含氧量 石炭纪真的有全球性的大雨林吗？
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恰好在2017年的《博物》杂志上写过关于石炭纪的专题，截取其中关于石炭纪气候、生态的部分，和大家分享一下：
石炭纪地球上最大的变化就是陆地开始被繁茂广阔的森林覆盖，我们居住的星球第一次出现了绵延不绝的绿色。在石炭纪早期，植物种类与刚刚过去的泥盆纪相似，但是也出现了新的植物类群。当时的森林由木贼目、楔叶目、石松目、鳞木目、科达目、真蕨类植物构成，陆生植物主要生长在河流、湖泊周围和沿海地区。尽管距离植物登陆的时间只有几千万年，但是石炭纪森林已经可以用古木参天来形容了，其中鳞木等的高度更是超过了30米。
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图注：石炭纪时期的雨林，和今天的雨林有着很大的不同，图片来自网络
不断生长的森林不仅仅改变了陆地的面貌，同时也改变了大气的组成。通过日复一日的光合作用，植物制造了大量的氧气，使得石炭纪大气含氧量达到了史无前例的35%，这远远高于今天21%的含氧量。包括昆虫在内的陆生节肢动物成为高含氧量最大的受益者，由于它们通过气孔和遍布身体内的气管呼吸，体型越大需要的氧气会急剧增加。正在有了高含氧量的支持，巨型节肢动物纷纷出现，其中包括有体长2.6米的节胸、体长0.7米的普摩诺蝎、翼展0.65米的巨脉等等，石炭纪因此也被称为“巨虫时代”。
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图注：石炭纪天空的巨脉和地面上的节胸，图片来自网络
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图注：石炭纪的世界，地面上生活着巨大的节肢动物，此外还有两栖动物和最早的爬行动物，图片来自网络
巨虫出没的石炭纪森林由不同的植物组成，这些植物成为重建古气候，再造古大陆位置的重要参考。石炭纪早期，由于气候、地理等条件相对稳定一致，全球陆地植物群非常相似，被称为拟鳞木植物群。进入石炭纪晚期，全球气候发生分异、陆块不断移动、洋流和冰川作用加剧，再加上各地植物自身的演化，原来大一统的植物群已经不复存在，取而代之的是位于北方的华夏植物群、欧美植物群、安加拉植物群和位于南方的冈瓦纳植物群。仅仅从四个植物群的名称上就能判断出它们生长的区域，不同的植物群又养育了不同的动物，不同大陆板块的生命第一次出现了差异与不同。
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图注：距今3亿年前，石炭纪晚期的地球，图片来自网络
石炭纪因为盛产煤炭而闻名于世，作为今天仍然在大量使用的矿物燃料，煤炭对于人类文明的发展起到了重要的推动作用。据统计，今天地球上一半以上的煤炭都是石炭纪植物形成的，这些煤炭分布在世界各地。中国产煤大省山西省的许多煤矿都位于石炭纪地层，一些煤层的厚度超过120米，这需要堆积2500米的树木才能形成。为什么石炭纪的植物形成的煤矿最多，难道是因为当时的植物最多吗？石炭纪大片的森林生长在海陆交汇的沼泽里，死去的植物沉入水下与空气隔绝阻止被氧化分解，新的植物在上面生长死亡然后继续堆积，整个过程周而复始，堆积的植物在地下经过漫长的化学、物理作用最终变成了我们今天见到的煤炭。煤炭的形成需要古气候、古环境、古地形、古地质等多种因素的综合作用，其实并不简单。
石炭纪早期，气候温暖潮湿，最高气温不超过20℃。到了石炭纪中后期，由于海陆位置的变化，气温开始下降，南极的冰盖面积不断扩大，年平均气温下降至12℃。变化的不仅是气温，曾经湿润的气候也开始变得干燥起来。距今3.05亿年前，变干变冷的气候不再适合热带雨林的生长，大片的雨林消失，最终只剩下彼此隔离的小片雨林。雨林面积减小的同时，雨林中高大的鳞木等植物也逐渐被低矮的树蕨替代，这一系列变化被称为“石炭纪雨林崩溃事件”（Carboniferous rainforest collapse）。
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【 含氧量|石炭纪真的有全球性的大雨林吗？】图注：石炭纪是地球第一次绿起来的时代，图片来自网络
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