Лепидодендроны: Чешуйчатые гиганты сотворившие уголь

Казалось что такому чудовищу место найдётся только в море, и странно на суше было представить гигантское змеевидное, впечатанное в уголь покрытое ромбической чешуёй тело, тем более в древнюю эпоху, когда до появления огромных ящеров было ещё очень далеко. Ещё труднее было представить в реальном, а не вымышленном мире существо многоглавое, но окаменелости свидетельствовали, что из тянущегося на десятки метров узкого туловища вырастают несколько шей. В действительности, вообразить такое чудо оказалось настолько трудно, что палеонтологи сразу догадались, что это просто дерево — с чешуёй. Чешуйчатым деревом — лепидодендроном — его и назвали.

Собственно, это было ещё не дерево, а гигантский плаун. Как следствие, ветвями и кроной лепидодендроны не обладали, хотя ствол их и разделялся на несколько отростков. Листья же крепились прямо к стволу. Высыхая и отваливаясь, они и оставляли похожую на чешую мозаику на коре. Идея была не слишком хороша, и чешуйчатым деревьям приходилось тянуться в вверх, чтобы увеличить освещённую солнцем поверхность. Жесткий ствол позволял растению достигать высоты 35-40 метров. Любопытно, что до такого размера лепидодендроны вырастали всего за несколько лет. Вытягивались они очень быстро — как бамбук. Однако, свойственной деревьям долговечностью не отличались.

Хотелось бы, нагнетая интригу, сказать, что растение это являлось загадочным… но увы. Просто большой плаун. С чешуёй. Зато, оно было чрезвычайно важным и буквально изменило планету. Лепидодендроны являлись первым действительно удачным проектом в области деревостроения. Благодаря им, хотя и не только им, — к концу карбона появились и куда более совершенные деревья, — Земля покрылась лесами. Существенно, однако, другое. Лепидодендроны радикально изменили атмосферу, послужив основным материалом для формирования угольных залежей.

Причём здесь атмосфера? Атмосфера древней Земли, также, как и на Марсе, и на Венере сейчас, являлась углекислотной. К началу карбона в ней уже был кислород в достаточном для позвоночных количестве. Но как и показано в фильме «Аватар» — дышать углекислотной атмосферой, всё-таки, нельзя. Если ты не термит. И от содержания в ней кислорода это не зависит.

Часто можно услышать, что растения производят кислород, но это не совсем так. Кислород — в любом случае ерунда. Задачей растений и животных являлась очистка атмосферы от углекислого газа, запасы которого, к тому же, постоянно пополняются вулканами.

В норме растения никакого влияния на состав атмосферы не оказывают. Синтезирующие организмы расщепляют углекислоту и воду, высвобождая кислород, но ровно столько же кислорода расходуется (с образованием углекислоты и воды) при разложении того, что насинтезировано. Изменить баланс может процесс минерализации, то есть, захоронения углерода. Если растение не будет съедено и не сгниёт, а окажется глубоко под землёй, унося с собой углерод, лишний кислород появится в атмосфере. Углекислого же газа, соответственно, станет меньше.

Процесс удаления углекислоты начался ещё в эпоху, когда фотосинтез был аноксигенным, то есть, не сопровождался выделением кислорода. И продвигался бойко, поскольку редуценты способные разлагать трупы других существ, в тем времена просто отсутствовали. Скапливающаяся в океанских впадинах отмершая органика, по крайней мере частично, послужила материалом для образования залежей нефти. Примерно 2.5 миллиарда лет назад при фотосинтезе начал выделяться и кислород. Но происходило это долгое время без последствий. Он расходовался на окисление горных пород и метана в атмосфере. Лишь окислив всё что можно, кислород стал понемногу накапливаться.

Однако, углекислоты, несмотря на то, что она, подобно кислороду, поглощается и абиогенным путём, вступая в соединения с некоторыми минералами, всё ещё оставалось слишком много. Даже больше, чем азота. И только образование угольных залежей в карбоне решительно переломило ситуацию.

Известно, что уголь образуется из «законсервированной» в болотах без доступа кислорода органики. Что погрузившийся под гнётом минеральных осадочных отложений на километр торф превращается в бурый, а на три километра — в каменный уголь. Но таким способом уголь образуется сейчас. В прошлом всё было проще. Древнейший угольный пласт относится к эпохе силура, когда для минерализации органике — водорослям — достаточно было оказаться выброшенными на сушу. Бактерии, способные разлагать их, тогда ещё обитали только в море.

Девять же десятых угольных залежей образовались именно в карбоне и тоже благодаря не болотам, а попустительству редуцентов.

Лепидодендроны изобрели лигнин — полимер, превращающий мягкие травянистые стволы в древесину. Простейшие и грибы как-то этот факт проворонили и представления не имели, что делать с этим веществом. В результате, засохшие и упавшие стволы чешуйчатых деревьев просто лежали на земле, постепенно погружаясь в почву. Пока лес не умирал. Поскольку нетленная древесина уносила из круговорота веществ не только углерод, но и необходимый для жизни растений фосфор. Лес заносился песком и позже, после образования нового слоя почвы, вырастал на том же месте снова. Так повторялось десятки раз.

К концу карбона атмосфера ещё не стала пригодной для человека, но уже могла считаться преимущественно азотной. Огромное же количество высвободившегося кислорода в основном минерализовалось, растратившись на окисление изверженных пород в последующие периоды. И в дальнейшем его концентрация в атмосфере менялась, в зависимости от вулканической активности и интенсивности биогенной минерализации углерода.

Новые публикации также можно увидеть на Дзен-канале