صخور العصر الكربوني ونشوء النباتات والكائنات الحية خلاله

النباتات خلال العصر الجيولوجي الكربوني:

سيطرت نباتات الأرض الوعائية على البيئات الأرضية الكربونية، التي تتراوح من نمو الشجيرات الصغيرة إلى الأشجار التي يتجاوز ارتفاعها 100 قدم (30 متر)، وكانت أهم المجموعات هي الليكوبودات والشفينوبسيدات والكوردايت وسراخس البذور والسرخس الحقيقي، لا يتم تمثيل (Lysopods) في العالم الحديث إلا من خلال طحالب النوادي، ولكن في العصر الكربوني كانت تشتمل على أشجار طويلة بأوراق كثيفة مرتبة حلزونياً، يشمل التكاثر إما المخاريط أو الأعضاء الحاملة للبوغ على الأوراق، (Lepidodendron) مع قواعد أوراق على شكل الماس و(Sigillaria)، مع أضلاع وقواعد أوراق مستديرة، كانت أجناس ليكوبود المهيمنة.

لقد أنتجوا جذوعاً أحفورية تتجاوز 1 متر (3.3 قدم) في قواعدهم، (Sphenopsids) عبارة عن أشجار وشجيرات ذات جذع مفصل بشكل واضح وأوراق مرتبة في لولبيات من تلك المفاصل، اندفاع ذيل الحصان (Equisetum) هو الممثل الحي الوحيد، لكن النباتات الكربونية احتوت على العديد من أعضاء المجموعة، كان الكالاميتيس هو الجنس الكربوني الأكثر شيوعاً، على الرغم من صغر حجمها مقارنةً بالليكوبودات، فقد نما الكالاميتيس في وفرة في البيئات الأكثر جفافاً والمرتفعات.

(Cordaites) هي أعضاء منقرضة من عاريات البذور (نباتات وعائية غير مزهرة)، وكانت طليعة الصنوبريات، لقد فضلوا أيضًا بيئات المرتفعات، حيث نمت طويلاً وامتلكت أوراقاً وأقماعاً صغيرة تشبه الحراشف تشبه الصنوبريات الحديثة، الفلكيا هو جنس نموذجي ربما نما في مناطق الغابات في حوامل مماثلة لمكان نمو أشجار الصنوبر الحديثة.

سرخس البذور أو (pteridosperms)، هي عاريات البذور مع أوراق الشجر السرخس، لكنها تتكاثر باستخدام البذور بدلاً من الجراثيم، ليس لديهم ممثلين أحياء، وتشمل هذه المجموعة أشجاراً مثل جنس البرمي (Glossopteris)، ولكن يتم تمثيلها في النباتات الكربونية بواسطة الأصناف مثل (Neuropteris وPecopteris)، وكلاهما كان عبارة عن دعك منخفض، شكلت كل من سرخس البذور والسراخس الحقيقية أوراق الشجر المرتبطة بمعظم مستنقعات الفحم الكربوني.

استمر تنوع الأسماك من العصر الديفوني في البحر الكربوني في كل من بيئات المياه العذبة والبحرية، انقرضت المفصليات (الأسماك المدرعة الفكية) على الفور تقريباً في نهر المسيسيبي، بينما تم تمثيل كل من الغضروف (الهيكل العظمي للغضروف) والعظام (الهيكل العظمي) في جميع أنحاء الكربون، سيطر القرش الكربوني الشائع (Cladoselache) على الأماكن البحرية، والتي تضمنت أيضاً (bradyodonts) (مجموعة من الأسماك الغضروفية ذات الأسنان المسننة وسحق القشرة).

وسمكة قرش المياه العذبة (Orthacanthus) معروفة أيضاً من رواسب المياه العذبة في بنسلفانيا في كل من أوروبا وأمريكا الشمالية، احتل (Osteichthians) أيضاً بيئات المياه العذبة، وشملت هذه الأسماك كروية الأجنحة (الأسماك ذات الزعانف) و(dipnoi) الأسماك الرئوية) و(palaeoniscoids) الأسماك ذات الزعانف الصغيرة)، في العصر الديفوني كانت طيور الأجنحة المتقاطعة و(dipnoi) هي الأشكال السائدة، لكن الباليونسكويدس هيمنت على التجمعات الكربونية، وكل هذه المجموعات لها أقارب أحياء.

البرمائيات والزواحف المبكرة في العصر الكربوني:

كانت الفترة الكربونية وقت ذروة تطور البرمائيات وظهور الزواحف، من بين البرمائيات يتم تمثيل (labyrinthodonts) بأعضاء من رتبة (Embolomeri)، مثل (Calligenethlon وCarbonerpeton وDiplovertebron)، وأفراد من عائلة (Eryopoidae)، مثل (Eryops وArkserpeton وAmphibamus)، كانت لهذه الأشكال جماجم كبيرة وجذوع صغيرة وأطراف ممتلئة، وتم اشتقاقها من الأجنحة المتقاطعة التي ظهرت في العصر الديفوني من إعدادات المياه العذبة، ربما بقيت السمات و(Eryopodaens) بالقرب من الماء مفضلة مستنقعات الفحم الوفيرة في ذلك الوقت، لا يحتوي أي من هذه النماذج على ممثلين أحياء.

هناك مجموعة أخرى من الأشكال غير العادية (lepospondylians) تشبه البرمائيات، ولكنها ليست مدرجة في الفصل في أحدث التصنيفات، احتوت هذه المجموعة على مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأشكال شبه المائية مثل الأفعى أوفيديربتون و(Keraterpeton) ذو القرون والميكروسورات مثل (Asaphestera)، انقرضت (lepospondylians) خلال فترة بنسلفانيا الفرعية.

تميز تطور الزواحف بتحسين النظم التناسلية الأرضية خلال العصر الكربوني، وهي ميزة لا يمكن حفظها في السجل على هذا النحو، السجل الأحفوري للزواحف المبكرة ضعيف، لا سيما بالمقارنة مع تلك الموجودة في العصر البرمي والعصر الوسيط، تم انتشال أقدم الزواحف (مثل الكابتنيد Hylonomus) من جذوع أشجار ليكوبود بنسلفانيا السفلى في نوفا سكوتيا، وتم الحفاظ على هذه الحيوانات الصغيرة، التي يبلغ قياسها أقل من 0.3 متر (1 قدم) بعد أن وقعت في شرك في التجاويف التي خلفتها الأشجار المتعفنة.

الصخور الكربونية والتقسيمات الرئيسية للنظام الكربوني:

ينقسم النظام الكربوني إلى نظامين فرعيين (المسيسيبي والبنسلفاني) وسبع مراحل ترسيبية تتوافق أيضاً مع وحدات زمنية (أعمار) من نفس الأسماء، يتكون النظام الفرعي للميسيسيبي من مراحل (Tournaisian) التي تم إيداعها منذ 358.9 إلى 346.7 مليون سنة و(Viséan) منذ 346.7 إلى 330.9 مليون سنة، و(Serpukhovian) منذ 330.9 إلى 323.2 مليون سنة، في حين أن Bashkirian) 323.2) إلى 315.2 مليون سنة قبل، Moscovian) 315.2) إلى 307 مليون سنة) تشكل النظام الفرعي بنسلفانيا.

كانت الفترة الكربونية فترة ترسبات شديدة التباين، حيث أنها تتميز بالبيئات البحرية الضحلة والقارية، في النصف الشمالي من الكرة الأرضية يتسم الجزء السفلي من الكربون (توقيت المسيسيبي) بالحجر الجيري في المياه الضحلة، بينما يمتلك الجزء العلوي الكربوني (زمن بنسلفانيا) رواسب رسوبية دورية تعكس تناوب الظروف البحرية وغير البحرية وتكرار حدوث مستنقعات الفحم، على النقيض من ذلك شهد نصف الكرة الجنوبي حدوث تجمعات جليدية قارية واسعة النطاق خلال معظم هذه الفواصل الزمنية.

كانت النباتات والحيوانات متنوعة خلال العصر الكربوني وكان لها تأثير حاسم على تراكم المواد الرسوبية، تتكون معظم الأحجار الجيرية في ولاية الميسيسيبي من بقايا مفككة من شوكيات الجلد المطاردة (اللافقاريات التي تتميز بغطاء شوكي صلب أو جلد) تُعرف باسم (crinoids)، كانت (Bryozoans) حيوانات الطحالب و(brachiopods) قذائف المصباح، شائعة ومتنوعة خلال هذا الوقت، يحتوي الفحم والطبقات الصخرية المرتبطة به في الفترة الفرعية بنسلفانيا على بقايا وفيرة من النباتات الوعائية غير العادية، مثل (sphenopsids أو lycopods أو lycopsids) وسراخس البذور.

وتم تكوين المزيد من الفحم خلال فترات ولاية بنسلفانيا أكثر من أي وقت آخر في السجل الجيولوجي بأكمله، في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية كانت نباتات المناخ البارد المتمثلة في سرخس البذور، تهيمن على بيئات المرتفعات وأصبحت مصدراً لرواسب الفحم أيضاً، والبرمائيات التي ظهرت في العصر الديفوني انضمت إليها مجموعة كبيرة ومتنوعة من الحشرات، بالإضافة إلى ذلك ظهرت الزواحف الأولى في الجزء الأخير من ولاية بنسلفانيا.

حدثت نبضات من نشاط التكاثر (بناء الجبال) في منطقة كورديليران (جبال روكي) في أمريكا الشمالية، في جبال هرسينيدس والأورال في أوروبا وفي آسيا وأفريقيا، يعد الحفاظ على هذه الأحداث الفيزيائية والبيولوجية من أكثر الأحداث شمولاً في سجل دهر الحياة الواقعي بأكمله، والطبقات الكربونية مكشوفة جيداً في جميع القارات.

الأحداث الجيولوجية الهامة خلال العصر الكربوني:

كان العصر الكربوني فترة استقرار قاري نسبي، كانت الحواف القارية وبعض المناطق الداخلية القارية، مثل تلك الموجودة في أمريكا الشمالية، مغطاة ببحار قارية ضحلة أسفرت عن تطوير أكثر الكربونات انتشاراً منذ تلك التي تحدث في خطوط العرض المنخفضة في العصر الأوردوفيشي، لا يوجد أي بناء جبلي مرتبط بجزر المسيسيبي، لكن التوازنات التي تلت التكوينات التي أغلقت العصر الديفوني أثرت بالتأكيد على الكتل القارية في لوروسيا (سلسلة من الكتل القرطونية الصغيرة التي احتلت نصف الكرة الشمالي) وجندوانا (كتلة أرضية هائلة تتكون في الحاضر من أمريكا الجنوبية وأفريقيا والقارة القطبية الجنوبية وأستراليا وشبه القارة الهندية).

تطورت الصفائح الجليدية القارية على نطاق واسع في (Gondwana) لدرجة أن تمددها وانكماشها بدأ في دفع ارتفاع وانخفاض مستوى سطح البحر، مما أدى إلى ترسبات دورية تميز الجزء الأخير من الكربون، أدى الانخفاض الكبير في مستوى سطح البحر إلى عدم التوافق (انقطاع في ترسب الصخور الرسوبية) عند حدود الميسيسيبي بنسلفانيا وحدث الانقراض العالمي المرتبط، لا سيما بين الكرينويدات ورأسيات الأرجل الأمونية، يعكس سجل بنسلفانيا استمرار تجلد جندوان، الذي أنتج طبقات الفحم الحجري الواسعة (تسلسل متكرر من طبقات الصخور الرسوبية المميزة) في جميع أنحاء نصف الكرة الشمالي.

أنتجت هذه (cyclothems) رواسب الفحم الأكثر شمولاً في السجل الجيولوجي بأكمله، يختتم بنسلفانيان بجبال أواتشيتا أليغينيان هيركنيان، التي طورت الجبال من خلال اصطدام كتل اليابسة الرئيسية في لوروسيا وجندوانا.

أغلقت حركة (Gondwana) نحو (paleoequator) الجزء البارز المتبقي من بحر (Tethys) وشكلت جبال (Ouachita) (أركنساس، أوكلاهوما، تكساس)، جنوب أبالاتشي (جنوب شرق الولايات المتحدة) وجبال (Hercynide) جنوب أوروبا وجبال موريتانيا شمال إفريقيا، كما استمرت هذه الأحداث في إنشاء شبه القارة العملاقة بنجايا والتي ستنتهي أخيراً في العصر البرمي.

حدثت أحداث أوروجينية أقل أهمية في منطقة كورديليران في أمريكا الشمالية والجنوبية الحالية، مع نبضة من تكون جبال قرن الوعل التي رفعت جبال روكي الأجداد، والحركات التكتونية في غرب أمريكا الجنوبية، والتكتونية المماثلة في شمال آسيا (كما في تيان سلاسل شان وكونلون) وأستراليا ونيوزيلندا، يعود تاريخ جبال الأورال الأجداد أيضاً إلى هذا الوقت.