, Dendropupa) wurden gefunden.[35]

Fische

Viele Fische bewohnten die kohlenstoffhaltigen Meere; überwiegend Elasmobranchen (Haie und ihre Verwandten). Dazu gehörten einige, wie Pammodus, mit zerkleinerten Pflaster-ähnlichen Zähnen, die zum Mahlen der Muscheln von Brachiopoden, Krebstieren und anderen Meeresorganismen angepasst sind. Andere Haie hatten durchdringende Zähne wie die Symmoriida; einige, die Blütenblätter, hatte eigenartige Zähne mit zykloidem Schneidzähne. Die meisten Haie waren Marine, aber die Xenacanthida Eindringte frische Wasser der Kohlefeinungen. Unter den Knochiger Fisch, das Paläonisciformes In Küstengewässern scheinen auch zu Flüssen gewandert zu sein. Sarkopterie Fische waren auch prominent und eine Gruppe, die Rhizodonten, erreichte sehr große Größe.

Die meisten Arten von kohlenstoffhaltigen Meeresfischen wurden größtenteils aus Zähnen, Flossenstacheln und dermalen Gehöröchen beschrieben.[29] mit kleinerem Süßwasserfisch Ganzes.

Süßwasserfische waren reichlich vorhanden und umfassen die Gattungen Ctenodus, Uronemus, Acanthodes, Cheirodus, und Gyracanthus.

Chondrichthyes (insbesondere das Stethacanthids) unterzog sich einem Major Evolutionsstrahlung während der Kohlenstoff.[36] Es wird angenommen, dass diese evolutionäre Strahlung auftrat, weil der Niedergang des Placoderms Am Ende der devonischen Zeit verursachte viele viele Umweltnischen Unbesetzt werden und neue Organismen ermöglichten, diese Nischen zu entwickeln und zu füllen.[36] Infolge der evolutionären Strahlungskarbonhaie nahm eine Vielzahl von bizarren Formen an, einschließlich einer Vielzahl von bizarren Formen Stethacanthus die eine flache bürstenartige Rückenflosse mit einem Stück von einem Stück von besaß Dentikel Auf der Spitze.[36] Stethacanthus's Ungewöhnliche Flossen kann bei Paarungsritualen verwendet worden sein.[36]

Tetrapods

Kohlenstoff Amphibien waren in der Mitte des Zeitraums vielfältig und üblich, mehr als heute; Einige waren bis zu 6 Meter, und diejenigen, die sich vollständig terrestrisch wie Erwachsene hatten, hatten schuppige Haut.[37] Sie enthielten eine Reihe von basalen Tetrapod -Gruppen, die in frühen Büchern unter dem klassifiziert waren Labyrinthodontie. Diese hatten lange Körper, einen mit knöchernen Platten bedeckten Kopf und im Allgemeinen schwache oder unentwickelte Gliedmaßen.[35] Die größten waren über 2 Meter lang. Sie wurden von einer Versammlung kleinerer Amphibien begleitet, die unter die enthalten waren Lepospondyli, oft nur etwa 15 cm lang. Einige kohlenstoffhaltige Amphibien waren aquatisch und lebten in Flüssen (Loxomma, Eogyrinus, Proterogyrinus); Andere waren möglicherweise halbaquatisch (Ophiderpeton, Amphibamus, Hyloplesion) oder terrestrisch (Dendrerpeton, Tuditanus, Anthrakosaurus).

Das CO2 -Rainforest Collapse verlangsamte die Entwicklung von Amphibien, die unter den kühleren, trockeneren Bedingungen nicht so gut überleben konnten. Fuhrenfruchteshielt gedieh jedoch aufgrund spezifischer Schlüsselanpassungen.[14] Eine der größten evolutionären Innovationen des Karbons war die Amniot Ei, das das Verlegen von Eiern in einer trockenen Umgebung sowie keratinisierte Schuppen und Krallen ermöglichte, was die weitere Ausbeutung des Landes durch bestimmte Erscheinung ermöglichte Tetrapods. Dazu gehörten das früheste sauropsid Reptilien (Hylonomus) und die frühesten bekannten synapsid (Archäothyris). Synapsids wurden schnell riesig und diversifiziert in der Permnur, damit ihre Dominanz während der aufhören kann Mesozoikum. Sauropsids (Reptilien und später auch Vögel) diversifizierten sich aber bis zum Mesozoikum, in dem sie das Land sowie Wasser und Himmel dominieren würden.

Die Reptilien wurden als Reaktion auf das trockenere Klima, das dem Regenwaldkollaps vorausging, einer großen evolutionären Strahlung durch.[14][38] Bis zum Ende der Karbonzeit, Fuhrenfuß hatte sich bereits in eine Reihe von Gruppen diversifiziert, einschließlich mehrerer Familien von synapsid Pelycosaurier, Protorothyrididen, Captorhiniden, Saurianer und Araeoscelide.

Pilze

Als Pflanzen und Tiere wuchsen in dieser Zeit in Größe und Fülle (zum Beispiel, zum Beispiel, Lepidodendron), Land Pilze Diversifiziert weiter. Marinepilze besetzten immer noch die Ozeane. Alle modern Klassen von Pilzen waren im späten Karbon vorhanden (Pennsylvanian Epoche).[39]

Während der Kohlenstoff hatten Tiere und Bakterien große Schwierigkeiten, die zu verarbeiten Lignin und Zellulose Das bildete die gigantischen Bäume dieser Zeit. Mikroben hatten sich nicht weiterentwickelt, die sie verarbeiten konnten. Die Bäume, nachdem sie gestorben waren, stapelten sich einfach auf dem Boden und wurden gelegentlich Teil der langjährigen Waldbrände nach einem Blitzschlag, wobei andere sich sehr langsam in die Luft verschlechtern Kohle. Weißer Fäusepilz waren die ersten Organismen, die diese verarbeiten und in angemessener Menge und Zeitskala aufschlüsseln konnten? Somit haben einige vorgeschlagen, dass Pilze dazu beigetragen haben, die kohlenstoffhaltige Periode zu beenden und die Anhäufung von nicht abgebauter Pflanzenmasse zu stoppen,[40] Obwohl diese Idee sehr kontrovers bleibt.[41]

Aussterbenereignisse

Romers Lücke

Die ersten 15 Millionen Jahre des Karbons hatten sehr begrenzte terrestrische Fossilien. Diese Lücke im Fossilienbestand wird genannt Romers Lücke Nach dem amerikanischen Palaentologen Alfred Romer. Obwohl seit langem diskutiert wurde, ob die Lücke auf die Fossilisierung zurückzuführen ist oder sich auf ein tatsächliches Ereignis bezieht, weist die jüngste Arbeiten an, dass der Lückenzeitraum einen Rückgang des atmosphärischen Sauerstoffspiegels verzeichnete, was auf eine Art von Art hinweist ökologischer Zusammenbruch.[42] Die Lücke sah den Tod der Devonian fischartig Ichthyostegalian Labyrinthodonts und der Aufstieg der fortgeschritteneren temnospondyl und Reptiliomorphan Amphibien, die die karbonhaltige terrestrische Wirbeltierfauna so typisieren.

CO2 -Rainforest Collapse

Vor dem Ende der Karbonzeit, an Aussterben aufgetreten. Auf Land wird diese Veranstaltung als die bezeichnet CO2 -Rainforest Collapse (CRC).[14] Weite tropische Regenwälder brachen plötzlich zusammen, als die Klima veränderte sich Von heiß und feucht bis kühl und trocken. Dies wurde wahrscheinlich durch intensive verursacht Vergletscherung und ein Abfall des Meeresspiegels.[43]

Die neuen klimatischen Bedingungen waren für das Wachstum des Regenwaldes und der Tiere in ihnen nicht günstig. Regenwälder schrumpften zu isolierten Inseln, umgeben von saisonal trockenen Lebensräumen. Hoch aufragend lycopsid Wälder mit einer heterogenen Mischung aus Vegetation wurden durch viel weniger vielfältige, von Baum-erne dominierte Flora ersetzt.

Amphibien, die dominierenden Wirbeltiere zu dieser Zeit, erfüllten sich durch dieses Ereignis mit großen Verlusten der Artenvielfalt schlecht; Die Reptilien diversifizierten sich aufgrund von wichtigen Anpassungen, die sie im trockeneren Lebensraum überleben konnten, insbesondere im harten Ei und der Skalen, die beide Wasser besser halten als ihre Amphibien-Gegenstücke.[14]

Siehe auch

Verweise

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Quellen

Externe Links