by Ben Slater*1
introdução:
os pântanos de carvão são os ecossistemas terrestres clássicos (terrestres) dos períodos Carbonífero e Permiano. São florestas que cresceram durante a era Paleozóica (abrangendo o Carbonífero e o Permiano) em que o volume de biomassa vegetal que estava morrendo e sendo depositado no solo era maior do que o volume de material clástico (grãos de rocha pré-existente), resultando em uma acumulação de turfa. Isto foi posteriormente enterrado, e eventualmente transformado em carvão ao longo do tempo geológico. Estes pântanos deram origem à maioria das principais reservas de carvão industrial que são extraídas hoje. A paleontologia destes ecossistemas formadores de carvão é bem conhecida das rochas carboníferas da Euramérica (hoje Europa e América do Norte), devido à história da exploração do carvão nestas regiões. No entanto, extensas áreas pantanosas que produziram reservas de carvão espesso também se formaram em outras ocasiões na história da terra, mais notavelmente no Permiano. Durante o Início do Permiano, o carvão pântanos de Euramerica continuou a florescer no Cathaysia (tectônica de blocos que se formaram moderna China), e, durante o Permiano, carvão pântanos dominado por plantas de sementes chamado glossopterids foram encontrados no Hemisfério Sul supercontinente Gondwana (formado a partir do dia moderno Índia, Austrália, Antártida, África, Madagascar e América do Sul). Os pântanos de carvão do Carbonífero (Fig. 1) e o Permiano inicial formou-se principalmente em regiões tropicais, enquanto os pântanos de carvão de Gondwanan formaram-se em regiões temperadas de maior latitude. Carvão de florestas desenvolvidos, principalmente, em áreas de várzea, como deltas de rios, mas há um viés na planta registro fóssil porque fossilização é mais provável de ocorrer nestes alagado habitats, o que significa que os fósseis do secador, terras altas, as comunidades de plantas são muito menos comuns, tão pouco é conhecido de plantas que cresceram lá.
formação de carvão:
o carvão é actualmente a principal fonte de electricidade do mundo, e uma das maiores fontes de dióxido de carbono antropogénico. É formada em grande parte através da acumulação de matéria vegetal morta, que se acumula em camadas de turfa. Se a turfa se acumula em condições anóxicas (isto é, em locais onde não está exposta ao oxigênio), como na base de um lago ou pântano, ou se uma floresta é inundada por mares em ascensão, o material vegetal rico em carbono não é biodegradável. Esta turfa é então enterrada por sedimentos depositados em cima dela, e está sujeita ao aumento da pressão e temperatura. Eventualmente, as turfeiras são litificadas, ou compactadas em rocha sólida, e formam carvão.
bolas de carvão:
grande parte da informação que temos sobre as plantas do pântano de carvão vem da investigação detalhada das bolas de carvão: matéria vegetal que foi transformada em fósseis através da permineralização, um processo no qual minerais, neste caso carbonato de cálcio, infiltram-se em matéria orgânica e formam um molde interno dela. As bolas de carvão formam-se frequentemente em turfa ácida, ou quando a água do mar permeia a matéria da planta comprimida. O carbonato forma uma esfera endurecida que resiste à compressão durante todo o enterro, preservando assim a planta permanece em detalhes excepcionais; mesmo detalhes celulares podem ser mantidos. Tais estruturas podem ser estudadas usando uma variedade de técnicas. Um dos mais bem sucedidos é a produção de cascas de acetato, que envolve o corte da esfera de carvão usando uma serra de alta potência, em seguida, mergulhando a superfície de corte em um banho de ácido fluorídrico para dissolver a sílica e carbonato em torno do fóssil, deixando os restos orgânicos de pé apenas orgulhoso da superfície de corte. Verte-se acetona sobre esta superfície e coloca-se sobre ela uma folha de acetato, depois remove-se. Isto revela uma seção transversal através da bola de carvão que mostra o detalhe excepcional dentro (Fig. 2), que pode ser observado ao microscópio.
Plants of the coal swamps:
Lepidodendron
the name Lepidodendron was originally assigned to scaly trunk fossils found commonly in Carbonífero coal measures(Fig. 3b), mas agora se refere a toda a planta, que foi reconstruída como um enorme organismo do tamanho de uma árvore. Lepidodendron dominou os pântanos de carvão Carbonífero, e acredita-se que tenha atingido alturas de 40 metros. Lepidodendron é um lycopsid, mais intimamente relacionado com mosses e quillworts clube moderno. O grosso tronco formou um pólo, que não tinha Ramos, além da coroa no topo da planta madura. O padrão em escala no tronco foi produzido por cicatrizes de folhas (almofadas onde folhetos caíram). Era provavelmente verde na vida porque, ao contrário das árvores modernas, o tronco era composto de tecidos fotossintetizantes. Os ramos na coroa do Lepidodendro Maduro terminam em estruturas reprodutivas que parecem semelhantes aos cones(Fig. 3a). A reprodução era através de esporos como nos licopsídeos modernos, ao invés de sementes como na maioria das plantas modernas. Foi deduzido a partir de comparações com os licopsídeos modernos que muitas espécies de Lepidodendron reproduziram apenas uma vez, no final de suas vidas. Também foi estimado que a planta pode ter crescido até sua altura completa em apenas 10-15 anos. Lepidodendron cresceu em povoamentos densos, como sabemos a partir de conjuntos de tocos fossilizados, mas as canopias destas florestas teriam sido muito mais abertas do que as das florestas tropicais modernas. Como o Lepidodendron só se ramificou para formar uma coroa quando madura, Muitas das plantas parecidas com árvores numa floresta teriam sido pólos juvenis bloqueando apenas uma pequena quantidade de luz.
as raízes de Lepidodendron são fósseis comuns em seu próprio direito, e recebem o nome de Stigmaria.
Calamites
Calamites are commonly found stem fossils of the coal measures(Fig. 4a, b). Estes caules estão repletos de segmentos divididos, cerca de 60 centímetros de diâmetro, e largo o suficiente para sugerir que na vida as plantas podem ter atingido até 20 m de altura. As plantas que formaram estes caules são parentes próximos das cavalinhas modernas. As folhas foram dispostas em ondulações circulares e as plantas cresceram nas áreas mais úmidas do pântano de carvão, em torno de lagos e margens do rio.
Sphenopsides
as sphenopsides são semelhantes em aparência às Calamites, às quais estão intimamente relacionadas, mas acredita-se que tenham sido plantas muito menores com uma gama de alturas. Alguns eram Mexidos. As folhas cresciam nos caules em flores, chamadas Annularia(Fig. 4c).Fetos
fetos
fetos eram um componente comum dos ecossistemas formadores de carvão dos períodos Carbonífero e Permiano, assim como em muitos ambientes hoje. Elas variam de pequenas plantas do tamanho de arbustos para grandes Samambaias. Fetos do tamanho de árvores da ordem Marattiales são fósseis comuns das medidas Britânicas De Carvão Carbonífero, ocorrendo em bolas de carvão e como fósseis de adpressão achatados (formados por uma compressão e uma impressão).
Pteridosperms
este grupo diverso de plantas é conhecido informalmente como “fetos-sementes” porque as suas frondes de folhas se assemelham superficialmente às de fetos verdadeiros, mas ao contrário dos fetos verdadeiros as pteridospermas reproduzidas através de grandes sementes na base das suas folhas. O grupo é agora considerado parafilético, o que significa que inclui vários grupos de plantas que estão apenas distantes um do outro. As plantas denominadas pteridospérmicas eram comuns tanto nos ecossistemas das zonas húmidas carboníferas como Permianas.
Glossopterídeos
os glossopterídeos dominaram os pântanos de carvão de maior latitude do Hemisfério Sul durante o Permiano Médio e final. O nome do grupo vem do vulgar Glossopteris fóssil de folha, um nome que agora é usado para toda a planta reconstruída. Glossopteris era de tamanho de árvore e tinha grandes folhas em forma de língua, que possivelmente foram derramadas durante o outono em latitudes mais altas. As raízes de Glossopteris são conhecidas como Vertebraria (Fig. 4d), nomeado porque eles se parecem com backbones quando vistos lengthways. As raízes Vertebrarias estavam cheias de câmaras de ar, o que pode ter sido uma adaptação aos solos pantanosos e inundados em que cresceram. Grandes quantidades de Glossopteris fósseis foram encontrados entre os restos do Capitão Robert Falcon Scott e seus quatro companheiros após o Britânico Terra Nova Expedição para a Antártica (1910-13), que terminou em desastre, com a morte de todos os membros da expedição. A distribuição de Glossopteris pelos continentes agora dispersos do Sul (Fig. 5) foi citado como evidência inicial em apoio à teoria da deriva continental proposta por Alfred Wegener (1880-1930).
animais dos pântanos de carvão:
os habitats ricos fornecidos pelos pântanos de carvão abrigavam uma variedade de vida animal, principalmente Artrópodes invertebrados. Aracnídeos, como escorpiões e trigonotárbidas (Fig. 6a) estavam entre os predadores dominantes das florestas carboníferas. Trigonotarbidas são aracnidas extintas semelhantes às aranhas modernas, mas sem a capacidade de fazer teias de seda. Miriapods (centopeias, millipedes e dois grupos menores) também estavam presentes nestes ecossistemas terrestres formadores de carvão. Millipedes (Fig. 6b) estavam entre os primeiros animais a colonizar o ambiente terrestre, e eram abundantes como nocivos (alimentando-se de matéria orgânica em decomposição) em florestas carboníferas. Alguns micélipedes carboníferos e antigos do Permiano cresceram muito; um gênero, Arthropleura, alcançou comprimentos de até 3 m.
outros gigantes dos pântanos do carvão Palaeozóico incluíam os parentes das libélulas modernas, do género Meganeura (Fig. 7) no Carbonífero e na Meganeuropsia no Permiano, que atingiu envergadura de até 75 cm. Estes teriam sido predadores de topo, certamente no ar durante a maturidade e provavelmente na água durante a fase de ninfa. Outros artrópodes encontrados comumente nos ecossistemas da floresta de carvão são parentes primitivos de baratas e ácaros. Vertebrados que viviam nas florestas carboníferas incluíam os primeiros parentes dos anfíbios e os primeiros répteis. Restos fósseis de alguns dos répteis amnióticos mais antigos, como Hylonomus lyelli, são encontrados dentro dos troncos vazios de grandes plantas do carvão Pennsylvano (alto Carbonífero) depósitos de Joggins na Nova Escócia, Canadá. Tem sido sugerido que os répteis ou viviam dentro destes tocos quebrados ou abrigados lá de incêndios florestais, dado que alguns dos restos são ricos em carvão vegetal. Ao lado das criaturas terrestres, muitos animais aquáticos viviam nos lagos, piscinas e cursos de água dos pântanos de carvão. Estes incluem crustáceos, bivalves, caranguejos-ferradura adaptados para viver em águas frescas ou salobras, e peixes incluindo tubarões de água doce.
destino dos pântanos de carvão:
os pântanos de carvão da euramérica tropical gradualmente encolheram para o final do Carbonífero, devido a uma mudança climática e porque as terras baixas que eles ocupavam estavam sendo destruídas pela elevação da montanha. No entanto, em regiões úmidas como a Catísia, as florestas tropicais carboníferas continuaram a florescer bem no Permiano. Ao longo do Permiano, o clima tornou-se cada vez mais quente, levando à redução da calota de gelo do Hemisfério Sul. Isso favoreceu plantas mais duras, que suportam sementes, como os glossopterídeos. O fim do período Permiano, 251 milhões de anos atrás, viu a maior extinção em massa conhecida na história da vida, com cerca de 95% de todas as espécies na Terra morrendo. Os pântanos de carvão dominados pelos glossopterídeos de Gondwana estavam entre as vítimas desta extinção em massa. Nenhum depósito de carvão é conhecido das rochas do Triássico primitivo. Coals finos de extensão limitada só retornam em Rochas Triássicas médias, cerca de dez milhões de anos mais tarde, depois do que é conhecido pelos geólogos e paleontólogos como a lacuna de carvão. Acredita-se que isso reflete a extinção dos ecossistemas formadores de carvão, e que levou muitos milhões de anos até que Novos Grupos de plantas se adaptaram para criar habitats formadores de turfa.
sugestões para leitura adicional:
Cleal, C. J. & Thomas, B. A. 1994. Fossils Plant of the British Coal Measures. Dorchester: The Palaeontological Association. ISBN 0901702536
Cleal, C. J. & Thomas, B. A. 2009. An Introduction to Plant Fossils. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978052188715.1
1 School of Geography, Earth and Environmental Sciences, University of Birmingham, Edgbaston, Birmingham B15 2TT, UK.