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石炭纪雨林崩溃事件

石炭紀雨林崩潰事件(Carboniferous rainforest collapse)是一個小型滅絕事件,發生在大約3.05億年前的石炭紀末期[1]。它改變了覆蓋歐洲和美洲赤道地區的廣闊煤炭森林。 這一事件可能將森林分裂。也導致許多植物和動物物種變的矮小,以及不久之後的物種滅絕。事件發生之後,熱帶森林又開始繼續分布在地球的大部分地區,但其程度和組成發生了變化。

事件發生在石炭紀莫斯科阶英语Moscovian (Carboniferous)的結束和早期卡西莫夫阶英语Kasimovian之間。

此事件屬小型物種滅絕事件,不過仍然有許多物種於此次事件中滅絕,包括受影響最深的昆蟲,兩棲動物和爬行類等。

Coal forests continued
在石炭雨林崩潰後,煤炭森林的種類。 這些植物化石來自CRC後約500萬年的森林之一。 然而,森林的組成從一個由鱗木屬主導的森林,改變為樹蕨種子蕨

目录

陸地上的滅絕编辑

在石炭紀,歐亞大陸的廣闊煤炭森林支持高聳的石松門和異質混合植被的出現,以及提供各種各樣的動物生活:巨型蜻蜓千足蟲蟑螂兩棲動物和第一種羊膜動物

植物编辑

石炭紀煤炭森林的崛起,通過腐蝕著低能量的物質,開始大大改變了風景,像是擁有豐富有機物的河流,與有著穩定、多渠道的沖積島。木本植物的持續演化通過洪氾平原森林的密度,木質碎片的產生以及根系組合的複雜性和多樣性的增加而使洪氾平原有著較少的侵蝕和運動[2]

首先,石炭纪晚期蕨類植物的頻率逐漸上升,並接著最早的二疊紀。蕨類為主的生態系統發生了變化。在莫斯科 - 卡西莫夫邊界處開始有著蜿蜒和分枝河流的出現,大型木質碎片的出現以及原木堵塞的記錄顯著減少[2]。雨林分裂的越來越小。並在最近的卡西莫維時期,雨林從化石記錄中消失。

 
來自費爾德山國家公園的蕨類植物和樹林,給人一種石炭紀熱帶雨林可能會出現的樣貌。

動物编辑

在崩潰之前,動物物種分佈非常广泛:同一物種遍布熱帶地區,但在崩潰後每個倖存的雨林叢發展了自己獨特的物種組合。許多兩棲類物種滅絕,而爬行動物在危機後發展為更多樣化的物種[1]。雖然大多數生命因缺乏資源而快速消失。但是隨著幸存的植物和動物重新恢復,它們適應其不適合的環境,以方便取得新的資源。石炭紀雨林崩潰後,每個雨林叢進化出自己的物種,並有著獨特的“特有性”。

動物和植物的恢復编辑

雨林的分裂在歐洲留下了一些孤立的避難所; 然而,即使這些也不能維持物種的生存。有許多物種的特點在Moscovian熱帶濕地已經消失[3],包括Flemingitaceae,Diaphorodendraceae,Tedeleaceae,Urnatopteridaceae,Alethopteridaceae,Cyclopteridaceae,Neurodontopteridaceae[3]。石炭森林的消失導致大氣中氧氣水平的減少,這使得當時巨大的節肢動物縮小。 由於氧氣減少,這些昆蟲的尺寸不能再變大,因此,這在棲息地的喪失之間,巨型節肢動物在此事件中滅絕了。最顯著的是巨脈蜻蜓和千足蟲(節胸屬)。

脊椎動物 

這個突然的崩溃影響了很多種主流的脊椎動物。迷齒類兩棲動物被影響的特別嚴重,而爬行動物更適應於隨後的干燥氣候。兩棲動物必須回到水里產卵,但爬行動物剛好相反 - 其蛋裡的羊膜具有確保透氣並保持濕潤,因而可以放置在陸地上。並更好地適應新的條件。爬行動物開始比崩潰前用更快的速度獲得新的利益,速度比兩棲動物快得多。他們適應了新的食物,包括食草和食肉,以前只有食蟲和食肉的爬行動物。

這次的滅絕對兩棲動物的演化具有長期的影響。在長期寒冷的天氣下,兩棲動物可以通過降低代謝率冬眠(即在大部分時間都待在洞穴下不活動)來生存。然而,這只是一個短期的策略,而不適合處理長期的不利條件,特別是適應乾燥的方式。由於兩棲動物的能力有限,難以適應或主導二疊紀的干燥環境,許多兩棲種類未能及時佔據新的生態位置,並且已經滅絕。

 
這是早期的陸地哺乳動物的樣貌。爬行動物如始祖單弓獸屬是在崩潰以後迅速恢復的物種。

可能的原因编辑

氣候

關於石炭紀雨林崩塌的原因和性質有幾個假設,其中有一些包括著氣候變化。在巴什基爾後期冰川期之後,氣候便開始由潮濕變成干旱。 從最近的賓夕法尼亞紀中期晚莫斯科階)開始,乾旱的循環便開始了。在石炭紀雨林崩潰的時候,氣候變得更冷也變得更乾燥。這在岩石記錄中有反映到,因為地球進入了一個短暫、激烈的冰河時代。海平面下降了100米,冰川覆蓋了岡瓦那大陸南部的大部分地區。更涼爽,更乾燥的氣候條件不利於熱帶雨林和其中大部分生物的生長,。雨林縮小成孤立的島嶼,熱帶雨林被限制在潮濕的山谷,並進一步的分開。原始的石松科雨林和其生物群有些許物種倖存在這個氣候危機。大氣中二氧化碳的濃度在賓夕法尼亞紀晚期和早二疊紀中處於低谷中。

然後,隨著後來的全球暖化扭轉了氣候趨勢,剩餘的熱帶雨林,在正在快速變化且無法生存的氣候條件中消失了。

隨著後來氣候變化導致的再次乾燥,熱帶雨林最終被會季節性乾燥的生物群落所取代。雖然崩潰的確切速度和性質不清楚,但通常認為在地質學方面發生的速度較快,頂多只有幾千年。

多重原因

近年來,科學家提出了許多地球上的大滅絕事件,是由於多種原因在時間上一致地發生。支持者提出多種支持的理由,因為他們似乎沒有發現任何一種單一原因足以導致大規模滅絕,或單一種原因可能產生的滅絕模式。地球上最大的兩種滅絕事件被假設為有多重原因的。

參考資料编辑

  1. ^ 1.0 1.1 Sahney, S., Benton, M.J. & Falcon-Lang, H.J. Rainforest collapse triggered Pennsylvanian tetrapod diversification in Euramerica (PDF). Geology. 2010, 38 (12): 1079–1082. Bibcode:2010Geo....38.1079S. doi:10.1130/G31182.1. 
  2. ^ 2.0 2.1 Davies, N.S.; Gibling, M. R. Evolution of fixed-channel alluvial plains in response to Carboniferous vegetation. Nature Geoscience. 2011, 21 (9): 629–633. Bibcode:2011NatGe...4..629D. doi:10.1038/ngeo1237. 
  3. ^ 3.0 3.1 Borja Cascales-Miñana; Christopher J. Cleal. The plant fossil record reflects just two great extinction events. Terra Nova. 2013, 26 (3): 195–200. doi:10.1111/ter.12086. 

延伸閱讀编辑