Carbonifero

Carbone carbonifero
Dati chiave
Notazione cronostratigrafica VS
Notazione francese h
Valutazione FGR h
Livello Periodo / Sistema
Erathema / Era
- Eonotheme / Aeon 		Paleozoico
fanerozoico

Stratigrafia

Scopo
Inizio Fine
Punto stratotipico mondiale 358,9 ± 0,4  mA Punto stratotipico mondiale 298,9 ± 0,15  mA

Devoniano Permiano

Sedimentario
Notevoli litologie strati carboniferi

Suddivisioni

Paleogeografia e clima

Tempo metereologico
Valuta O 2 atmosferico ca. 25  % vol
( 125  % di corrente )
Tasso di CO 2 atmosferico ca. 450  ppm
(il doppio del livello prima della rivoluzione industriale )
Temperatura media 25  ° C
(+ 11  ° C rispetto alla corrente )

Contesto geodinamico

flora e fauna

Descrizione di questa immagine, commentata anche di seguito Pulmonoscorpius , uno scorpione carbonifero che misura 70 cm di lunghezza. Molti artropodi terrestri erano grandi durante questo periodo a causa della sovrabbondanza di ossigeno .

Evoluzione

Affioramenti

Il Carbonifero è un periodo geologico del Paleozoico . Varia da −358,9 ± 0,4 a −298,9 ± 0,2  milioni di anni (Ma) . Il Carbonifero segue il Devoniano e precede il Permiano . Il suo nome deriva dai vasti giacimenti di carbone che ha lasciato nell'Europa occidentale .

Il Pangea ha continuato la sua formazione durante il Carbonifero, la temperatura media stabile durante la prima parte del Carbonifero diminuisce successivamente. La parte meridionale del Gondwana è ricoperta da un ghiacciaio continentale, ma alle latitudini più basse predomina un ambiente favorevole e ricco di vita.

Questo periodo è caratterizzato dai primi grandi alberi. Nell'America nord- orientale , i gigli di mare stanno diventando meno comuni e sono quasi inesistenti entro la fine di questo periodo. La vita marina è ricca di crinoidi e altre specie di echinodermi . I brachiopodi sono abbondanti. I trilobiti divennero scarsi. Sulla terra esiste una variegata popolazione di piante . La terra dei vertebrati comprende prima grandi anfibi e rettili.

In alcuni dei vecchi testi francesi, a volte veniva usato un altro nome (ora obsoleto): Carboniferian.

Suddivisioni

A livello globale, la Commissione Internazionale di Stratigrafia divide il Carbonifero in due sottosistemi (o sotto-periodi): il Pennsylvanian e il Mississippian , ciascuno suddiviso in tre serie: inferiore, medio e superiore, ciascuno comprendente uno o due stadi. La datazione delle suddivisioni corrisponde a quella della scala temporale geologica pubblicata nel 2012 ( Geologic Time Scale 2012, GTS2012 ).

Pennsylvanian
  Pennsylvanian superiore:
  Gzhelian (303,7 ± 0,1 - 298,9 ± 0,2 mA)
  Kasimovian (307,0 ± 0,1 - 303,7 ± 0,1 mA)
  Pennsylvaniano centrale:
  Moscoviano (315,2 ± 0,2 - 307,0 ± 0,1 mA)
  Bassa Pennsylvania:
  Bashkirian (323,2 ± 0,4 - 315,2 ± 0,2 mA)
Mississippian
  Mississippiano superiore:
  Serpukhovian (330,9 ± 0,2 - 323,2 ± 0,4 mA)
  Medio Mississippi:
  Visean (346,7 ± 0,4 - 330,9 ± 0,2 mA)
  Mississippi inferiore:
  Tournaisian (358,9 ± 0,4 - 346,7 ± 0,4 mA)

In Europa usiamo anche i concetti di Slesia e Dinantiano , questi periodi corrispondono al Pennsylvanian e al Mississippian ad eccezione del Serpukhovian che si trova nella Slesia . Lo Stéphanien , livello regionale per l'Europa nordoccidentale, copre parte del Gzhélien e del Kasimovien.

Paleogeografia

Il calo globale del livello del mare alla fine del Devoniano è stato invertito all'inizio del Carbonifero. Questo innalzamento del livello del mare crea mari di piattaforma e depositi di carbonato del Mississippiano . Un calo delle temperature si verifica al Polo Sud e il Gondwana meridionale è ghiacciato. Non è noto se i ghiacciai di questo continente fossero nuovi o se esistessero già durante il Devoniano . Queste condizioni più fredde hanno scarso effetto alle latitudini più basse, dove le paludi lussureggianti sono comuni.

Il livello del mare scende verso la metà del Carbonifero. Molte specie marine sono colpite e si estinguono, in particolare crinoidi e ammoniti . Questo episodio segna il confine tra il Mississippiano e il Pennsylvanian .

Il Carbonifero è un periodo di orogenesi attiva: la Pangea è in fase di formazione. I continenti dell'emisfero meridionale rimangono collegati in Gondwana , mentre questo supercontinente si scontra con la Laurussia lungo quella che attualmente è la costa orientale del Nord America (vedi l'articolo Alleghanian Orogeny ). La catena dell'Ercino in Europa e gli Appalachi nel Nord America si formarono durante questa collisione. La placca eurasiatica si fonde con l'Europa occidentale a livello degli Urali . La maggior parte della Pangea viene quindi assemblata ad eccezione della Cina settentrionale e del sud-est asiatico. La forma della Pangea all'estremità del Carbonifero è quella di una C quasi chiusa, con uno spesso bordo sinistro; quasi quella di un D .

Ci sono due principali oceani carboniferi, Panthalassa e Paleotetide , all'interno del C formato dalla Pangea del tardo carbonifero.

Esistono altri oceani minori:

Tempo metereologico

Dopo avviato il raffreddamento durante il Devoniano , la temperatura è calda, nonostante il livello di CO 2 stimata al 0,9% (pari a trenta volte quella del XIX °  secolo) e stabile durante la prima parte del carbonifero durante la seconda parte del Carbonifero il clima si sta raffreddando di nuovo. Il Gondwana , a latitudini più alte dell'emisfero meridionale, è in parte coperto di ghiaccio, la glaciazione continua all'inizio del Permiano . La Laurussia si trova a basse latitudini e difficilmente risente del raffreddamento.

Geologia

Gli strati rocciosi risalenti al Carbonifero in Europa e Nord America sono spesso costituiti da sequenze ripetute di calcare , arenaria , scisto e carbone . In Nord America , i depositi di calcare sono in gran parte di origine marina. I depositi di carbone carbonifero hanno fornito gran parte delle risorse energetiche necessarie per la rivoluzione industriale . Sono ancora oggi la fonte energetica più utilizzata al mondo per produrre elettricità e sono la principale causa del riscaldamento globale antropogenico.

I grandi depositi di carbone sono dovuti a due fattori:

L'alto tasso di CO 2 dall'atmosfera (30 volte quella del XIX °  secolo) di certo favorito la crescita della vegetazione.

È stato ipotizzato che il seppellimento di grandi quantità di legno sia dovuto al fatto che batteri e animali non erano ancora sufficientemente evoluti per essere in grado di digerire e abbattere nuove piante legnose. La lignina è difficile da decomporre. Inoltre, le piante legnose di questo periodo avevano un rapporto corteccia / legno molto maggiore rispetto a oggi, da 8 a 1 a 20 a 1, rispetto a 1 a 4 di oggi. La corteccia dovrebbe contenere tra il 38 e il 58% di lignina. La lignina non è solubile, può rimanere nel terreno per centinaia di anni e inibire la decomposizione di altre sostanze vegetali.

Un massiccio seppellimento di carbonio può aver portato a un eccesso di ossigeno nell'aria fino al 35%, ma i modelli rivisti considerano questa cifra non realistica e stimano che la percentuale di ossigeno nell'aria debba essere compresa tra il 15 e il 25%. Alti livelli di ossigeno sono una delle cause addotte per il gigantismo di alcuni insetti e anfibi , la cui dimensione è inversamente correlata alla loro capacità di assorbire ossigeno.

flora e fauna

Fauna selvatica

Il Carbonifero vede la comparsa dell'uovo amniotico e di conseguenza degli amnioti . Il gruppo appare intorno a 340  Ma , i sinapsidi si differenziano intorno a 320  Ma e i saurospidi 5  Ma dopo. Entro la fine del Carbonifero, entrambi i cladi saranno al loro posto e ben diversificati.

Il gigantismo mostrato dagli artropodi (miriapodi giganti, Arthropleura , libellula gigante Meganeura ) e anfibi carboniferi è spiegato da un alto livello di diossigeno contenuto nell'aria (vicino al 35% invece dell'attuale 21%), quasi assenza di predatori e cibo abbondante.

Flora

La foresta carbonifera rimane oggi sotto forma di depositi di carbone , che sono depositi fossili . Era costituito da grandi alberi, in particolare Lepidodendri , alti 40 metri ( licofite arborescenti); C'erano anche i Calamiti , alberi alti 10 metri, simili agli equiseti odierni, e le felci arboree. Se la foresta Carbonifera era per la maggior parte una foresta di Pteridofite (piante che non producono fiori o semi, tra cui licofite, calamiti e felci), le prime conifere arcaiche (le Cordaitales ), nonché un gruppo ormai estinto, le Pteridospermale ("felci da seme").

Estinzioni

Il divario di Romer

I primi 15 milioni di anni del Carbonifero sono segnati da una povertà di fossili terrestri negli strati geologici. Questa lacuna nella documentazione fossile è chiamata lacuna di Romer , dal nome del paleontologo americano Alfred Romer . Sebbene sia stato a lungo dibattuto se questa lacuna sia il risultato di un deficit nella fossilizzazione o si riferisca a un evento reale, uno studio pubblicato nel 2006 mostra che il periodo corrispondente ha visto un calo dei livelli di ossigeno nell'atmosfera, indicando un qualche tipo di ecologia. crollo. Questo periodo vide la scomparsa dei tetrapodi basali devoniani, come l' Ichthyostega , e l'ascesa di temnospondili e rettiliomorfi più avanzati , caratterizzanti la fauna dei vertebrati terrestri del Carbonifero.

Crollo della foresta pluviale carbonifera

Prima della fine del periodo Carbonifero, ci sono circa 305 milioni di anni fa, avvenne un'estinzione di massa, che interessò principalmente piante, chiamata collasso della foresta pluviale dal Carbonifero (English CRC Carboniferous Rainforest Collapse ). Foreste umide Vaste improvvisamente crollati come il clima, caldo e umido, fresco girato e secca, probabilmente a causa di intensa glaciazione e il calo del livello del mare. Le foreste hanno visto il loro shrink spazio e la loro flora ha perso gran parte della sua diversità (il Lycophytes in particolari furono le grandi vittime di questo crollo).

Gli anfibi, che all'epoca erano i vertebrati dominanti, furono in gran parte spazzati via; i rettili, d'altra parte, hanno continuato a diversificarsi a causa di adattamenti critici che hanno permesso loro di sopravvivere in habitat più aridi, in particolare l'uovo dal guscio duro, e le squame, che trattengono l'umidità meglio di loro, così come la pelle degli anfibi.

Causa della fine del Carbonifero

Il carbone ha smesso di formarsi ci sono quasi 290 milioni di anni (Late Carboniferous). Secondo uno studio che ha confrontato l' orologio molecolare e il genoma di 31 specie di basidiomiceti ( agaricomiceti  : "  marciume bianco  ", un gruppo che contiene anche funghi che non degradano la lignina -  marciume bruno  - e le specie ectomicorriziche ), questa formazione sembra arrestare l'antrace per potersi spiegare con la comparsa di nuove specie di funghi lignivori ( detti anche xilofagi ) capaci di degradare tutta la lignina grazie agli enzimi ( lignina perossidasi ).

Note e riferimenti

  1. (de) contenuto di ossigeno nell'atmosfera fanerozoica
  2. (en) anidride carbonica fanerozoica
  3. (in) temperatura della Terra
  4. Gradstein et al. 2012 , p.  603-651.
  5. Gradstein et al. 2012 .
  6. [PDF] (in) "  International chronostratigraphic chart (2012)  " , su http://www.stratigraphy.org/ .
  7. Gradstein, Ogg e Smith 2005 , p.  227.
  8. Steven M. Stanley, terra di storia del sistema. (New York: WH Freeman and Company, 1999), 414-426.
  9. (in) Jennifer M. Robinson , "  Lignina, piante terrestri e funghi: evoluzione biologica che influisce sull'equilibrio dell'ossigeno del fanerozoico  " , Geologia , vol.  18, n o  7,1990, p.  607-610 ( DOI  10.1130 / 0091-7613 (1990) 018 <0607: LLPAFB> 2.3.CO; 2 , riepilogo ).
  10. (in) Robert A. Berner , "  L'ossigeno atmosferico nel tempo del Fanerozoico  " , PNAS , vol.  96, n o  20,1999, p.  10955-10957 ( leggi in linea ).
  11. (in) Timothy M. Lenton , "  Il ruolo delle piante terrestri, degli agenti atmosferici del fosforo e del fuoco nell'ascesa e nella regolazione dell'ossigeno atmosferico  " , Global Change Biology , vol.  7, n o  6,2001, p.  613-629 ( DOI  10.1046 / j.1354-1013.2001.00429.x ).
  12. (in) NJ Butterfield , "  Ossigeno, animali e ventilazione oceanica: una vista alternativa  " , Geobiology , vol.  7, n o  1,2009, p.  1–7 ( PMID  19200141 , DOI  10.1111 / j.1472-4669.2009.00188.x )
  13. (a) Martin Lockley e Christian Meyer, Dinosaur Tracks and Other Fossil Footprints of Europe , Columbia University Press,2000, p.  32.
  14. Marcel Bournérias e Christian Bock , Il genio delle piante. Fragili conquistatori , Humensis,2 settembre 2014( ISBN  978-2-7011-8702-0 , leggi online ), p.135
  15. (in) Michael I. Coates e Jennifer A. Clack , "  di Romer gap: tetrapodi e Oring terrestrialità  " , Museo Nazionale di Storia Naturale Bulletin , 4 ° serie, vol.  17, n osso  1-41995, p.  373-388 ( riepilogo ).
  16. (in) Peter Waerd Conrad Labandeira Michel Laurin e Robert A. Berner , "La  conferma del gap di Romer hanno un intervallo di ossigeno basso che limita i tempi della terrestrializzazione iniziale degli artropodi e dei vertebrati  " , PNAS , vol.  103, n o  45,2006, p.  16818-16822 ( DOI  10.1073 / pnas.060782410 ).
  17. Sahney, S., Benton, MJ e Falcon-Lang, HJ, “  crollo pluviale innescato Pennsylvanian diversificazione tetrapod in Euramerica  ”, Geologia , vol.  38, n o  12,2010, p.  1079–1082 ( DOI  10.1130 / G31182.1 , Bibcode  2010Geo .... 38.1079S )
  18. Heckel, PH, "  Pennsylvanian cyclothems in Midcontinent North America as ext-field effects of waxing and waning of the Gondwana glights  ", Resolving the Late Paleozoic Ice Age in Time and Space: Geological Society of America Special Paper , vol.  441,2008, p.  275-289 ( ISBN  978-0-8137-2441-6 , DOI  10.1130 / 2008.2441 (19) )
  19. Floudas D. et al. (2012). L'origine paleozoica della decomposizione enzimatica della lignina ricostruita da 31 Fungal Genomes Science, 336, 1715, ( abstract )

Bibliografia

Vedi anche

Articoli Correlati

link esterno

Cronologia di eoni, ere, sistemi nella storia della Terra .   Cronologia di epoche, sistemi, serie del Fanerozoico  
Paleozoico Mesozoico Cenozoico
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