Karbonifer

Karbonifer, Palezoyik Zaman'ın beşinci dönemidir. Yaklaşık 358,9 milyon yıl önce Devoniyen Dönemi'nin sonlanmasıyla başlamış ve 298,9 milyon yıl önce Permiyen Dönemi'nin başlamasıyla sonlanmıştır. Karbonifer, Latince kömür anlamına gelen carbō ve taşımak anlamına gelen ferō sözcüklerinin birleştirilmesiyle oluşturulmuştur. Bundan dolayı Karbonifer, Latince'de "karbon-taşıyan" anlamına gelir.

Karbonifer Dönemi, Dünya'nın iklimi, canlıların evrimi ve enerji kaynaklarının oluşumu gibi birçok açıdan dikkate değer etkilere sahiptir. Karbonifer Dönemi'nin başlangıcında, Dünya sıcak ve nemli bir iklime sahipti. Bu dönemde, sera etkisi nedeniyle günümüze kıyasla yüksek sıcaklıklar mevcuttu ve buna deniz seviyelerinin yükselmesi eşlik etti. Karbonifer Dönemi'nin bir diğer özelliği de yoğun bitki örtüsünün varlığıdır. Geniş ormanlar, günümüze kıyasla oldukça büyük ağaçlar ve eğrelti otları bu dönemin karakteristik özelliklerindendir. Bu yoğun bitki örtüsünün biriktirdiği organik maddeler, zamanla karbonlu kömür yataklarına dönüştü. Karbonifer Dönemi'nde oluşan kömür, sonraki yüzyıllarda enerji kaynağı olarak önem kazandı. Sanayi Devrimi sırasında kömür, buhar makinelerinin ve fabrikaların enerji kaynağı olarak kullanıldı. Böylece kömür, modern endüstriyel toplumun temelini atmada rol oynadı.

Karadaki yaşam Karbonifer Dönemi'nde yaygın ve gelişkindi. Lob yüzgeçli balıklardan evrilmiş olan dört üyeliler, Karbonifer Dönemi'nde beş parmaklı hâle geldiler ve çeşitlendiler. Bu dönemde amfibiler baskın kara omurgalıları hâline geldikleri için kimi zaman "Amfibiler Çağı" olarak adlandırılır. Karbonifer Dönemi'nde aynı zamanda Karbonifer Yağmur Ormanı Çöküşü adlı bir yok oluş gerçekleşti. Deniz yaşamında ve bitki örtüsünde çeşitli türlerin tükenmesiyle sonuçlanan bu olay, ekosistemlerin yeniden şekillenmesine neden oldu. Karbonifer'in sonlarında çeşitli buzullaşmalar ve bundan kaynaklı deniz seviyesinde düşüşler görülmüştür. Aynı zamanda daha sonra Pangea'yı meydana getirecek olan kıtaların çarpışmasıyla dağ oluşumu da Karbonifer'de görülen olaylardandır.

Sonuç olarak Karbonifer Dönemi, yerküre tarihindeki kayda değer dönemlerden biridir ve bu dönemin iklim, canlılar ve enerji kaynakları üzerindeki çeşitli etkileri olmuştur. Bu dönemin mirası, günümüzün çevresel ve endüstriyel süreçlerinde etkili olmaya devam etmektedir.

Karbonifer, modern "sistem" adlarından ilki olup, ikisi de jeolog William Conybeare ve William Phillips tarafından 1822'de İngiltere'deki kayaç dizilimi üzerine yapılan bir araştırmaya dayanarak türetildi. Karbonifer, Kuzey Amerika'da sıklıkla iki jeolojik dönem olarak ele alınır. Bunlar sırasıyla Misisipiyen ve ardından gelen Pensilvaniyen'dir.

Devoniyen Dönemi'nin sonunda yaşanan deniz seviyelerindeki küresel düşüş, Karbonifer'in başlarında tersine döndü ve deniz seviyeleri yükselmeye başladı. Bu durum iç denizlerin yaygınlaşmasına ve Misisipiyen alt döneminde karbonat birikimine neden oldu. Ayrıca Güney Kutbu'nda sıcaklık düşüşü de yaşandı; Gondvana'nın güneyi, Karbonifer'in büyük bölümünde buzullaşmıştı fakat bu buz tabakalarının Devoniyen'den mi yoksa daha yeni bir dönemden mi kaldığı kesin değildir. Bu koşulların, Dünya'nın en kuzeyindeki buzulların 30 derece kadar yakınında gelişen ve daha sonraları kömür haline gelecek olan yeşil bataklıkların var olduğu derin tropik bölgeleri etkilemediği görülmektedir.

Erken Karbonifer Dönemi'nde ortalama küresel sıcaklıklar yüksekti ve yaklaşık 20 °C'ydi (68 °F). Ancak, Orta Karbonifer Dönemi'nde meydana gelen soğuma, ortalama küresel sıcaklıkları yaklaşık 12 °C (54 °F) seviyesine düşürdü. Karbonifer Dönemi'nin başlangıcında atmosferdeki karbondioksit seviyeleri, günümüz seviyelerinin yaklaşık 8 katına kadar düşmüşken, dönemin sonunda bugünkü seviyelere benzer bir seviyeye geldi. Karbonifer Dönemi, Devoniyen Dönemi'nin Gondvana'da küçük buzulların oluşmasıyla başlayan Geç Paleozoyik Buzul Çağı'nın bir parçası olarak kabul edilir.

İklimin soğuması ve kuruması, Karbonifer Dönemi'nin sonlarına doğru Karbonifer Yağmur Ormanı Çöküşü'ne (İngilizce kısaltması olan CRC ile de anılır) yol açtı. Tropikal yağmur ormanları bölünerek parçalandı ve nihayetinde iklim değişikliği sebebiyle tahrip oldu.

Karbonifer Dönemi'nde atmosferdeki oksijen derişiminin bugünkünden dikkate değer ölçüde daha yüksek olduğu sıkça iddia edilse de (atmosferin toplamda %30'luk kısmının oksijenden oluştuğu öne sürülmüştür), tarih öncesi atmosferdeki oksijen derişimi tahminleri oldukça belirsizdir. Başka tahminlerde de oksijen miktarının aslında bugünkü atmosferde bulunan miktarın altında olduğu öne sürülmektedir.

Avrupa'daki ve Kuzey Amerika'nın doğusundaki Karbonifer kayaçları, dikkate değer ölçüde tekrarlanan kireç taşı, kumtaşı, şeyl ve kömür yataklarından oluşur. Karbonifer Dönemi'nin kayda değer büyüklükteki kömür yatakları, iki faktörden ötürü var olmuş olabilir. Bunlardan ilki, odun dokusu ve kabuk taşıyan ağaçların ortaya çıkışıdır. Odun lifi lignin ve kabukların sızdırmazlığını sağlayan mumsu madde suberinin evrimi, ölü materyallerin çürümesini etkin bir şekilde engelleyerek büyük ölçeklerde fosilleşmelerine yol açtı. İkinci faktör ise Karbonifer Dönemi'nin bir önceki Devoniyen Dönemi'ne kıyasla daha düşük deniz seviyelerine sahip olmasıdır. Bu durum Kuzey Amerika ve Avrupa'da geniş ova bataklıklarının ve ormanların gelişimini teşvik etti. Bazitli mantarların genetik analizine dayalı olarak, Karbonifer Dönemi'nde ağaçların dikkate değer miktarlarda toprak altında gömülü kaldığı öne sürülmüştür. Çünkü bu dönemde hayvanlar ile çürümeyi sağlayan bakteriler ve mantarlar, henüz evrimleşerek bozulmaya karşı dirençli fenolik lignin polimerlerini ve mumsu suberin polimerlerini etkili bir şekilde sindirebilecek enzimleri kazanmamışlardı. Araştırmacılar, bu maddeleri etkin bir şekilde parçalayabilen mantarların sadece dönemin sonlarına doğru baskın hale geldiğini öne sürerler ve bu da Kambriyen'den sonraki jeolojik dönemlerde kömür oluşumunu çok daha nadir hâle getirir.

Karbonifer Dönemi'nde bulunan ve bugünkü ufak kurtpençelerinin kuzenleri olan Lepidodendrales takımına ait likofitler, 30 metre yüksekliğe ulaşabilen ve 1,5 metre çapında gövdeleri olan dev ağaçlardı. Bu ağaçlar arasında Lepidodendron (Lepidostrobus olarak adlandırılan konileri vardı), Anabathra, Lepidophloios ve Sigillaria bulunmaktadır. Bu bitkilerin birkaçının köklerine Stigmaria adı verilir. Günümüz ağaçlarının aksine, bu ağaçlarda sekonder büyüme ksilemde değil kabukta gerçekleşirdi ve bu durum stabiliteyi sağlardı. Cladoxylopsid'ler ise Karbonifer Dönemi'nde ortaya çıkan ve eğreltilerin atası olan büyük ağaçlardı. Karbonifer Dönemi'nde yaşamış olan bazı eğrelti otlarının bileşik yapraklarının günümüzde yaşayan türlerle neredeyse aynı olduğu söylenebilir. Muhtemelen birçok tür epifitti. Fosil eğrelti otları ve "tohum eğreltisi" arasında Pecopteris, Cyclopteris, Neuropteris, Alethopteris ve Sphenopteris bulunur; Megaphyton ve Caulopteris ise birer ağaç eğreltisiydi.Equisetales takımında, 30 ila 60 cm (24 inç) çapında bir gövdeye sahip olan ve 20 metreye (66 fit) kadar yüksekliğe ulaşabilen Calamites adlı büyük ağaçlar da vardı. Sphenophyllum, yaprakların gövde etrafında dönerek hizalandığı ince bir tırmanıcı bitkiydi ve muhtemelen hem Calamitesler hem de likopodlarla akrabaydı.

Cordaites, 6 ila 30 metreden fazla boyuta sahip, şerit benzeri yapraklara sahip uzun bir bitkiydi ve palmiye benzeri bitkiler ve kozalaklılarla akrabaydı. Tohumlu Cardiocarpus adı verilen kedicik benzeri üreme organlarına da sahipti. Bu bitkilerin bataklıklarda yaşadığı düşünülmekteydi. Gerçek kozalaklı ağaçlar (Voltziales takımından Walchia gibi) Karbonifer'in geç dönemlerinde görünmeye başlar.

Vizeyen Dönemi'nde başlayarak Karbonifer sonuna kadar devam eden, kafadanbacaklı ve nektonik konodont çeşitliliğinin azaldığı bir dönemde, brakiyopodlar ve fusulinid deliklilerinin çeşitliliği arttı. Bu evrimsel yayılma, Karbonifer-Erken Permiyen Biyoçeşitlilik Olayı olarak bilinir. İlk kez delikliler deniz faunasında dikkate değer bir rol almaya bu dönemde başladı. Büyük ve iğ şeklindeki Fusulina cinsi ve akrabaları, günümüzde Rusya, Çin, Japonya, Kuzey Amerika'ya denk gelen bölgelerde nispeten bol miktarda bulunuyordu; diğer kayda değer cinsler arasında Valvulina, Endothyra, Archaediscus ve Saccammina (bu sonuncusu İngiltere ve Belçika'da yaygındı) bulunmaktadır. Bazı Karbonifer cinsleri günümüzde hâlâ yaşamaktadır. İlk gerçek priapulidler, bu dönemde ortaya çıktı.

Bryozoa, bazı bölgelerde bol miktarda bulunuyordu; Fenestella, Polypora ve Archimedes'in (şekli Arşimet'in vidasına benzediği için bu adı taşır) dahil olduğu fenestellidler bunlara birer örnek teşkil eder. Brakiyopodlar da Karbonifer'de bol miktarda bulunuyordu; bunlar arasında, bazıları brakiyopodlara kıyasla oldukça büyük boyutlara erişen ve kalın kabuklara sahip olan prodüktidler de bulunur (örneğin, 30 cm genişliğindeki Gigantoproductus).

Serpulites gibi halkalı solucanlar, bazı tabakalarda yaygın fosillerdir. Yumuşakçalar arasında, çift kabuklular sayı ve önem bakımından artmaya devam eder. Tipik cinsler arasında Aviculopecten, Posidonomya, Nucula, Carbonicola, Edmondia ve Modiola vardır. Karındanbacaklılar da çok sayıdadır, bunlar arasında Murchisonia, Euomphalus ve Naticopsis cinsleri bulunur.

Deniz zambakları, Karbonifer Dönemi'nde oldukça yaygındı ancak Orta Misisipiyen Dönemi'nde çeşitliliklerinde bir azalma yaşadılar. Uzun saplı deniz zambaklarının yoğun olduğu denizaltı çalılıklarının sığ denizlerde geliştiği ve kalıntılarının kalın kayaç yataklarına dönüştüğü görülmektedir. Öne çıkan cinsler arasında Cyathocrinus, Woodocrinus ve Actinocrinus bulunur. Archaeocidaris ve Palaeechinus gibi denizkestaneleri de mevcuttu. Pentreinitidae ve Codasteridae'ye ek olarak görünüm açısından deniz zambaklarına benzeyen ve deniz tabanına bağlı saplara sahip blastoidler, bu dönemde en yüksek gelişim düzeyine ulaştılar.

Karbonifer'den kalma fosiller, hava soluyan böcekler, çok bacaklılar ve örümceğimsileri içeren canlıların varlığını göstermektedir. Ancak eklem bacaklıların ortaya çıktıklarında sahip oldukları çeşitlilik, sayıca çok ve gelişmiş olduklarını göstermektedir. Bazı eklem bacaklılar büyük boyutlara ulaştılar. Örneğin bu dönemde yaşamış olan 2,6 metre uzunluğundaki Arthropleura, bilinen en büyük kara omurgasızlarından biridir. Böcek grupları arasında, büyük avcı Meganisoptera (grifin sinekleri) takımı bulunmaktadır. Bu grupların içinde Meganeura gibi günümüzdekilere kıyasla dev sayılabilecek, yusufçuklara benzeyen ve kanat açıklığı yaklaşık 75 cm (30 inç) olan (gelmiş geçmiş en büyük uçan böcek) bir böcek de vardır. Diğer gruplar arasında Syntonopterodea (bugünkü mayıs sineklerinin akrabaları), genellikle büyük bitki özü emen ve sık görülen Palaeodictyopteroidea, çeşitlilik gösteren otçul Protorthoptera ve bolca bulunan bazal Dictyoptera (hamam böceklerinin ataları) bulunur. Birçok başka Karbonifer'den kalma böcek de, Saarbrücken ve Commentry kömür sahalarından ve Yeni İskoçya'daki fosilleşmiş ağaçların oyuk gövdelerinden elde edilmiştir. İngiltere'deki bazı kömür sahaları nispeten iyi korunmuş fosil örneklerine sahiptir. Derbyshire kömür sahasında bulunan Archaeoptilus, büyük kanatlara sahipti ve kanat kısmının 4,3 cm (2 inç) kadarı korunmuş hâlde bulundu. Bazı örnekleri (Brodia), hâlâ parlak kanat renklerinin izlerini taşır. Yeni İskoçya'daki ağaç gövdelerinde kara salyangozları da (Archaeozonites, Dendropupa) bulunmuştur.