Каменноугольный период (359-299 миллионов лет назад) известен, как эра гигантских насекомых. И это действительно так. Членистоногие, практически на всём его протяжении владевшие сушей почти безраздельно достигали тогда огромных размеров: трёхметровые многоножки, тараканы длиной сорок сантиметров, скорпионы — лучше не знать, насколько большие, и, разумеется, стрекозы с 80-сантиметровым размахом крыльев. Стрекоз следует отметить особо. Насекомые стали первыми живыми существами, овладевшими техникой полёта. Это было свершением. Открытием новой эпохи. Что же касается размеров, то в них, как раз, не было решительно ничего особенного. Гигантизм был вызван отсутствием угрозы со стороны позвоночных хищников. И не более того.
По этой причине, гигантизм членистоногих наблюдался в карбоне только на суше. В море властвовали акулы и аммониты, а костистые рыбы образовывали «средний класс». От былого величия членистоногих не осталось и следа. Удерживая часть ниш в основании пищевой пирамиды, фактически, в карбоне они уже играли в океане туже самую роль, что и ныне. И, соответственно, старались не расти, так как это лишь привлекало внимание позвоночных хищников.
В пресных же водах властвовали амфибии. В карбоне земноводные переживали расцвет, создавая феерическое многообразие форм, в том числе и гигантских — до 8 метров в длину (что, впрочем, не являлось рекордом, самые крупные амфибии появились позже — в перми). В основном амфибии оставались водными существами, выбирающимися на берег только в случае крайней необходимости и передвигающиеся по суше с трудом. Но чрезвычайно острая конкуренция побуждала их к освоению новой среды обитания.
Уже в раннем карбоне появились первые позвоночные, способные не ползать, а ходить. То есть, передвигаться, приподняв брюхо над землёй. К концу периода была взята ещё одна высота: открыт был способ движения, при котором ноги переставлялись не поштучно, а по две сразу. Таким образом, появилась и была успешно решена проблема удержания баланса: при ходьбе приходилось сохранять равновесие, имея всего две точки опоры. Членистоногие не научились этому до сих пор.
Приспосабливаясь к питанию, а затем и к размножению на суше, амфибии обзавелись крепкими (и уже пятипалыми ногами), усовершенствовали скелет, изобрели непроницаемую для газов и жидкости кожу с чешуёй, скорлупу для яиц и новый тип развития, не включающий жабродышащую личинку. В связи с этим в старых изданиях можно встретить утверждение, что в конце карбона на Земле появились рептилии.
Современная точка зрения на момент появления рептилий (да и на само понятие «рептилия») несколько иная. Уже в середине каменноугольного периода появились рептиломорфы — парафилетическая (не имеющая общего предка) обширная и разнообразная группа, представители которой сочетали признаки рептилий и амфибий в различных и внезапных комбинациях. Коллективно рептиломорфы являлись переходной формой между амфибиями с одной стороны и рептилиями и звероящерами (которых ныне к рептилиям уже не присчитывают) с другой. Настоящие — «истинные» — рептилии появляются только в середине следующего — пермского — периода.
К концу карбона рептиломорфы уже уверенно теснят гигантских насекомых в экваториальной зоне… И только в ней. Поскольку, влажные джунгли практически по всей территории планеты исчезают, уступив место ледникам и пустыням. Ибо главным событием каменноугольной эпохи стало завершение процесса замены первичной — преимущественно углекислотной, как на Венере и Марсе, — атмосферы, на вторичную, преимущественно азотную. Углерод из состава атмосферы перешёл в минеральную форму — уголь. Причиной этого стала неспособность существовавших в то время организмов разрушать лигнин — древесину. Если листья разлагались, то стволы лишь заносились песком, унося в недра планеты углерод. Подробностям данного процесса, впрочем, посвящена отдельная статья.
Механизм, запущенный в конце девона работал очень эффективно. Разогнавшись в почти вертикальном пикировании, концентрация углекислоты в конце карбона пробила всякое дно. Но не остановилась и пошла дальше — уже в область современных значений, которых, впрочем, достигла лишь в начале следующего — пермского — периода.
Но фотосинтез, в процессе которого из углекислого газа растениями добывается углерод, приводит к высвобождению кислорода. Соответственно, в процессе трансформации атмосферы, его концентрация росла, достигнув в среднем карбоне запредельных 35-45%… Затем, она, впрочем, стала падать.
То есть, минерализация углерода до конца карбона продолжалась ударными темпами. Лишь в начале перми она прекратилась по техническим причинам. Потеря парникового эффекта привела к одному из сильнейших в истории планеты оледенений. Примитивные, неприспособленные к холодному и сухому климату леса погибли, и почти вся суша превратилась в подобие арктической пустыни. Уничтожение растительности привело к временному прекращению изъятия из атмосферы углекислого газа. А уже потом, ко времени когда планета оправилась от шока и вновь покрылась уже более совершенными, готовыми к испытаниям лесами, редуценты освоили переработку лигнина, и древесные стволы перестали уносить в под землю углерод. Но пока этого не случилось, свободный кислород продолжал поступать в атмосферу в огромных количествах. Что в конце карбона, однако, уже не вело к увеличению его концентрации, которая только уменьшалась, опустившись к началу перми до 10-15%.
Куда пропал кислород? Он израсходовался, вступив в реакции с минералами. Причём, с такими, с которыми в норме — в современных условиях — не реагирует. Вероятность реакции зависит от температуры и парциального давления, то есть, давления, которое оказывает не вся атмосфера, а некий её компонент. Пока удельное давление кислорода было вдвое больше, окисление шло намного активнее. Собственно, в такой атмосфере от первой же молнии даже влажный тропический лес вспыхнет, как коробок спичек. Но ничего подобного, разумеется, не происходило ни в карбоне, ни в меловом периоде, когда кислорода снова стало слишком много. Ибо углекислый газ препятствует горению. А его тоже было много.
Высокая концентрация кислорода в атмосфере может сохраняться только в условиях высокой же концентрации углекислого газа. По мере её падения в конце карбона начал и постепенно, безопасными темпами выгорать и «лишний» кислород.
Спасибо автору. Очень интересный цикл статей! Мне интересно мнение автора об индустриальном потепление сегодняшних дней, с чем борются маститые динозавры от науки.
Потепление наличествует. Является ли оно техногенным — вопрос отдельный. Климатология не имеет сейчас должного развития, чтобы утверждать что-то с уверенностью