Carbon regnskovskollaps ( CRC ) er en relativt lille (sammenlignet med andre, såsom Perm-Trias eller Kridt-Paleogen ) masseudryddelse , der fandt sted for omkring 305 millioner år siden i Carbon-perioden [1] . Som følge heraf er artssammensætningen af de enorme kulskove [2] , der dækkede ækvatorialområderne i Laurussia (nu Europa og Nordamerika ), ændret. Krisen i karbonskovene førte højst sandsynligt til fragmenteringen [3] af karbonskovene, opdelingen af tidligere sammenhængende massiver i separate "øer", hvilket igen bidrog til et fald i størrelse og snart udryddelsen af mange plante- og dyrearter. I sidste ende overlevede kulskovene over store områder i ækvatorialbæltet, men de områder, de besatte, og deres artssammensætning ændrede sig.
Krisen i karbonskovene begyndte i slutningen af Moscovian [4] og fortsatte i begyndelsen af Kasimovian (fra 315,2 til 303,7 Ma, Sen Carbon).
I Carbon bestod de enorme tropiske skove, der dækkede Laurussia , af trælignende køllemoser og var hjemsted for forskellige planter og dyr: kæmpe guldsmede og tusindben, kakerlakker, padder og de første amnioter .
Indførelsen af tropiske skove i Carbon ændrede markant landskaberne, bremsede erosionen af flodbredder og fik floder til at akkumulere alluvium , hvilket resulterede i dannelsen af flodsletter og flodøer, herunder deltaer . Den fortsatte udvikling af trælignende planter bidrog til stabiliteten af flodsletter (reduktion af erosion, reduktion af jordmobilitet) på grund af fremkomsten af flodsletteskove, herunder akkumulering af organiske materialer i flodsletter og fiksering af jord ved at plante rodsystemer trænger ind i dem. [5]
Kulstofskovskrisen var en sekvens af ændringer. For det første, i slutningen af Moskva-tallet, begyndte der gradvist at dukke økologisk ukrævende arter af bregner op. [6] Så, i begyndelsen af det Kasimoviske århundrede, var der en pludselig og storstilet udryddelse af de klovne, der dominerede indtil det tidspunkt , trælignende bregner blev de vigtigste skovdannende planter . [7] Dette bekræftes af nyere undersøgelser, der viser, at slyngninger og flodkanaler med flodøer blev karakteristiske for den tid, og stammer rykket op af floder dukkede op i sedimenterne på det tidspunkt, men på grænsen til Moskva og Kasimov århundreder var sådanne stammer. blev væsentligt mindre. [5] Tropiske skove er fragmenterede, deres tidligere forenede massiver bryder op i skrumpende øer, og ved slutningen af den Kasimoviske periode forsvinder tropiske kulskov fra fossiloptegnelsen.
Før krisen i karbonskovene var de fleste af de dyrearter, der levede i dem , kosmopolitiske : de samme arter var fordelt over hele det tropiske bælte i Pangean . Men som et resultat af krisen, der brød et enkelt bælte af tropiske skove til isolerede øer, begyndte hver af disse skovøer at udvikle sin egen unikke dyreart. Mange arter af padder er uddøde, mens artsdiversiteten af krybdyr tværtimod er steget som følge af kulstofskovskrisen. [1] Dette udviklingsforløb kan forklares med teorien om ø-biogeografi , der viser, hvordan evolutionen forløber i små isolerede levesteder. Denne teori blev oprindeligt udviklet til oceaniske øer, men kan anvendes på andre fragmenterede økosystemer, hvor små øer er omgivet af andre levesteder. Teorien om øens biogeografi viser, at habitatfragmentering har en ødelæggende effekt på dyr og planter: Mange arter dør simpelthen ud på grund af mangel på de ressourcer, de har brug for. De overlevende arter tilpasser sig begrænsede ressourcer, nyder godt af den nye fordeling af disse ressourcer og udvikler sig, hvilket giver anledning til nye former. Efter kulstofskovskrisen har hver tilbageværende ø af livet taget sin egen evolutionære vej, hvilket resulterer i mange unikke og endemiske arter.
Fragmenteringen af våde biotoper førte til, at der kun var nogle få små øer med tropiske skove tilbage på det fremtidige Europas territorium, som ikke var i stand til at understøtte mangfoldigheden af flora, der var karakteristisk for Moskva-tallet, der gik forud for krisen. [8] I det første århundrede af Perm - Assel - var mange familier af planter fra tropiske regnskove, karakteristiske for Moskva-tallet, døde ud. [otte]
Planternes tilbagegang bidrog til et fald i niveauet af ilt i atmosfæren, nemlig det høje niveau af ilt i den tidligere æra sikrede den normale respiration af datidens gigantiske leddyr . Faldet i atmosfæriske iltniveauer, såvel som tabet af levesteder, førte til udryddelse af gigantiske leddyr, såsom meganeuri guldsmede og arthropleura tusindben .
Den pludselige forvandling af et tidligere samlet og stort bælte af tropiske skove til små isolerede øer har i høj grad påvirket en række store taxa af hvirveldyr. Labyrintodonter led meget, mens de første krybdyr tilpassede sig de nye forhold bedre, idet de fysiologisk var tilpasset det tørre klima, der herskede. Padder er tvunget til at vende tilbage til vandet for at yngle, da deres æg og fiskelignende larver kun kan udvikle sig i vand; i modsætning hertil lægger krybdyr fosteræg , der er i stand til at udvikle sig på land, og denne tilpasning har vist sig at være nøglen i det ændrede miljø. Krybdyr har overtaget nye økologiske nicher og gjort det hurtigere, end de gjorde før kulstofskovskrisen - og også meget hurtigere, end padder kunne. Det var krybdyr, der udviklede sig fra insektædende og fiskeædende former, der hurtigt gav anledning til rigtige planteædere og rigtige rovdyr. [en]
Krisen i kulstofskovene har væsentligt påvirket udviklingen af padder. Moderne padder kan afvente ugunstige forhold (såsom vinter) ved at gå i dvale i huler eller under træstammer, men denne strategi virker ikke, hvis den ugunstige periode er forlænget, og den er heller ikke tilpasset til at bekæmpe langvarig udtørring. Paddernes evne til at tilpasse sig et tørt klima er yderst begrænset, og det er netop det klima, der blev etableret i Perm. Mange familier af padder kunne ikke tilpasse sig disse nye forhold og uddøde. [9]
Der er flere hypoteser om arten og årsagerne til kulstofskovkrisen, nogle af disse hypoteser nævner klimaændringer blandt årsagerne til udryddelse . [10] [11] [12] Efter istiden i slutningen af Bashkir-alderen (315,2-323,2 millioner år siden, begyndelsen af det sene karbon), blev klimaet sæsonbestemt med henholdsvis tørre og våde årstider. [13]
Efterfølgende, i slutningen af Moskva-tallet, blev klimaet endnu tørrere. På tidspunktet for kulstofskovskrisen var klimaet over hele planeten blevet tørrere og koldere. Den palæontologiske optegnelse taler om en kort og intens istid på dette særlige tidspunkt. Havniveauet faldt med 100 meter, og gletsjere dækkede store dele af Gondwana . [14] Det koldere og tørre klima favoriserede ikke væksten af tropiske skove eller de mange arter, der bor i dette økosystem. Tidligere brød et enkelt bælte af tropiske skove op i isolerede øer, bundet til våde bjergdale og mere og mere isoleret fra hinanden. Kun rester af de tidligere tropiske regnskove, som bestod af gigantiske køllemoser , har overlevet . Koncentrationen af kuldioxid i atmosfæren i slutningen af Carbon og begyndelsen af Perm var en af de laveste i historien. [13] [14]
Så ændrede klimatendenserne sig, efterfulgt af en periode med global opvarmning; resterne af de karbonholdige regnskove kunne ikke modstå de hurtige forandringer og forsvandt til sidst.
Ny aridisering i slutningen af palæozoikum bidrog til at erstatte tropiske regnskove med sæsonbestemt våde biomer. [15] Selvom krisens nøjagtige tempo og karakter i øjeblikket er ukendt, menes det, at forsvinden af kulstofskove, efter geologiske standarder, var en meget hurtig proces, der ikke tog mere end et par årtusinder.
Nyere undersøgelser af palæozoisk vulkanisme i Europa har vist, at der eksisterede en kappefane i området omkring det nuværende Skagerrak for omkring 300 millioner år siden [16] , som forårsagede en række store udbrud på meget kort tid, 297 ± 4 millioner år. siden. Tidspunktet for dannelsen af den tilsvarende tektoniske rift (forkastning) svarer bare til grænsen mellem Moskva- og Kasimov-århundrederne og kulstofskovenes krise. [17]
I de senere år er ideen i stigende grad blevet udtrykt blandt videnskabsmænd, at mange af masseudryddelserne var forårsaget af ikke én, men flere samtidige årsager. Tilhængere af dette synspunkt siger, at ingen af de foreslåede årsager til masseudryddelse isoleret set kunne have ført til en så ødelæggende virkning, som fandt sted i virkeligheden, og at den "grundlæggende" årsag til hver udryddelse kun kunne bestemme de grupper af organismer, der er mest berørt. Årsagerne til krisen i kulstofskovene kendes ikke med sikkerhed, så det er muligt, at flere årsager handlede i dette tilfælde på én gang.
Globale klimaændringer fandt sted i karbontiden i Moskva og Kasimov. Tørring af klimaet i Mellem- og Senkarbon faldt sammen med bratte ændringer, der påvirkede både hav- og landfauna. [18] Denne ændring afspejlede sig i sammensætningen af ældgamle jorde, der er kommet ned til vor tid [19] , hvilket viser, at karakteren af kanalprocesser har ændret sig , kanaler og landskaber generelt er blevet mere stabile, og klimaet ved begyndelsen af Kasimov-tiden blev tørrere. Dette er i overensstemmelse med den klimatiske hypotese om årsagerne til udryddelse, baseret på analysen af geologiske og palæontologiske (primært relateret til planter) beviser relateret til denne periode. [18] [20] [21]
Kulskovskrisen er blevet afspejlet i fossiloptegnelsen, hvor tilsvarende sten kommer til overfladen mange steder rundt om i verden:
Joggins-formationen i Nova Scotia, Canada er et UNESCOs verdensarvssted og er et fremspring med velbevarede fossiler. Disse fossiler, der gennem millioner af år er indgroet i det, der nu smuldrer sten på Atlanterhavskysten, blev opdaget i 1852 af Charles Lyell . I 1859 opdagede hans kollega, John William Dawson , det ældste kendte krybdyr, Hylonomus ( Hylonomus lyelli ) , i Joggins-formationen, hvorefter andre skeletter af dette dyr blev fundet. [22]