Skógarferð á Kolatímabilinu

Harpa Bóel Sigurgeirsdóttir

Ágrip

Fyrir 354 milljónum ára hófst Kolatímabilið (Carboniferous) og því lauk fyrir 290

milljónum árum. Á þessu tímabili uxu miklir fenjaskógar sem síðar urðu að

kolalögum. Miklar loftslagsbreytingar urðu á þessu tímaskeiði sem hafði áhrif á

gróðurfar og dýralíf. Í þessari grein verður reynt að skýra frá helstu atburðum

Kolatímabilsins og hvað einkenndi þetta tímabil í jarðsögunni.

Inngangur heiti en yfirleitt er stuðst við tvö megin

tímabil, hið fyrra eða Mississippian og

hið síðara eða Pennsylvanian.

Kolatímabilinu er eitt tímabil

fornlífsaldar og hefur verið skipt upp í

mörg minni tímabil til aðgreiningar.

Fræðimenn sitthvoru megin við

Atlantshafið styðjast ekki við sömu

Mynd 1. Hér sést hvernig Kolatímabilinu er

skipt upp í minni tímabil.

Mikið af lífrænum leifum hafa

fundist Kolatímabilinu, sérstaklega á

austurströnd Bandaríkjanna og í vestur

Evrópu. Þessi kolalög eru mjög þykk

og benda til þess að gríðar mikið magn

lífrænna efna hefur hlaðist upp á

þessum tíma. Sjávarborð á Kola-

tímabilinu lækkaði nokkuð, einkum á

seinni hluta tímabilsins. Þrátt fyrir

almenna lækkun sjávarborðsins voru

miklar sveiflur í hæð sjávar og skýrir

það að hluta til hve mikið af lífrænum

efnum (kolum) hefur fundist.

Í byrjun tímans voru risameginlöndin

Euramerica og Gondwana að renna

saman í enn stærra meginland og í lok

Kolatímabilsins var sameiningunni

lokið og Pangea leit dagsins ljós (sjá

mynd 3.). Þessi tilfærsla megin-

1

landanna orsakaði margar breytingar

og þá ekki síst á loftslag jarðarinnar.

Loftslag

Á fyrri hluta kolatímabilsins var

meðalhiti jarðarinnar í kringum 22°.

Raki var mikill og loftslag líktist

hitabeltisloftslagi nútímans. Stein-

gervingar trjáa frá þessu tímabili renna

stoðum undir þessar kenningar. Tré

sem vaxa við litlar sem engar

árstíðarbreytingar eru ekki með

árhringi og þeir trjásteingervingarnir

sem hafa fundist frá fyrri hluta

Kolatímabilsins eru ekki með árhringi.

Meðalhiti virðist því hafa verið nokkuð

stöðugur og loftslagið á fyrri hluta

tímans mjög hagstætt fyrir gróður.

Mynd 2. Breytingar á hitastigi og CO2 magni.

Þegar fer að síga á seinni hluta

tímabilsins verða breytingar á loftslagi.

Geysistórir skógar á Euramerica binda

gríðarlegt magn CO2 (sjá mynd 2).

Hitastig lækkar og jöklun hefst á

Gondwana. Jöklun hefur í för með sér

aukið endurvarp sólar og hiti lækkar

enn og yfirborð sjávar lækkar þegar

vatn lokast í íshringrásinni. Einnig

lokaðist Palo-thetis hafið og heitir

sjávarstraumar hættu að streyma niður

til Gondwana. Gondwana færist suður

á bóginn. Í lok tímabilsins hefur CO2

magn lækkað gríðarlega (1500 PPM –

350 PPM) og hiti hefur lækkað úr 22° í

12°. Árið hefur nú árstíðir og tré fá

árhringi.

Mynd 3. Gondwana og Euramerica mynda

risameginlandið Pangeu. Jöklun á Gondwana á

seinni hluta Kolatímabilsins

Því hefur verið haldið fram að

lega lands hafi líka átt sinn þátt í

jöklun á Kolatímabilinu. Það verður að

vera meginland á pólsvæðunum

2

(norður eða suður) til að jöklun geti átt

sér stað. Gondwanameginlandið var

einmitt á suðurpól á þessum tíma og

þar varð eins og fyrr sagði mikil

jöklun.

Gróðurfar

Kolatímabilið einkenndist af miklum

gróðri. Á láglendinu voru geysistór

fenjasvæði og leirur, þar sem áður

hafði verið sjór og rif, sem flæddi yfir

með reglulegu millibili. Þar voru

kjöraðstæður fyrir ýmsar plöntu-

tegundir. Jafnar (lycopods) þrifust afar

vel í þessu heita og raka umhverfi. Stór

jafnatré á borð við lebidodendron og

sigillaria komu fram. Lebidodendron

gat náð 30 m. hæð og ummál stofns allt

að 1 m.

atré á við Sigillaria þrifust

ímabilsins og voru

mjög

g verið litlar

tjáplöntur. Gróburknarnir urðu hærri

Mynd 5. Elftingar náðu töluverðri hæð á

Kolatímabilinu.

Mynd 4. Stór jafn

vel á fyrrihluta Kolatímabilsins.

Jafnarnir höfðu harðan börk sem var

stoðkerfi trésins. Miðjan var mjúkur

frauðkenndur vatnsfylltur vefur. Ef

þornaði féll tréð saman undan eigin

þunga og var þar af leiðandi afar háð

vatni og. Jafnar réðu lögum og lofum á

fyrri hluta kolat

útbreiddir á Euramerica

fenjasvæðunum.

Burknar og burknaplöntur voru

einnig áberandi, einkum á seinni hluta

tímabilsins þegar veðurfar fór

kólnandi. Þeir skiptust í gróburkna

(eins burknar nútímans) og fræburkna.

Fræburknarnir voru bæði smáar runna-

plöntur en gátu einni

eða allt að 20 m. há tré.

3

Elftingar áttu einnig sína fulltrúa, t.d.

calamites sem urðu 10-15 m. háar og

uxu þétt saman á sama rótarstöngli.

Mynd 6. Berfrævingar komu fyrst fram á

Kolatímabilinu. Þeir eru taldir vera forfeður

barrtrjánna.

Mikilvæg tegund kom fram á seinni

hluta kolatímabilsins, cordaite (ber-

frævingur) sem er líklega forfaðir

barrtrjánna. Cordaite var stór runni eða

lítið tré. Þessi tré lifðu í kaldara og

þurrara loftslagi en hin trén og svipuðu

til núverandi barrtrjáa.

Í byrjun kolatímabilsins var

gróður lágvaxinn en þegar leið á

hækkuðu plönturnar og urðu allt upp í

45 m. háar trjáplöntur. Skógur þakti að

mestu meginlöndin. Um mitt tímabilið

kólnaði á Gondwana og berfrævingar

urðu algengari en þó var áfram

hitabeltisloftslag í Euramericu. Á

seinni hluta tímabilsins fækkaði

jöfnum í Euramericu vegna þurrka og

trjáburknar urðu algengari. Plöntunum

sem lifðu á kolatímabilinu svipar til

plantna sem lifa nú til dags í

hitabeltinu.

Dýralíf

Fyrstu skordýrin komu líklega fram á

Devon vegna þess að þróun þeirra

virtist ótrúlega hröð úr liðdýrum yfir í

skordýr með þrískiptan búk. Það má þó

Mynd 7. Liðdýr þróuðust í skordýr með

þrískiptan búk.

4

segja að á kolatímabilinu hafi þau

blómstrað. Fyrstu vængjuðu skordýrin

koma fram. Það sem einkenndi fyrstu

flugskordýrin var að þau gátu ekki fellt

saman vængina eins og nútímaskordýr.

Mynd 9. Steingervingar stærsta froskdýri

Kolatímabilsins, Eryops, hafa fundist í

Kanada.

Á seinni hluta tímabilsins kemur fram

ný ætt dýra, skriðdýr. Ólíkt froskdýrum

verptu skriðdýrin eggjum (líknar-

belgseggjum) á þurru landi. Það gaf

skriðdýrunum mikilvægt forskot á

froskdýrin því þau fjölguðu sér í vatni

og voru því bundin við votlendi. Þegar

loftslagsbreytingar á seinni hluta

Kolatímabilsins ollu þurrari og kaldari

veðráttu fjölgaði skriðdýrunum á

kostnað froskdýranna.

Mynd 8. Vængjuð skordýr á borð við

drekafluguna líta dagsins ljós á

Kolatímabilinu.

Drekaflugur með allt að 75 cm.

vænghaf flugu um og kóngulær,

þúsundfætlur, kakkalakkar og sporð-

drekar undu sér vel . Sum þessara dýra

voru ótrúlega stór miðað við í dag og

er sennilegasta skýringin sú að

súrefnismagn hafi verið meira í loftinu

þá en nú. Þrátt fyrir ofvöxt margra

skordýra voru flest í eðlilegri stærð.

Í byrjun kolatímabilsins voru

froskdýr mest áberandi og má segja að

þau hafi verið ríkjandi. Þessi dýr voru

misjöfn að lögun, allt frá litlum

snákslegum dýrum yfir í stór dýr sem

minntu á krókódíla og gátu orðið allt

að 6 metra löng.

Mynd 10. Skriðdýrin komu fyrst fram á

Kolatímabilinu og fjölgaði þegar loftslag

breyttist.

5

Lok Kolatímabilsins

Loftslagsbreytingar Kolatímabilsins

höfðu gríðarleg áhrif á lífríki jarðar.

Jafnaskógar Euramerica hurfu af

sjónarsviðinu þegar meginlöndin tvö

rákust saman og olli því að regnskuggi

myndaðist í Euramerica. Froskdýrin

gátu ekki aðlagða sig að breyttum

aðstæðum og dóu út. Dýr og plöntur

sem gátu aðlagað sig að þurrari og

kaldari loftslagi tóku við.

Mynd 11. Ummerki jöklunar á Kolatímabilinu

hefur fundist víða. Jökullinn var 2,7 km.

þykkur og skreið fram undan eigin þunga.

Þrátt fyrir að Kolatímabilið sé

okkur afar fjarlægt er ýmislegt sem líkt

með Kolatímabilinu og nútímanum.

Hitastig er mjög svipað og sömu sögu

er að segja um koldíoxíð magn í

lofthjúpnum. Fyrir ca. 300 milljónum

ára var CO2 350 PPM og í dag er það um

370 PPM (sjá mynd 2.). Annað sem er

sláandi líkt er lega landanna. Á báðum

tímabilunum er landmassi á suðurhveli

jarðar, þakinn jökli, og teygir sig að

norðurhveli jarðar. Með þessar

staðreyndir að leiðarljósi er hægt að

segja að við í dag séum uppi á ísöld

líkt og var á Kolatímabilinu.

Heimildaskrá

H. J. Falcon-Lang and A. C. Scott.

Upland ecology of some Late

Carboniferous cordaitalean trees

from Nova Scotia and England.

Palaeogeography,

Palaeoclimatology, Palaeoecology,

Volume 156, Issues 3-4, 1 March

2000, Pages 225-24.2

Robert A.Berner. The rise of trees and

their effects on Paleozoic

atmospheric CO2 and O2. Comptes

Rendus Geosciences, Volume 335,

Issue 16, December 2003, Pages

1173-1177.

Stanley, Steven M. 2002. Earth System

History. W.H. Freeman And Co.

Chapter 15.

William A. DiMichele and Tom L.

Phillips. The ecology of Paleozoic

ferns. Review of Palaeobotany and

Palynology, Volume 119, Issues 1-

2, May 2002, Pages 143-159.

6

Vefheimildir eins og þær voru 28 október 2004 :

www.ucmp.berkeley.edu/carboniferous/carboniferous.html

www.palaeos.com/Paleozoic/Carboniferous/Carboniferous.htm

http://taggart.glg.msu.edu/isb200/carbfor.htm

www.peabody.yale.edu/mural/carbdev

www.geocraft.com/WVFossils/Carboniferous_climate.html

www.freewebz.com/oklahomarocks/

7