石炭紀距今已有三億(yi) 六千萬(wan) 年,延續了六千五百萬(wan) 年,至兩(liang) 億(yi) 八千六百萬(wan) 年前結束。要問石炭紀什麽(me) 最有名,莫過於(yu) 繁茂的原始森林和各種體(ti) 型巨大的節肢動物。
圖注:石炭紀,圖片來自網絡
石炭紀時期的地球與(yu) 今天相比有天壤之別,當時的陸地並不像今天這樣分散,地球主要大陸依然連接在一起。地球環境溫暖潮濕,大量蕨類植物進軍(jun) 陸地,形成繁茂的森林與(yu) 沼澤。我們(men) 今天大量使用的化石燃料——煤炭,大約一半左右都是在石炭紀時期形成,石炭紀也由此得名。
圖注:石炭紀大陸分布,圖片來自於(yu) 網絡
石炭紀是地球植物大發展的時期,繁茂的森林通過光合作用產(chan) 生大量氧氣,根據地質學家的估計,當時地球大氣中含氧量高達45%,是今天地球含氧量的兩(liang) 倍,這也為(wei) 地球巨蟲時代的來臨(lin) 奠定了基礎。
圖注:石炭紀,圖片來自網絡
為(wei) 什麽(me) 石炭紀時期節肢動物體(ti) 型如此龐大?這就要從(cong) 節肢動物自身說起,節肢動物是從(cong) 大約距今4.5億(yi) 年前的奧陶紀晚期開始從(cong) 海洋遷移至陸地,我們(men) 知道節肢動物不同於(yu) 脊椎動物,它們(men) 沒有通常意義(yi) 上的肺器官用於(yu) 氣體(ti) 交換,在節肢動物中,水生類主要依靠腮類呼吸係統,陸生類主要依靠外骨骼中的導氣管呼吸,這種依靠氧氣擴散滲透進行呼吸的方式,使當時的節肢動物長期處於(yu) 富氧狀態,極大的刺激了體(ti) 型生長。還有一種觀點認為(wei) ,石炭紀時期,陸地生態係統較為(wei) 簡單,食物鏈的結構較為(wei) 單一,捕食者與(yu) 獵物隻能通過體(ti) 型的進化來適應生存環境,通過自然選擇作用,體(ti) 型也就越來越大了。
圖注:巨型蜈蚣,圖片來源於(yu) 網絡
在石炭紀的化石中,科學家發現過和今天的蜈蚣外形很相似的節肢動物,隻是其體(ti) 型異常龐大,我們(men) 通常稱之為(wei) “巨型蜈蚣”,屬於(yu) 多足亞(ya) 門的倍足綱。這種“巨型蜈蚣”有50公分寬,3米左右的長度,是目前發現的最大的陸地節肢動物。
圖注:氧蠍,圖片來自於(yu) 網絡
除了巨型蜈蚣,在陸地上還有普莫諾蠍,其實是一種巨型蠍子,又稱為(wei) 氧蠍、肺蠍,體(ti) 長可達70厘米。
圖注:巨脈蜻蜓,圖片來源於(yu) 網絡
石炭紀的空中飛舞著巨脈蜻蜓,它是當時的空中霸主,翼展接近一米,主要捕食小型動物。
圖注:希氏根齒魚,圖片來源於(yu) 網絡
在盤古大陸的河流中,還生存著一種巨大的魚類,它就是希氏根齒魚,希氏根齒魚體(ti) 長可達7米,體(ti) 重超過2噸,長相凶猛,其嘴部牙齒最長可達20厘米以上。
圖注:石炭紀的地球環境很容易發生森林大火,圖片來源於(yu) 網絡
成也森林,敗也森林,科學界對於(yu) 石炭紀生物大滅絕的原因主要歸咎於(yu) 大火。由於(yu) 石炭紀森林繁茂,隨著樹木的凋亡,經過上千萬(wan) 年的積累,逐漸轉變成大量的煤炭,當時的煤層厚度可達三十米且遍布大陸,而且當時地質活動非常活躍,火山與(yu) 地址經常發生,炙熱的熔岩很容易燒穿岩層,再加上當時大氣中的高含氧量,整個(ge) 大陸很容易變成火的世界。石炭紀有近46%的生物在一場持續十餘(yu) 年的火災中滅絕,這場大火對當時的生態環境造成重創,火災結束後,幸存的生物由於(yu) 缺少食物,很快也會(hui) 被餓死。大量植物與(yu) 煤炭的燃燒,對大氣環境也產(chan) 生嚴(yan) 重的影響,據估計由於(yu) 溫室效應的影響,當時全球平均氣溫可能飆升到30攝氏度,而且一些有毒的硫化物氣體(ti) 在大氣層中更是飄蕩了上萬(wan) 年,使得大量動植物死亡,呼吸係統薄弱的節肢動物大量滅絕,巨蟲時代結束。
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