Karbon

Das Karbon ist eine Hauptabteilung der geologischen Zeitskala, die sich vom Ende des erstreckt Devon Zeitraum, etwa 359,2 Ma (vor Millionen Jahren), bis zum Beginn der Perm Zeitraum, etwa 299,0 Ma ( ICS 2004). Wie bei den meisten älteren geologisch Perioden sind die Gesteinsbetten, die den Beginn und das Ende der Periode definieren, gut identifiziert, aber die genauen Daten sind um 5–10 Millionen Jahre ungewiss. Das Karbon ist nach dem Umfangreichen benannt Kohle Betten dieses Alters in Western gefunden Europa . Das erste Drittel des Karbons wird Mississippi-Epoche genannt, und der Rest wird Pennsylvanien genannt. Nadelbäume wurden in dieser wichtigen und bekannten Zeit eingeführt.

Paläozoikum
Kambrium Ordovizium Silur Devon Karbon Perm
Karbonzeit
Mississippi Pennsylvanisch
Niedriger/früh Mitte Ober/Spät Niedriger/früh Mitte Ober/Spät
Tournaise Visean Serpuchowien Baschkirisch Moskauer Kasimovian | Gzhelian

Unterteilungen

Das Karbon wird normalerweise in die Epochen Pennsylvanien (später) und Mississippi (früher) unterteilt. Die Faunastadien vom jüngsten bis zum ältesten, zusammen mit einigen ihrer Unterteilungen, sind:



Spätes Pennsylvanian Gzhelian (neueste)

  • Noginsky/Virgilian

Spätpennsylvanischer Kasimovian

  • Klazminskian
  • Dorogomilovksian / Virgilian
  • Chamovnicheskian/Kantabrian/Missourian
  • Krevyakinskian/Kantabrian/Missourian

Mittelpennsylvanischer Moscovian

  • Myachkovsky/Bolsovian/Desmoinesian
  • Podolskisch/Desmoinesisch
  • Kashirskyan/Atokan
  • Vereiskian/Bolsovian/Atokan

Frühes pennsylvanisches Bashkirian / Morrowan

  • Melekessky/Duckmantian
  • Cheremshanski/Langsettian
  • Yeadonisch
  • Marsdenian
  • Kinderscoutian

Spätes Mississippi Serpukhovian

  • Alportian
  • Chokierianisch/Chesterianisch/Elvirianisch
  • Arnsbergisch/Elvirisch
  • Pendleian

Mittleres Mississippi-Visean

  • Brigantian/St. Genevieve/Gasperian/Chesterian
  • Asbisch/Meramacian
  • Holkerian/Salem
  • Arundian/Warschau/Meramecian
  • Tschad/Keokuk/Osagean/Osage

Frühes Mississippi Tournaisian (ältestes)

  • Ivorisch/Osagean/Osage
  • Hastarian/Kinderhookian/Chautauquan/Chouteau

Paläogeographie

Ein globaler Abfall des Meeresspiegels am Ende des Devon kehrte sich früh im Karbon um; Dies schuf die weit verbreiteten epikontinentalen Meere und die Karbonatablagerung des Mississippi. Es gab auch einen Rückgang der südpolaren Temperaturen; Das südliche Gondwanaland war während der gesamten Zeit vergletschert, obwohl es ungewiss ist, ob die Eisdecken ein Überbleibsel aus dem Devon waren oder nicht. Diese Bedingungen hatten offenbar wenig Einfluss auf die tiefen Tropen, wo üppige Kohlesümpfe innerhalb von 30 Grad der nördlichsten Gletscher blühten.

Ein Rückgang des Meeresspiegels in der Mitte des Karbons löste ein großes Meeressterben aus, das Seelilien und Ammoniten besonders hart traf. Dieser Meeresspiegelabfall und die damit verbundene Diskordanz in Nordamerika trennt die Mississippi- von der Pennsylvanien-Periode.

Das Karbon war eine Zeit des aktiven Gebirgsbaus, als der Superkontinent Pangäa zusammenkam. Die südlichen Kontinente blieben im Superkontinent Gondwana zusammengebunden, der entlang der heutigen Linie des östlichen Nordamerika mit Nordamerika-Europa (Laurussia) kollidierte. Diese kontinentale Kollision führte zur hercynischen Orogenese in Europa und zur alleghenischen Orogenese in Nordamerika; Es verlängerte auch die neu erhobenen Appalachen nach Südwesten als die Ouachita-Berge. Im gleichen Zeitraum schweißte sich ein Großteil der heutigen osteurasischen Platte entlang der Linie des Uralgebirges mit Europa zusammen. Der größte Teil des mesozoischen Superkontinents Pangäa war jetzt zusammengebaut, obwohl Nordchina (das im letzten Karbon kollidieren würde) und Südchina noch immer von Laurasia getrennt waren. Das spätkarbonische Pangaea hatte die Form eines „O“.

Es gab zwei große Ozeane im Karbon – Panthalassa und Paläo-Tethys, das sich innerhalb des „O“ im Karbon Pangaea befand. Andere kleinere Ozeane schrumpften und wurden schließlich geschlossen – der Rheische Ozean (geschlossen durch die Versammlung von Süden und Nordamerika ), der kleine, flache Ural-Ozean (der durch die Kollision der Kontinente Baltica und Sibirien geschlossen wurde, wodurch das Uralgebirge entstand) und der Proto-Tethys-Ozean (geschlossen durch die Kollision Nordchinas mit Sibirien/Kasachstan).

Steine ​​und Kohle

Karbongesteine ​​in Europa und im östlichen Nordamerika bestehen größtenteils aus einer sich wiederholenden Abfolge von Kalkstein, Sandstein, Schiefer u Kohle Betten, die in den USA als „Cyclothems“ und in Großbritannien als „Coal Measures“ bekannt sind. In Nordamerika besteht das frühe Karbon größtenteils aus marinem Kalkstein, was für die Aufteilung des Karbons in zwei Perioden in nordamerikanischen Schemata verantwortlich ist. Die kohlenstoffhaltigen Kohleflöze lieferten während des Jahres einen Großteil des Brennstoffs für die Stromerzeugung Industrielle Revolution und sind nach wie vor von großer wirtschaftlicher Bedeutung.

Die großen Kohlevorkommen des Karbons verdanken ihre Existenz vor allem zwei Faktoren. Die erste davon ist das Auftreten rindentragender Bäume (und insbesondere der Evolution der Rindenfaser Lignin). Der zweite ist der niedrigere Meeresspiegel, der während des Karbons im Vergleich zum Karbon auftrat Devon Zeitraum. Dies ermöglichte die Entwicklung ausgedehnter Tiefland-Sümpfe und Wälder in Nordamerika und Europa. Einige vermuten, dass große Mengen von Holz wurden in dieser Zeit wegen Tieren begraben und verwesten Bakterien hatte noch nicht entwickelt die das neue Lignin effektiv verdauen könnten. Die umfangreiche Bestattung von biologisch erzeugten Kohlenstoff zu einem Überschussaufbau geführt Sauerstoff in der Atmosphäre; Schätzungen gehen davon aus, dass der maximale Sauerstoffgehalt 35 % beträgt, verglichen mit 21 % heute. Dieser Sauerstoffgehalt erhöhte wahrscheinlich die Lauffeueraktivität und führte auch dazu Insekt und amphibischer Gigantismus – Kreaturen, deren Größe durch Atmungssysteme eingeschränkt wird, die in ihrer Fähigkeit, Sauerstoff zu diffundieren, eingeschränkt sind.

Im östlichen Nordamerika sind Meeresbetten im älteren Teil der Periode häufiger als im späteren Teil und fehlen im späten Karbon fast vollständig. Anderswo gab es natürlich eine vielfältigere Geologie. Das Meeresleben ist besonders reich an Seelilien und anderen Stachelhäutern. Brachiopoden waren reichlich vorhanden. Trilobiten wurden ziemlich ungewöhnlich. An Land groß und vielfältig Pflanze Populationen existierten. Zu den Landwirbeltieren gehörten große Amphibien.

Leben

Wirbellose Meerestiere

In den Ozeanen sind die wichtigsten Gruppen die Foraminiferen, Korallen, Bryozoen, Brachiopoden, Ammonoideen, Stachelhäuter (insbesondere Seelilien) und Chondrichthyes (Haie und ihre Verwandten).

Erstmals nehmen Foraminiferen eine prominente Rolle in der Meeresfauna ein. Die große spindelförmige Gattung Fusulina und seine Verwandten waren im heutigen Russland, China, Japan und Nordamerika reichlich vorhanden; andere wichtige Gattungen umfassen Valvulin , Endothyra , Archaediskus , und Saccamina (letztere in Großbritannien und Belgien üblich). Einige kohlenstoffhaltige Gattungen sind noch vorhanden.

Die mikroskopisch kleinen Schalen von Radiolaria werden in Hornsteinen dieses Alters im Kulm von Devonshire und Cornwall sowie in Russland, Deutschland und anderswo gefunden.

Schwämme sind aus Nadeln und Ankertauen bekannt und umfassen verschiedene Formen wie die Calcispongea Cotyliskus und Girtycoelie , und der ungewöhnliche koloniale Glasschwamm Titusvilla .

Sowohl riffbildende als auch einsame Korallen diversifizieren und gedeihen; dazu gehören sowohl raue (z. Eckzahn , Corwenia , Neozaphrentis ), Heterokorallen und tabellieren (z.B. Chaetetes , Chladochon , Michelinia ) Formen.

Conulariden waren gut vertreten durch Eicheln

Bryozoen sind in einigen Regionen reichlich vorhanden; die Fenestelliden einschließlich Fenster , Polypora , und das Bemerkenswerte Archimedes , so genannt, weil es die Form einer archimedischen Schraube hat.

Brachiopoden sind auch reichlich vorhanden; Sie enthalten Produkt-IDs, von denen einige (z. gigantoproductus ) erreichte eine sehr große Größe (für Brachiopoden) und hatte sehr dicke Schalen, während andere es mögen Chonetes waren konservativer in der Form. Athyrididen, Spiriferiden, Rhynchonelliden und Terebratuliden sind ebenfalls sehr verbreitet. Unartikulierte Formen umfassen Discina und Crania . Einige Arten und Gattungen hatten eine sehr weite Verbreitung mit nur geringen Variationen.

Anneliden wie z Spirorbis und Serpuliten sind häufige Fossilien in einigen Horizonten.

Unter den Mollusken nehmen die Muscheln immer mehr an Zahl und Bedeutung zu. Typische Gattungen umfassen Aviculopecten , Posidonomie , Kern , Kohlensäure , Edmondia , und Modiola

Konokard ist ein gewöhnlicher Rostroconch.

Gastropoden sind auch zahlreich, einschließlich der Gattungen Murchisonia , Euomphalos , Natikopsis .

Nautiloide Kopffüßer werden durch eng gewickelte Nautiliden dargestellt, wobei Formen mit gerader und gekrümmter Schale immer seltener werden. Goniatit-Ammonoide sind weit verbreitet.

Trilobiten sind selten und werden nur von der Proetid-Gruppe repräsentiert. Ostrakoden wie z Kythera , Kirkbya , und Beyrichia sind reichlich vorhanden.

Unter den Stachelhäutern waren die Seelilien am zahlreichsten. Dichte Unterwasserdickichte langstieliger Seelilien scheinen in seichten Meeren gediehen zu sein, und ihre Überreste wurden zu dicken Felsschichten konsolidiert. Prominente Gattungen umfassen Cyathocrinus , Woodocrinus , und Actinocrinus . Seeigel wie z Archaeocidaris und Paläechinus waren auch dabei. Die Blastoiden, zu denen die Pentreinitidae und Codasteridae gehörten und die oberflächlich den Seelilien ähnelten und lange, am Meeresboden befestigte Stiele besaßen, erreichten zu dieser Zeit ihre maximale Entwicklung.

Fische

Viele Fische bewohnten die Karbonmeere; überwiegend Elasmobranchier (Haie und ihre Verwandten). Dazu gehörten einige, wie Psammodus , mit zerkleinernden pflasterähnlichen Zähnen, die zum Zerkleinern der Schalen von Brachiopoden, Krebstieren und anderen Meeresorganismen geeignet sind. Andere Haie hatten durchdringende Zähne, wie der Symmoriida; Einige, die Petalodonten, hatten eigentümliche zykloide Schneidzähne. Die meisten Haie lebten im Meer, aber die Xenacantida drangen in das Süßwasser der Kohlensümpfe ein. Unter den Knochenfischen scheinen auch die in Küstengewässern vorkommenden Palaeonisciformes in Flüsse eingewandert zu sein. Sarcopterygische Fische waren ebenfalls prominent, und eine Gruppe, die Rhizodonten, erreichte eine sehr große Größe.

Die meisten Arten von Karbon-Meeresfischen wurden größtenteils anhand von Zähnen, Flossenstacheln und Hautknöchelchen beschrieben, wobei kleinere Süßwasserfische ganz erhalten wurden.

Süßwasserfische waren reichlich vorhanden und schließen die Gattungen ein Ctenodus , Lass uns gehen , Akanthoden , stinkend , und Gyrakanthus .

Pflanzen

Die Landpflanzen des frühen Karbons waren denen des vorangegangenen spätesten Devons sehr ähnlich, aber zu dieser Zeit tauchten auch neue Gruppen auf.

Die wichtigsten Pflanzen des frühen Karbons waren die Equisetales (Pferdeschwänze), Sphenophyllales (rebartige Pflanzen), Lycopodiales (Bärlappen), Lepidodendrales (Schuppenbäume), Filicales (Farne), Medullosales (früher zu den „Saatfarnen“ gezählt), eine künstliche Ansammlung einer Reihe früher Gymnospermen-Gruppen) und der Cordaitales. Diese dominierten während des gesamten Zeitraums, aber im späten Karbon tauchten mehrere andere Gruppen auf, Cycadophyta (Palmfarne), die Callistophytales (eine weitere Gruppe von 'Samenfarnen') und die Voltziales (mit den Nadelbäumen verwandt und manchmal darunter eingeschlossen).

Die kohlenstoffhaltigen Lycophyten der Ordnung Lepidodendrales, die Cousins ​​(aber keine Vorfahren) der winzigen Bärlappe von heute sind, waren riesige Bäume mit 30 Meter hohen Stämmen und bis zu 1,5 Meter Durchmesser. Diese enthielten Schmetterling (mit seinem Fruchtkegel genannt Lepidostrobus ), Hallonia , Lepidophloios und Sigillarie . Die Wurzeln mehrerer dieser Formen sind als bekannt Stigmatisierung .

Die Wedel einiger Karbonfarne sind fast identisch mit denen lebender Arten. Wahrscheinlich waren viele Arten epiphytisch. Fossile Farne und 'Samenfarne' umfassen Pecopteris , Cyclopteris , Neuropteris , Alethopteris , und Keilbein ; Megaphyton und Kaulopteris waren Baumfarne.

Die Equisetales enthielten die gemeinsame Riesenform Calamiten , mit einem Stammdurchmesser von 30 bis 60 cm und einer Höhe von bis zu 20 Metern. Sphänophyllum war eine schlanke Kletterpflanze mit Blattwirbeln, die wahrscheinlich sowohl mit den Calamiten als auch mit den Lycopoden verwandt war.

Cordaiten , eine hohe Pflanze (6 bis über 30 Meter) mit riemenartigen Blättern, war mit den Palmfarnen und Koniferen verwandt; heißt der kätzchenartige Blütenstand, der eibenartige Beeren trug Kardiocarpus . Es wurde angenommen, dass diese Pflanzen in Sümpfen und Mangroven leben. Echte Nadelbäume ( Waichia , der Ordnung Voltziales) erscheinen später im Karbon und bevorzugen höher gelegene, trockenere Böden.

Wirbellose Süßwasser- und Lagunentiere

Zu den wirbellosen Süßwasser-Karbontieren gehören verschiedene zweischalige Weichtiere, die in Brack- oder Süßwasser lebten, wie z Anthrakomie , Naiadil , und Kohlensäure ; diverse Krebstiere wie z Baidia , Karbonia , Estheria , Acanthocaris , Dithyrokaris , und Anthrapalaemon .

Die Eurypteriden waren ebenfalls vielfältig und werden durch Gattungen wie vertreten Eurypterus , Glyptoskorpion , Anthrakonekten , Megarachne (ursprünglich als Riesenspinne fehlgedeutet) und die spezialisierte sehr groß Hibbertopterus . Viele davon waren amphibisch.

Häufig führte eine vorübergehende Rückkehr mariner Bedingungen zu Meeres- oder Brackwassergattungen wie z Lingula , Orbiculoidea und Produkt in den dünnen Betten gefunden werden, die als Meeresbänder bekannt sind.

Wirbellose Landtiere

Fossile Überreste der Luftatmung Insekten , Myriapoden und Spinnentiere sind aus dem späten Karbon bekannt, aber bisher nicht aus dem frühen Karbon. Ihre Vielfalt, wenn sie erscheinen, zeigt jedoch, dass diese Arthropoden sowohl gut entwickelt als auch zahlreich waren. Zu den Insektengruppen gehören die Syntonopterodea (Verwandte der heutigen Eintagsfliegen), die reichlich vorhandenen und oft großen saftsaugenden Palaeodictyopteroidea, die riesigen räuberischen Protodonata (Greiffliegen), die vielfältigen pflanzenfressenden „Protorthoptera“ und zahlreiche basale Dictyoptera (Vorfahren der Schaben) . Viele Insekten wurden aus den Kohlerevieren von Saarbruck und Commentry sowie aus den hohlen Stämmen fossiler Bäume in Nova Scotia gewonnen. Einige britische Kohlereviere haben gute Exemplare hervorgebracht: Archäoptit , aus dem Kohlenrevier von Derbyshire, hatte eine Flügelspannweite von mehr als 35 cm; einige Exemplare ( Brodia ) weisen noch Spuren leuchtender Flügelfarben auf. In den Baumstämmen von Nova Scotia landen Schnecken ( Archäozoniten , Dendropupa ) wurden gefunden.

Tetrapoden

Kohlehaltige Amphibien waren in der Mitte der Periode vielfältiger und häufiger als heute; Einige waren bis zu 6 Meter lang, und diejenigen, die als Erwachsene vollständig terrestrisch waren, hatten schuppige Haut. Sie umfassten eine Reihe von basalen Tetrapodengruppen, die in frühen Büchern unter der Labyrinthodontia klassifiziert wurden. Diese hatten lange Körper, einen mit Knochenplatten bedeckten Kopf und im Allgemeinen schwache oder unentwickelte Gliedmaßen. Die größten waren über 2 Meter lang. Sie wurden von einer Ansammlung kleinerer Amphibien begleitet, die zu den Lepospondyli gehörten und oft nur etwa 15 cm lang waren. Einige kohlenstoffhaltige Amphibien waren aquatisch und lebten in Flüssen ( Loxoma , Eogyrinos , Proterogyrinus ); andere könnten semi-aquatisch gewesen sein ( Ophiderpeton , Amphibie ) oder terrestrisch ( Dendrepeton , Hyloplesion , Tuditanus , Anthrakosaurus ).

Eine der größten evolutionären Innovationen des Karbons war das Amnioten-Ei, das die weitere Ausbeutung des Landes durch bestimmte Tetrapoden ermöglichte. Dazu gehörten die frühesten Sauropsid Reptilien ( Hylonom ) und die früheste bekannte Synapsida ( Archaeothyris ). Diese kleinen eidechsenartigen Tiere brachten schnell viele Nachkommen hervor. Das Amnioten-Ei erlaubte diesen Vorfahren erst später Vögel , Säugetiere , und Reptilien sich an Land zu vermehren, indem das Austrocknen oder Austrocknen des Embryos im Inneren verhindert wird. Am Ende der Karbonperiode hatten sich die Reptilien bereits in eine Reihe von Gruppen diversifiziert, darunter Protorothyrididen, Captorhiniden, Aerosceliden und mehrere Familien von Pelycosaurier .

Pilzleben

Da Pflanzen und Tiere in dieser Zeit an Größe und Fülle zunahmen (dh. Schmetterling ) Landpilze weiter diversifiziert. Meerespilze bewohnten noch immer die Ozeane.

Dieser Artikel enthält Text aus der Encyclopædia Britannica Elfte Auflage , eine Veröffentlichung, die jetzt gemeinfrei ist.