文档介绍：石炭、二叠纪冰期的形成石炭、地球科学原理之 39 石炭、二叠纪冰期的形成广东海洋大学廖永岩(电子信箱: rock6783@ ) 当新元古宙冰期之后, 由于冰川的造海和造山运动, 地球上出现了较多的陆地;奥陶纪晚期冰期的冰川作用,使陆地面积进一步扩大。由于海洋藻类的不断努力, 氧气不断增加, 大气中出现了较厚的臭氧层; 这些,都为生物成功登陆创造了条件。生物若要登陆成功, 它必须适应陆地环境。首先要解决的就是水分的问题,然后要解决的是支撑的问题(因为失去了水的浮力)。地衣植物虽然作过登陆的尝试, 但因为它只是单细胞的蓝藻和细菌菌丝体组成, 只是一种单细胞的组合, 不具有吸收水平的能力, 也没有保持水分的能力,最终以失败告终。多细胞藻类出现之后, 为植物登陆提供了组织上的保证。因为, 多细胞的植物就有了细胞进行分工的可能。当它们在陆地上时, 至少保水能力比单细胞强:就算表面的细胞因为干燥而死亡,内部的细胞,也能保证这种生物能继续生存。最早登陆的多细胞植物是苔藓, 它们原可能是生存于淡水沼泽的多细胞藻类( 主要是绿藻), 后因水退, 而在陆地生活, 从而成为陆地植物。苔藓植物,只有假根,没有根的分化。茎叶也分化不明显,多为叶状体, 少为茎叶体。虽然成了陆生植物, 但它们还不适应陆地的干旱气候, 不可能得到大发展, 更不可能形成大的森林以引起第一次陆地植物冰期的形成。另一支上陆的多细胞植物, 逐渐演化出了根、茎、叶, 也就是出现了根、茎、叶的分化,并出现了较原始的维管组织。这就是蕨类植物。蕨类植物, 因为有了根, 解决了吸收水分的问题。蕨类植物有了维管组织, 也解决了运输水分和支撑高大个体的问题( 使植物能充分展开在空中,便于更大可能地接受阳光,进行强烈的光合作用)。所以, 蕨类植物,才是真正的陆生植物。由于奥陶纪晚期冰期结束后, 二氧化碳逐渐增多, 气候变得越来越温暖和和潮湿,陆地上的动物相当少(如果陆地没有植物,没有食物, 也就不会有动物)。蕨类植物慢慢在陆地上繁盛起来。在泥盆纪(距今 ~ 亿年), 就形成了蕨类植物的小森林; 在石炭纪(距今 ~ 0 亿年), 形成了蕨类植物的大森林( 宋春青和张振春, 1996 )。由于经过太古宙、元古宙和奥陶纪多次大冰期的冰川作用, 陆地面积已相当大, 陆地上大片的蕨类植物森林出现, 使二氧化碳的浓度逐渐减少( 当然, 除蕨类植物外, 苔藓植物和海洋藻类也有一定的辅助作用)。当二氧化碳浓度减少至不足以维持正常的温室效应时, 就造成了主要由陆地植物引起的第一次冰川的形成。虽然陆地面积远没有海洋面积大; 但由蕨类植物造成的冰川, 在形成过程中, 引起造海和造陆运动, 大规模的蕨类植物被埋入地下, 形成煤及其它矿物有机物。由于形成煤及其它矿物有机物的过程在陆地上反复进行, 大量的有机碳被埋入地下, 形成了大规模的二氧化碳向有机碳的转化。最后,终于形成了大规模的冰川,导致冰川期的到来。这次冰期的规模仅次于新元古宙的大冰期, 远比奥陶纪晚期冰期的规模大。由于生物演化和森林大火的发生诱发二氧化碳浓度波动, 冰期形成和消融时,会出现一些次一级的波动。那么,是什么原因造成这次冰期的结束呢? 由于没有捕食动物能完全控制这次冰期的结束, 所以,