自石炭纪以来,地球上的氧气浓度一直在下降。发生了什么事?

首先,地球上的氧气浓度不是从石炭纪开始降低的,而是从石炭纪开始,地球上的氧气浓度突然飙升。应该是石炭纪之后的二叠纪,氧浓度开始逐渐降低。因为在石炭纪时期,地球上的植物日益繁盛,它们产生的氧气达到了前所未有的高度。

石炭纪以“巨型昆虫时代”而闻名。的确,在石炭纪,昆虫的体型达到了生物进化史上的巅峰,有半米多长的蝎子,有翅膀的蜻蜓等等。这些巨型昆虫的起源与石炭纪的氧气浓度密切相关。一般来说,氧气浓度是由低到高,再由高到低。那么是什么导致了石炭纪氧浓度的变化呢?简单说一下这个吧。对地球不同层次的放射性同位素分析表明,任何时期的氧含量都不是一夜之间发生变化的,而是有一个漫长的变化过程,石炭纪的氧含量也是如此。

虽然“褶皱造山”(地壳运动的一种)停止了,但海西运动(地壳升降)并没有停止,留下了大面积的裸露土地。到泥盆纪末期,蕨类植物在陆地上已经变得相当大了。

石炭纪气候特别温暖湿润,有利于植物生长,陆地上蕨类植物的覆盖面积进一步扩大。根据早石炭世的地质地层,科学家发现当时蕨类植物几乎覆盖了地球的95%。随着植物的大面积覆盖和阳光的照射,植物的光合作用开始吸收二氧化碳并释放氧气。这时,大气中各种气体的比例开始急剧变化。到了石炭纪中期,由于植物光合作用的影响,大气中氧气的比例达到了35%。

中石炭世有植被,环境适宜,有无翅昆虫。后来,昆虫逐渐进化出翅膀。由于当时氧气含量极高,陆地上几乎没有昆虫的天敌,它们的体型达到了历史上的巅峰,形成了著名的“巨型昆虫时代”。石炭纪末期氧含量的下降与一个重大事件密切相关,即石炭纪大灭绝。这次灭绝发生在大约3.05亿年前,与石炭纪雨林的崩溃直接相关。