Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из каменноугольного дождевого леса )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Угольные леса продолжились после краха тропических лесов каменноугольного периода. Эти окаменелости растений происходят из одного из тех лесов примерно через 5 миллионов лет после КПР. Однако состав лесов изменился от леса с преобладанием лепидодендронов к лесу, в котором преобладают древовидные и семенные папоротники .

Каменноугольные леса коллапс ( CRC ) был незначительным вымирание , которое произошло около 305 миллионов лет назад в каменноугольном периоде. [1] Он изменил обширные угольные леса , покрывавшие экваториальный регион Евразии (Европа и Америка). Это событие могло разделить леса на изолированные рефугиумы или экологические «острова», что, в свою очередь, способствовало развитию карликовости и, вскоре после этого, исчезновению многих видов растений и животных. После этого события тропические леса , образующие уголь, продолжились на больших территориях Земли, но их размеры и состав были изменены.

Событие произошло в конце московского века и продолжилось до раннего касимовского яруса пенсильванского яруса (верхнего карбона).

Схемы вымирания на суше [ править ]

Папоротники и древовидные папоротники из национального парка Маунт-Филд , создающие впечатление о том, как мог выглядеть тропический лес каменноугольного периода.

В каменноугольном периоде великие тропические леса Евраамерики поддерживали возвышающихся ликоподиофитов , неоднородную смесь растительности, а также большое разнообразие животного мира: гигантских стрекоз, многоножек, тараканов, земноводных и первых амниот .

Растения [ править ]

Возникновение тропических лесов в каменноугольном периоде сильно изменило ландшафты, разрушив низкоэнергетические, богатые органикой анастомозирующие (плетеные) речные системы с множеством каналов и устойчивыми аллювиальными островами. Продолжающаяся эволюция древовидных растений повысила устойчивость поймы (уменьшение эрозии и движения) за счет плотности пойменных лесов, образования древесных остатков и увеличения сложности и разнообразия корневых сообществ. [2]

Коллапс произошел через серию ступенчатых изменений. Во-первых, в позднемосковские времена наблюдался постепенный рост числа оппортунистических папоротников. [3] За этим последовало в самом раннем Касимове резкое вымирание доминирующих ликопсид и переход к экосистемам с преобладанием древесных папоротников . [4] Это подтверждается недавним исследованием, показывающим, что наличие извилистых и разветвляющихся рек, появление крупных древесных остатков и записи заторов бревен значительно уменьшаются на границе между Москвой и Касимовией. [2] Тропические леса были фрагментированы, образуя все более и более сужающиеся «острова», и в последнее касимовское время тропические леса исчезли из летописи окаменелостей.

Животные [ править ]

До коллапса распределение видов животных было очень космополитическим - одни и те же виды существовали повсюду в тропической Пангеи, - но после коллапса на каждом выжившем «острове» тропических лесов появилось свое собственное уникальное сочетание видов. Многие виды земноводных вымерли, в то время как предки рептилий и млекопитающих после первоначального кризиса превратились в большее количество видов. [1] Эти закономерности объясняются теорией островной биогеографии , концепцией, которая объясняет, как происходит эволюция, когда популяции ограничиваются изолированными карманами. Эта теория была первоначально разработана для океанических островов., но его можно одинаково хорошо применить к любой другой экосистеме, которая фрагментирована, существует только небольшими участками и окружена другой неподходящей средой обитания. Согласно этой теории, первоначальное воздействие фрагментации среды обитания является разрушительным, поскольку большая часть жизни быстро вымирает из-за нехватки ресурсов. Затем, когда выжившие растения и животные восстанавливаются, они адаптируются к своей ограниченной среде, чтобы воспользоваться новым распределением ресурсов и диверсифицироваться. После краха тропических лесов каменноугольного периода каждая среда обитания развивалась по-своему, в результате чего возникла уникальная смесь видов, которую экологи называют « эндемизмом ».

Биотическое восстановление и эволюционные последствия [ править ]

Растения [ править ]

В результате фрагментации водно-болотных угодий в Европе осталось несколько изолированных рефугиумов . Однако даже они не смогли сохранить разнообразие московской флоры. [5] По мнению асселианцев , исчезли многие семейства семенных папоротников , характерные для тропических водно-болотных угодий Москвы , включая Flemingitaceae , Diaphorodendraceae , Tedeleaceae , Urnatopteridaceae , Alethopteridaceae , [ требуется проверка ] Cyclopteridaceae и Neurodontopteridaceae . [5]

Беспозвоночные [ править ]

Истощение растений способствовало снижению концентрации кислорода в атмосфере . Высокий уровень кислорода сделал возможным появление огромных членистоногих того времени. Из-за уменьшения количества кислорода эти размеры больше не могли быть приспособлены, и, таким образом, между этим и потерей среды обитания в этом случае были уничтожены гигантские членистоногие, в первую очередь гигантские стрекозы ( Meganeura ) и многоножки ( Arthropleura ). [ необходима цитата ]

Позвоночные [ править ]

Адаптированные к земле синапсиды , предшественники линии млекопитающих, такие как археотирисы, были среди групп, которые быстро оправились после краха.

Этот внезапный коллапс затронул несколько больших групп. Особенно пострадали лабиринтодонты- амфибии, в то время как амниотам (первым представителям групп зауропсид и синапсидов ) пришлось лучше, поскольку они физиологически лучше адаптировались к более засушливым условиям.

Амфибии могут выжить в холодных условиях, снижая уровень метаболизма и прибегая к перезимовке (т. Е. Проводя большую часть года без активности в норах или под бревнами). Однако это не эффективный способ справиться с продолжительными неблагоприятными условиями, особенно с высыханием . Амфибии должны возвращаться в воду, чтобы отложить яйца, в то время как у амниот есть яйца, которые имеют мембрану, которая удерживает воду и позволяет газообмену вне воды. Поскольку земноводные обладали ограниченной способностью адаптироваться к более засушливым условиям, преобладавшим в пермской среде, многие семейства земноводных не смогли занять новые экологические ниши и вымерли. [6]

Синапсиды и сауропсиды завоевали новые ниши быстрее, чем земноводные, и новые стратегии питания, включая травоядность и плотоядность , ранее были только насекомоядными и рыбоядными . [1]

Возможные причины [ править ]

Атмосфера и климат [ править ]

Существует несколько гипотез о природе и причине обрушения тропических лесов каменноугольного периода, некоторые из которых включают изменение климата . [7] [8] [9] После позднего башкирского периода оледенения начались высокочастотные сдвиги сезонности от влажных к засушливым периодам. [10]

Каменноугольный период характеризуется образованием угольных отложений, которые образовались в контексте удаления атмосферного углерода. В позднем среднем пенсильване (позднемосковском) начался цикл аридификации . Во время краха тропических лесов каменноугольного периода климат стал прохладнее и суше. Это отражено в летописи горных пород, когда Земля вступила в короткий, интенсивный ледниковый период. Уровень моря упал примерно на 100 метров (330 футов), и ледяной лед покрыл большую часть южного континента Гондвана . [11]Климат был неблагоприятен для тропических лесов и большей части их биоразнообразия. Тропические леса превратились в изолированные участки, в основном приуроченные к влажным долинам, все дальше и дальше друг от друга. Немногое из первоначального биома тропических лесов ликопсид пережило этот первоначальный климатический кризис. Концентрация углекислого газа в атмосфере упала до одного из своих глобальных минимумов за все время в Пенсильвании и ранней перми . [10] [11]

Затем последовавший период глобального потепления изменил климатическую тенденцию; оставшиеся тропические леса, неспособные выжить в быстро меняющихся условиях, были окончательно уничтожены. [ расплывчато ] [ необходима цитата ]

По мере того, как климат снова становился засушливым на протяжении позднего палеозоя, тропические леса в конечном итоге были заменены сезонно засушливыми биомами. [12] Хотя точная скорость и природа коллапса не ясны, считается, что с геологической точки зрения он произошел относительно быстро, самое большее за несколько тысяч лет. [ необходима цитата ]

Вулканизм [ править ]

После восстановления центра Большой магматической провинции Скагеррак (SCLIP) с использованием новой системы отсчета было показано, что плюм Скагеррак поднялся от границы ядро-мантия (CMB) до своего положения ~ 300 млн лет назад. [13] Интервал основного извержения произошел в очень узком временном интервале 297 ± 4 млн. Лет. Образование рифта совпадает с границей московского и касимовского ярусов и крахом тропических лесов каменноугольного периода. [14]

Климат и геология [ править ]

Изменение палеоклимат глобального характера произошли во время и касимовского московский. Атмосферное высыхание (иссушение) произошло в среднем и позднем периоде Пенсильвании, что совпало с резкими изменениями фауны у морских и наземных видов. [15] Это изменение было зарегистрировано в палеопочвах , которые отражают период общего снижения гидроморфности , увеличения свободного дренажа и стабильности ландшафта, а также сдвиг общего регионального климата к более сухим условиям в Верхнем Пенсильвании (штат Миссуриан). Это согласуется с интерпретациями климата, основанными на современных палеофлоровых комплексах и геологических данных. [15] [16] [17]

Окаменелости [ править ]

Ископаемый ликопсид , вероятно, Sigillaria , из Джоггинса, с прикрепленными корнями стигмария

Многие участки окаменелостей по всему миру отражают меняющиеся условия Обрушения тропических лесов каменноугольного периода.

  • Гамильтон, Канзас , США
  • Jarrow Tyne & Wear, Великобритания
  • бывшая шахта Линтон в Салин-Тауншип, округ Джефферсон, Огайо , США
  • Ниржаны , Чешская Республика
  • Джоггинс, Новая Шотландия , Канада

Ископаемые скалы Джоггинс в заливе Фанди в Новой Шотландии, внесенные в список Всемирного наследия ЮНЕСКО, представляют собой особенно хорошо сохранившиеся ископаемые останки. Ископаемые скелеты, встроенные в осыпающиеся морские скалы, были обнаружены сэром Чарльзом Лайелем в 1852 году. В 1859 году его коллега Уильям Доусон обнаружил старейшего известного предка рептилий, Hylonomus lyelli , и с тех пор были найдены еще сотни скелетов, в том числе самый старый синапсид. Protoclepsydrops . [18]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Сахни, С., Бентон, MJ и Falcon-Lang, HJ (2010). «Коллапс тропических лесов вызвал диверсификацию пенсильванских четвероногих в Европе» (PDF) . Геология . 38 (12): 1079–1082. Bibcode : 2010Geo .... 38.1079S . DOI : 10.1130 / G31182.1 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  2. ^ а б Дэвис, Н.С. Гиблинг, MR (2011). «Эволюция фиксированных русел аллювиальных равнин в ответ на растительность каменноугольного периода». Природа Геонауки . 21 (9): 629–633. Bibcode : 2011NatGe ... 4..629D . DOI : 10.1038 / ngeo1237 .
  3. ^ Пфефферкорн, HW; Томсон, MC (1982). «Изменения в моделях доминирования в комплексах ископаемых растений верхнего карбона». Геология . 10 (12): 641. Bibcode : 1982Geo .... 10..641P . DOI : 10.1130 / 0091-7613 (1982) 10 <641: CIDPIU> 2.0.CO; 2 .
  4. ^ DiMichele, Вашингтон; Филлипс, Т.Л. (1996). «Изменение климата, вымирание растений и восстановление растительности во время перехода от среднего к позднему Пенсильванию: пример тропических сред, образующих торф в Северной Америке». Восстановление биотики после событий массового вымирания: Специальная публикация лондонского геологического общества . 102 (1): 201–221. Bibcode : 1996GSLSP.102..201D . DOI : 10.1144 / GSL.SP.1996.001.01.14 .
  5. ^ a b Борха Каскалес-Миньяна; Кристофер Дж. Клил (2013). «Летопись окаменелостей растений отражает только два великих вымирания» . Terra Nova . 26 (3): 195–200. Bibcode : 2014TeNov..26..195C . DOI : 10.1111 / ter.12086 .
  6. ^ Мигель Б. Олалла-Таррага1, Линси Макиннес, Луис М. Бини, Хосе А.Ф. Диниз-Филью, Сюзанна А. Фриц, Брэдфорд А. Хокинс, Хоакин Хортал, К. Дэвид Л. Орм1, Карстен Рахбек, Мигель Б. Родригес, Энди Первис (2010). «Консерватизм климатической ниши и эволюционная динамика в границах ареала видов: глобальное соответствие между млекопитающими и земноводными». Журнал биогеографии . 38 (12): 2237–2247. DOI : 10.1111 / j.1365-2699.2011.02570.x .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  7. ^ Филдинг, CR; Франк, Т. Д.; Биргенхайер, LP; Rygel, MC; Джонс, А. Т. и Робертс, Дж. (2008). «Стратиграфический отпечаток позднепалеозойского ледникового периода в восточной Австралии: отчет о чередовании ледникового и неледникового климатического режима». Лондонское геологическое общество . 165 (1): 129–140. Bibcode : 2008JGSoc.165..129F . DOI : 10.1144 / 0016-76492007-036 .
  8. Перейти ↑ Heckel, PH (1991). «Формирование Потерянной Ветви и пересмотр стратиграфии верхнего десмуана вдоль пояса обнажений среднего континента Пенсильвании». Геологическая служба Геология серии . 4 .
  9. ^ DiMichele, Вашингтон; Сесил, Б.; Монтанез, И.П. и Фалькон-Ланг, HJ (2010). «Циклические изменения в палеоклимате Пенсильвании и влияние на флористическую динамику в тропической Пангеи». Международный журнал угольной геологии . 83 (2–3): 329–344. DOI : 10.1016 / j.coal.2010.01.007 .
  10. ^ a b Гулбрансона, Монтаньесб; Таборк, Лимаринод (2014). «Поздняя пенсильванская арификация на юго-западной окраине Гондваны (бассейн Паганцо, северо-запад Аргентины): региональное выражение глобального климатического возмущения». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология . 417 : 220–235. DOI : 10.1016 / j.palaeo.2014.10.029 .
  11. ^ a b Полли, Д.П. (2011). «Каменноугольный кризис» (PDF) . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  12. ^ Монтаньес, ИП; Табор, штат Нью-Джерси; Нимайер, Д .; DiMichele, WA; Франк, Т. Д.; Филдинг, CR; Isbell, JL; Биргенхайер, LP и Ригель, MC (2007). «Углекислый газ и нестабильность растительности во время позднепалеозойской дегляциации» . Наука . 315 (5808): 87–91. Bibcode : 2007Sci ... 315 ... 87M . DOI : 10.1126 / science.1134207 . PMID 17204648 . 
  13. ^ ТД Торсвик; М.А. Сметурст; К. Берк; Б. Штейнбергер (2008). «Долгосрочная стабильность в структуре глубокой мантии: свидетельства из Большой магматической провинции Скагеррак 300 млн лет назад (SCLIP)». Письма о Земле и планетах . 267 (3–4): 444–452. Bibcode : 2008E и PSL.267..444T . DOI : 10.1016 / j.epsl.2007.12.004 .
  14. ^ Вадим А. Кравчинский (2012). «Палеозойские крупные магматические провинции Северной Евразии: корреляция с событиями массового вымирания». Глобальные и планетарные изменения . 86–87: 31–36. Bibcode : 2012GPC .... 86 ... 31K . DOI : 10.1016 / j.gloplacha.2012.01.007 .
  15. ^ a b Гулбрансон, EL; Монтанез, ИП; Табор, штат Нью-Джерси; Лимарино, Колорадо (2015). «Поздняя пенсильванская арификация на юго-западной окраине Гондваны (бассейн Паганцо, северо-запад Аргентины): региональное выражение глобального климатического возмущения». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология . 417 : 220–235. Bibcode : 2015PPP ... 417..220G . DOI : 10.1016 / j.palaeo.2014.10.029 .
  16. ^ Розенау, Nicholasd; Нил Дж. Табор (2013). «Изотопный состав кислорода и водорода палеопочвенных филлосиликатов: дифференциальная история захоронения и определение низкоширотных земных палеотемператур среднего и позднего Пенсильвании». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология . 392 : 382–397. Bibcode : 2013PPP ... 392..382R . DOI : 10.1016 / j.palaeo.2013.09.020 .
  17. ^ Розенау, Николай; Табор, Нил Дж .; Элрик, Скотт Д.; Нельсон, У. Джон (2013). «Полигенетическая история палеопочв в средне-верхних пенсильванских циклотемах бассейна Иллинойса, США: Часть II. Объединение геоморфологии, климата и гляциоэустази». Журнал осадочных исследований . 83 (8): 637–668. Bibcode : 2013JSedR..83..637R . DOI : 10,2110 / jsr.2013.51 . См. Главу «Вымирание динозавров».
  18. Перейти ↑ Falcon-Lang, HJ, Benton, MJ, Braddy, SJ и Davies, SJ (2006). «Тропический биом Пенсильвании, реконструированный из формации Джоггинс в Новой Шотландии, Канада». Журнал геологического общества, Лондон . 163 (3): 561–576. Bibcode : 2006JGSoc.163..561F . DOI : 10.1144 / 0016-764905-063 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Полли, Дэвид (2011). «Кризисы каменноугольного периода» (PDF) . Департамент геологических наук Университета Индианы. Архивировано из оригинального (PDF) 11 января 2012 года . Проверено 4 сентября 2011 .
  • Ринкон, Пол (ноябрь 2010 г.). "Обрушение тропических лесов дало толчок эволюции рептилий" . BBC News . Проверено 30 июня 2019 .
  • Мирский, Стив (ноябрь 2010 г.). «Обрушение древних тропических лесов увеличило разнообразие рептилий» . Подкаст Scientific American . Проверено 30 июня 2019 .
  • Фалькон-Лэнг, Ховард (декабрь 2010 г.). «Дивный новый мир рептилий» . Планета Земля Онлайн . Проверено 30 июня 2019 .
  • «Каменноугольный климат и происхождение амниот» . Группа исследований палеобиологии и биоразнообразия, Департамент наук о Земле, Бристольский университет. Апрель 2011. Архивировано из оригинала 25 марта 2017 года . Проверено 30 июня 2019 .
  • Причард, Хэмиш (август 2011 г.). «Ранние леса приручили дикие реки» . BBC News . Проверено 30 июня 2019 .
События вымирания vте
 Незначительные события
↓ Конец-эдиакарский?
↓ Лау событие
↓ Тоарский оборот
↓ Аптян
↓ сеноман-турон
↓ средний миоцен
↓ Обрушение тропических лесов каменноугольного периода
↓ кембро-ордовик
↓ Вымирание Олсона
↓ Ордо-Силурийский
↓ Поздний девон
↓ Пермо-триасовый
↓ Триас – юра
↓ Мел – палеоген
 Главные события
Эдиакарский
Кембрийский
Ордовик
Силурийский
Девонский
Каменноугольный
Пермский
Триасовый
Юрский период
Меловой
Палеоген
Неоген
Четвертичный
Неопротерозойский
Пальозойский
Мезозойский
Кайнозойский
│
-600
│
−550
│
-500
│
−450
│
-400
│
−350
│
−300
│
−250
│
−200
│
-150
│
−100
│
−50
│
0
Миллионы лет назад