Ben Slater*1
Úvod:
Uhlí bažiny jsou klasické terestrické (pozemní) ekosystémů Karbonu a Permu období. Jsou lesy, které rostly v Prvohorních Éry (včetně Karbonu a Permu), v nichž se objem rostlinné biomasy umírá a je uložena v zemi byla větší, než objem klastické (zrn, pre-stávající kámen) materiál, což vede k hromadění rašeliny. To bylo následně pohřbeno a nakonec se v průběhu geologického času změnilo na uhlí. Tyto bažiny vedly k většině hlavních, průmyslové zásoby uhlí, které se dnes těží. Paleontologie těchto uhelných ekosystémů je dobře známa z karbonských hornin Eurameriky (moderní Evropa a Severní Amerika), díky historii těžby uhlí v těchto regionech. Rozsáhlé bažinaté oblasti, které produkovaly husté zásoby uhlí, se však vytvořily i jindy v historii země, zejména v Permu. Během Raného Permu, uhlí bažiny Euramerica nadále dařit v Cathaysia (tektonické bloky, které tvoří moderní Čína), a v průběhu Permu, uhlí bažiny dominuje semen rostliny zvané glossopterids byly nalezeny na Jižní Polokouli superkontinentu Gondwana (tvořen z moderní Indie, Austrálie, Antarktidy, Afriky, Madagaskaru a Jižní Ameriky). Uhelné bažiny karbonu (obr. 1) a brzy Permian tvořil především v tropických oblastech, zatímco gondwanan uhelné bažiny pozdějšího Permian tvořil v mírných oblastech vyšší šířky. Uhlí lesy vyvinut především v nížinných oblastech, jako jsou říční delty, ale tam je zaujatost v závodě fosilní záznam, protože fosilizace je pravděpodobné, že se vyskytují v těchto podmáčených stanovišť, což znamená, že fosilie sušší, horské rostlinných společenstev jsou mnohem méně časté, a tak je známo jen málo rostlin, které tu rostly.
Vznik uhlí:
Uhlí je v současné době především zdrojem elektrické energie na světě a jedním z největších zdrojů antropogenního oxidu uhličitého. Vzniká převážně hromaděním mrtvé rostlinné hmoty, která se hromadí ve vrstvách rašeliny. V místech, kde není vystavena kyslíku), například na úpatí jezera nebo bažiny, nebo pokud je les zaplaven stoupajícími moři, rostlinný materiál bohatý na uhlík se biodegraduje. Tato rašelina je pak pohřbena sedimenty uloženými na ní a podléhá rostoucímu tlaku a teplotě. Nakonec, rašeliny jsou litifikovány, nebo zhutněny na pevnou horninu, a tvoří uhlí.
uhelné koule:
většina informací, které máme o uhelných bažinách, pochází z podrobného zkoumání uhelných koulí: rostlinné hmoty, která byla obrátil na zkameněliny přes permineralization, proces, v němž minerálů, v tomto případě uhličitan vápenatý, prosakovat do organické hmoty a tvoří interní obsazení. Uhelné koule se často tvoří v kyselých rašelinách nebo když mořská voda proniká stlačenou rostlinnou hmotou. Karbonátové formy kalená kulička, která odolává kompresi po pohřbu, čímž se zachovává zbytky rostlin ve výjimečných detail; i mobilní údaje mohou být uchovávány. Takové struktury lze studovat pomocí řady technik. Jedním z nejúspěšnějších je výroba octanu peelingy, který zahrnuje řezání uhlí míč pomocí high-powered viděl, pak ponořením řezu povrchu v lázni kyseliny fluorovodíkové rozpustit oxid křemičitý a vápenatý okolní fosilní, takže organické zbytky stojí jen hrdý na povrchu řezu. Na tento povrch se nalije aceton a na něj se položí list acetátu, poté se odloupne. To odhaluje průřez uhelnou koulí, která ukazuje výjimečné detaily uvnitř (obr. 2), které lze pozorovat pod mikroskopem.
Rostliny uhlí bažiny:
Lepidodendron
název Lepidodendron byl původně přiřazen šupinatý kmen zkameněliny nalézt běžně v Karbonského uhlí opatření (Obr. 3b), ale nyní se odkazuje na celou rostlinu, která byla rekonstruována jako obrovský stromový organismus. Lepidodendron dominoval Karbonským uhelným bažinám a předpokládá se, že dosáhl výšky 40 metrů. Není úzce spjata se stromy dneška; namísto, Lepidodendron je lycopsid, více úzce souvisí s moderními klubovými mechy a brky. Tlustý kmen tvořil pól, který neměl žádné větve, kromě koruny na samém vrcholu zralé rostliny. Vzorek podobný měřítku na kmeni byl vytvořen jizvami listů (polštáře, kde letáky spadly). V životě to bylo pravděpodobně zelené, protože na rozdíl od moderních stromů byl kmen složen z fotosyntetizujících tkání. Větve v koruně zralého Lepidodendronu skončily v reprodukčních strukturách, které vypadají podobně jako kužely (obr. 3a). Rozmnožování probíhalo prostřednictvím spór jako u moderních lycopsidů, spíše než semen jako u většiny moderních rostlin. To byl odvozen ze srovnání s moderní lycopsids, že mnoho druhů Lepidodendron reprodukována pouze jednou, na konci svého života. Rovněž se odhaduje, že rostlina mohla růst do plné výšky za pouhých 10-15 let. Lepidodendron rostl v hustých porostech, jak víme ze shromáždění zkamenělých pařezů, ale baldachýny těchto lesů by byly mnohem otevřenější než ty moderních deštných pralesů. Protože Lepidodendron pouze rozvětvené tvořit korunu, když zralý, mnozí ze stromu jako rostliny v lese, by bylo dětinské poláci blokuje jen malé množství světla.
kořeny Lepidodendronu jsou samy o sobě běžnými fosiliemi a dostávají jméno Stigmaria.
kalamity
kalamity jsou běžně nalezené kmenové fosílie uhelných měr (obr. 4a,b). Tyto stopky jsou hrbolatá, s rozdělené segmenty, některé dosahující 60 centimetrů napříč, a dostatečně široký, aby naznačují, že v životě rostliny by dosáhl až do 20 m výšky. Rostliny, které tvořily tyto stonky, jsou blízkými příbuznými moderních přesliček. Listy byly uspořádány do kruhových přeslenů a rostliny rostly v nejmokřejších oblastech uhelné bažiny, kolem jezer a okrajů řek.
Sphenopsidy
sphenopsidy mají podobný vzhled jako kalamity, s nimiž jsou úzce příbuzné, ale jsou považovány za mnohem menší rostliny s rozsahem výšek. Některé byly vinné révy jako scramblery. Listy rostly na stoncích v přeslenech, nazývaných Annularia (obr. 4c).
kapradiny
kapradiny byly běžnou součástí uhelných ekosystémů z období karbonu a Permu, stejně jako v mnoha dnešních prostředích. Liší se od malých keřovitých rostlin až po velké stromové kapradiny. Strom-velké kapradiny řádu Marattiales jsou běžné zkameněliny Britské Karbonského Uhlí Opatření, vyskytující se v uhlí koule a jako vyrovnaný adpression fosílie (tvořeny jak komprese a dojem).
Pteridosperms
Tato různorodá skupina rostlin je známý neformálně jako ‚seed-kapradiny, protože jejich listy listy povrchně podobají těm z pravého kapradiny, ale na rozdíl od skutečné kapradiny na pteridosperms reprodukovány prostřednictvím velkých semen na základě jejich listy. Skupina je nyní považována za parafyletickou, což znamená, že zahrnuje několik skupin rostlin, které jsou navzájem jen vzdáleně příbuzné. Rostliny nazývané pteridospermy byly běžné v karbonských i permských mokřadních ekosystémech.
Glossopteridy
glossopteridy dominovaly uhelným bažinám vyšší šířky jižní polokoule během středního a pozdního Permu. Název skupiny pochází ze společného fosilního listu Glossopteris, což je název, který se nyní používá pro celou rekonstruovanou rostlinu. Glossopteris byl stromový a nesl velké listy ve tvaru jazyka, které byly pravděpodobně vyloučeny během podzimu ve vyšších zeměpisných šířkách. Kořeny Glossopteris jsou známé jako Vertebraria (obr. 4d), pojmenované proto, že vypadají jako backbones při pohledu podélně. Kořeny obratlovců byly naplněny vzduchovými komorami, což mohlo být adaptací na bažinaté, podmáčené půdy, ve kterých rostly. Velké množství Glossopteris fosílie byly nalezeny mezi zbytky Kapitán Robert Falcon Scott a jeho čtyři společníci po Britské Terra Nova Expedice do Antarktidy (1910-13), který skončil katastrofou, se smrtí všech členů expedice. Distribuce Glossopteris napříč nyní rozptýlenými jižními kontinenty (obr. 5) byl citován jako první důkaz na podporu teorie kontinentálního driftu navržené Alfredem Wegenerem (1880-1930).
zvířata z uhelných bažin:
bohatá stanoviště poskytovaná uhelnými bažinami byla domovem rozmanité řady živočišných druhů, zejména Bezobratlých členovců. Pavoukovci, jako jsou štíři a trigonotarbidy (obr. 6a) patřili k dominantním predátorům karbonských lesů. Trigonotarbidy jsou vyhynulé pavoukovce podobné moderním pavoukům, ale postrádají schopnost točit hedvábné pavučiny. Myriapody (stonožky, stonožky a dvě menší skupiny)byly také přítomny v těchto uhelných suchozemských ekosystémech. Stonožky (Obr. 6b) byly mezi prvními zvířaty, aby kolonizovali suchozemské prostředí, a byly hojné jako detritivores (živí na rozkládající se organické hmoty) v Karbonu pralesy. Některé Karbonu a Raném Permu mnohonožky rostl velmi velké; jeden rod, Arthropleura, dosáhl délky až 3 m.
Ostatní obři z Prvohorních uhlí bažiny zahrnuty příbuzní moderní vážky z rodu Meganeura (Obr. 7)v karbonu a Meganeuropsis v Permian, který dosáhl rozpětí křídel až 75 cm. Byli by to nejlepší predátoři, určitě ve vzduchu během zralosti a pravděpodobně ve vodě během jejich nymfové fáze. Ostatní členovci, kteří se běžně vyskytují v ekosystémech uhelných lesů, jsou časnými příbuznými švábů a roztočů. Obratlovci, kteří žili v karbonských lesích, zahrnovali rané příbuzné obojživelníků a prvních plazů. Fosilní pozůstatky některých z nejstarších pravda, plodové (kladení vajíček) plazi, jako Hylonomus lyelli, se nacházejí uvnitř duté pařezy velkých rostlin Pennsylvanian (Horní Karbonu) uhlí ložiska Joggins, Nova Scotia, Kanada. Bylo navrženo, že plazi buď žili uvnitř těchto rozbitých pařezů, nebo se tam chránili před lesními požáry, vzhledem k tomu, že některé zbytky jsou bohaté na dřevěné uhlí. Vedle suchozemských tvorů žilo v jezerech, tůních a vodních cestách uhelných bažin mnoho vodních živočichů. Jednalo se o korýše, mlže, kraby podkovy přizpůsobené k životu ve sladkých nebo brakických vodách a ryby včetně sladkovodních žraloků.
osud uhelných bažin:
uhelných močálech tropické Euramerica postupně snížil ke konci Karbonu, vzhledem ke změně klimatu a protože nížinách, které jsou obsazené byly zničeny hory pozvednutí. Nicméně, ve vlhčích oblastech, jako je Cathaysia, karbonové deštné pralesy nadále dobře vzkvétaly do Permu. V celém Permu se klima stalo stále teplejším, což vedlo ke snížení ledové čepice na jižní polokouli. To upřednostňovalo odolnější rostliny nesoucí semena, jako jsou glossopteridy. Na konci Období Permu, 251 miliony lety, viděl největší masové vymírání v dějinách života, s odhadem 95% všech druhů na Zemi vymírá. Glossopteridy ovládané uhelné bažiny Gondwany byly mezi oběťmi tohoto hromadného vyhynutí. Z hornin raného triasu nejsou známa žádná ložiska uhlí. Tenké uhlíky omezené míře vrátit pouze ve Středním Triasu skály, některé deset milionů let později, poté, co je známo, geologové a paleontologové jako uhlí mezera. Předpokládá se, že to odráží zánik ekosystémů tvořících uhlí a že trvalo mnoho milionů let, než se nové skupiny rostlin přizpůsobily k vytvoření mokřadních rašelinných stanovišť.
Cleal, CJ & Thomas, B. a. 1994. Rostlinné fosílie britských uhelných opatření. Dorchester: Paleontologická Asociace. ISBN 0901702536
Cleal, C. J. & Thomas, B.a. 2009. Úvod do fosilií rostlin. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978052188715.1
1 School of Geography, Earth and Environmental Sciences, University of Birmingham, Edgbaston, Birmingham B15 2TT, UK.