Paleozoikum
Paleozoikum (atau Palaeozoic) Era (/ ˌ p eɪ l i ə z oʊ ɪ k, ˌ p æ - /; dari "palaios" Yunani (παλαιός), "tua" dan "zoe" (ζωή), "hidup", yang berarti "kehidupan purba" adalah awal dari tiga era geologi pada zaman Fanerozoikum, mulai dari 541 sampai 252,17 juta tahun yang lalu. Era ini merupakan yang terlama dari era Fanerozoikum, dan dibagi menjadi enam periode geologi (dari yang terlama ke termuda): Kambrium, Ordovisium, Silur, Devon, Carbonivera, dan Permia. Paleozoikum datang setelah Era Neoproterozoikum dari zaman Proterozoikum, dan diikuti oleh Era Mesozoikum.
Paleozoikum adalah masa dimana perubahan geologi, iklim, dan evolusi sangatlah dramatis. Periode Kambrium menyaksikan diversifikasi kehidupan paling cepat dan luas dalam sejarah bumi, yang dikenal sebagai ledakan Kambrium, di mana filum modern pertama kali muncul. Ikan, arthropoda, amfibi, reptil, dan synapsida semuanya berevolusi pada era Paleozoikum. Kehidupan dimulai dari laut tetapi akhirnya berpindah ke daratan, dan saat akhir Paleozoikum, bumi didominasi oleh berbagai bentuk organisme. Hutan tanaman primitif berukuran raksasa menutupi benua, banyak yang kemudian membentuk lapisan batubara membentang dari Eropa hingga timur Amerika. Menjelang akhir era, reptil besar dan maju menjadi yang dominan dan tanaman modern pertama (konifer) muncul.
Era Paleozoikum berakhir dengan kepunahan massal terbesar dalam sejarah bumi, yakni peristiwa kepunahan Perm-Trias. Efek dari bencana ini begitu dahsyat sehingga kehidupan di darat butuh 30 juta tahun, hingga era Mesozoikum, untuk pulih. Pemulihan kehidupan di laut diduga jauh lebih cepat.
Di Amerika Utara, era dimulai dengan cekungan sedimen dalam sepanjang sisi timur, tenggara, dan barat benua, sementara bagian dalamnya (disebut daratan interior) berupa lahan kering. Seiring era berlanjut, laut tepi selama berkala menggerus bagian daratan interior, meninggalkan deposit sedimen yang menandai “serangan” mereka. Di awal era, daerah terbuka Prakambrium (disebut perisai), batu di Kanada tengah terkikis, memasok sedimen ke cekungan dari daratan interior. Dimulai sejak Periode Ordovisium, sesekali gunung terbentuk di wilayah Appalachia bagian timur dan berlanjut selama sisa era, membawa sedimen baru. Sedimen menggerus dari Pegunungan Acadia, mengisi cekungan Appalachia barat dan membentuk rawa batubara terkenal dari Periode Carbonivera. Di Amerika Utara, istilah Carbonivera jarang digunakan. Sebaliknya, waktu dibagi antara periode Mississippian dan Pennsylvania karena perbedaan batuan sedimen yangdiendapkan selama era itu. Periode Mississippian ini ditandai dengan sedimen limey yang tersimpan di laut dangkal, biasanya bersama banyak fosil crinoidal, seperti di Formasi Burlington. Sedangkan periode Pennsylvania umumnya ditandai dengan sedimen terestrial seperti pasir, serpih dan yang terpenting: batubara. Sebagian besar minyak dan gas dapat diperoleh dari sedimen Pennsylvania. Sedangkan pada tempat dimana hal ini telah dipindahkan, seperti di wilayah dataran tinggi Ozark, biasanya tidak terdapat minyak.
Penelitian paleoklimatologi dan bukti-bukti mengenai gletser menunjukkan bahwa kemungkinan besar Afrika tengah berada di daerah kutub pada awal Paleozoikum. Pada awal Paleozoikum, benua Gondwana land telah berbentuk atau sedang membentuk. Pada pertengahan Paleozoikum, Amerika Utara dan Eropa bertabrakan menghasilkan Acadian-Caledonian uplifts, dan zona subduksi Australia timur terangkat. Pada Paleozoikum akhir, tabrakan antar benua membentuk benua raksasa Pangaea dan menghasilkan berbagai rangkaian gunung besar, termasuk pegunungan Appalachia, pegunungan Ural, dan pegunungan Tasmania.
Ada enam periode di era Paleozoikum: Periode Kambrium, Periode Ordovisium, Periode Silur, Periode Devon, Periode Carbonivera dan Permian.
Periode Kambrium berlangsung sejak 541 hingga 485 juta tahun yang lalu dan merupakan periode pertama dari era Paleozoikum. Kambrium memicu ledakan evolusi kehidupan dalam suatu peristiwa yang dikenal sebagai Ledakan Kambrium, dimana jumlah makhluk hidup yang berevolusi terbanyak sepanjang sejarah bumi dalam satu periode. Makhluk seperti ganggang mulai berkembang, tetapi sebagian besar wilayah air dihuni oleh arthropoda lapis baja, seperti trilobit. Hampir semua filum laut berevolusi dalam periode ini. Selama ini, benua raksasa Rodinia mulai memecah, yang sebagian besar menjadi benua raksasa Gondwana.
Periode Ordovisium berlangsung dari 485 juta tahun untuk 443 juta tahun yang lalu. Ordovisium merupakan periode dalam sejarah bumi dimana banyak spesies masih lazim saat ini berkembang, seperti ikan primitif, cumi, dan karang. Bentuk yang paling umum dari kehidupan, tetaplah, trilobit, siput, dan kerang. Lebih penting lagi, arthropoda pertama kali pergi ke darat untuk menjajah benua kosong Gondwana. Pada akhir periode, Gondwana berada di kutub selatan, awal Amerika Utara telah bertabrakan dengan Eropa, menutup Samudera Atlantik. Glasiasi (pembekuan) Afrika mengakibatkan penurunan ketinggian permukaan air laut dalam jumlah besar, membunuh semua kehidupan yang berebut wilayah di sepanjang pesisir Gondwana. Glasiasi menyebabkan bumi bola salju, dan kepunahan Ordovisium-Silur dimana 60% dari invertebrata laut dan 25% famili punah, dan dianggap sebagai kepunahan massal pertama dan paling mematikan kedua.
Berlangsungnya Silurian sejak 443 juta tahun sampai 419 juta tahun yang lalu. Periode Silur menjadi saksi “penyembuhan” bumi yang sedang pulih dari bumi bola salju. Dalam periode ini juga terjadi evolusi massal ikan, ikan tidak ber-rahang bertambah banyak, ikan berahang berkembang, dan ikan air tawar berevolusi untuk pertama kalinya, meskipun arthropoda, seperti kalajengking laut, masih menjadi pemangsa puncak. Kehidupan di darat sudah sepenuhnya berevolusi, yang termasuk arachnida mula-mula, jamur, dan lipan. Juga, evolusi tumbuhan vaskular "(Cooksonia)" memungkinkan tanaman untuk mendapat pijakan di darat. Tanaman ini awal adalah pelopor dari semua kehidupan tanaman di darat. Pada periode ini, terdapat empat benua: Gondwana (Afrika, Amerika Selatan, Australia, Antartika, Siberia), Laurentia (Amerika Utara), Baltica (Eropa Utara), dan Avalonia (Eropa Barat). Naiknya permukaan air laut memberikan kesempatan bagi banyak spesies baru untuk berkembang di dalam air.
Periode Devon terjadi dari 419 juta tahun sampai 359 juta tahun yang lalu. Juga dikenal sebagai "Zaman Ikan", Devon memiliki banyak keanekaragaman ikan, termasuk ikan lapis baja seperti "Dunkleosteus" dan ikan lobus-bersirip yang akhirnya berkembang yang menjadi tetrapoda pertama. Di darat, kelompok tanaman berdiversifikasi dalam peristiwa yang dikenal sebagai ledakan Devonian dimana pohon pertama berevolusi, juga biji. Peristiwa ini juga melakukan diversifikasi pada kehidupan arthropoda. Amfibi pertama juga berkembang, dan ikanlah yang menjadi di puncak rantai makanan. Menjelang akhir periode Devonian, 70% dari semua spesies punah dalam sebuah acara yang dikenal sebagai kepunahan Devon Akhir dan peristiwa kepunahan massal kedua yang dunia telah lihat.
Carbonivera mencakup 359 juta hingga 299 juta tahun yang lalu. Selama ini, suhu global rata-rata yang sangat tinggi; awal Carbonivera rata-ratanya sekitar 20° Celcius (tapi mendingin hingga 10° pada Carbonivera Tengah). Rawa tropis mendominasi bumi, dan sejumlah besar pohon menciptakan banyak karbon untuk batubara yang digunakan saat ini (maka nama "Carbon-ivera" muncul). Mungkin perkembangan evolusi yang paling penting dari waktu itu evolusi telur ketuban, yang memungkinkan amfibi untuk menuju lebih jauh ke pedalaman dan hewan vertebra tetap dominan sepanjang durasi periode ini. Juga, reptil pertama dan synapsids mulai berkembang di rawa-rawa. Sepanjang Carbonivera, ada pola pendinginan, yang akhirnya menyebabkan glasiasi dari Gondwana kebanyakan terjadi di sekitar kutub selatan dalam sebuah peristiwa yang dikenal sebagai glasiasi Permo-Carbonivera atau Kehancuran Hutan Hujan Karbonivera.
Permian mencakup 299 juta – 252 juta tahun yang lalu dan merupakan periode terakhir dari Paleozoikum. Pada awalnya, semua benua bergabung bersama untuk membentuk benua raksasa Pangaea yang dikelilingi oleh satu samudera disebut Panthalassa. Bumi sangat kering selama waktu ini, iklim daratan interior Pangaea mengalami musim keras dan tidak memiliki bentang alam air (Danau, sungai, dsb). Reptil dan synapsida berkembang di iklim kering baru. Makhluk seperti Dimetrodon dan Edaphosaurus menguasai benua baru ini. Konifer pertama berevolusi, dan mendominasi lanskap daratan. Menjelang akhir Permian, bagaimanapun juga, Pangaea mengering dan semakin kering. Daratan Interior bukan apa-apa tetapi hanyalah gurun kering, dan spesies baru seperti Scutosaurus dan Gorgonopsids mengisi gurun kosong. Akhirnya mereka musnah, bersama dengan 95% dari semua kehidupan di Bumi, dalam bencana yang dikenal sebagai "The Great Dying", kepunahan massal ketiga dan yang paling parah dalam sejarah dunia.
Secara geologis, Paleozoikum dimulai tak lama setelah pecahnya sebuah benua raksasa disebut Pannotia. Sepanjang Paleozoikum awal, daratan bumi dipecah menjadi beberapa benua. Menjelang akhir era, benua berkumpul menjadi benua raksasa yang disebut Pangaea, yang termasuk sebagian besar wilayah daratan Bumi.
Periode Ordovisium dan Silur merupakan periode “rumah kaca”, dengan permukaan air laut tertinggi dari Paleozoikum (200m lebih daripada hari ini); iklim hangat hanya disela oleh periode dingin selama 30 juta tahun, yakni Awal Paleozoikum Icehouse, yang berpuncak pada glasiasi Hirnantian.
Iklim Cambrian diperkirakan moderat pada awalnya, menghangat selama Kambrium, bersamaan dengan kenaikan permukaan air laut berkelanjutan kedua terdahsyat pada Fanerozoikum berlangsung. Namun, seolah-olah untuk mengimbangi kecenderungan ini, Gondwana berpindah ke selatan dengan kecepatan yang cukup, sehingga, dalam periode Ordovisium, kebanyakan dari Barat Gondwana (Afrika dan Amerika Selatan) sudah terletak di atas Kutub Selatan. Iklim Paleozoikum awal juga bersifat lokal, dalam artian bahwa "iklim", dalam arti yang abstrak menjadi lebih hangat, tetapi ruang hidup dari sebagian besar organisme pada waktu itu (lingkungan landas kontinen laut) menjadi lebih dingin. Namun, Baltica (Eropa Utara dan Rusia) dan Laurentia (timur Amerika Utara dan Greenland) tetap di zona tropis, sementara Cina dan Australia berbaring di perairan yang setidaknya pada iklim sedang. Awal Paleozoikum berakhir, bukan tiba-tiba, namun singkat, dan ternyata parah, zaman es Ordovician juga ikut berakhir. Iklim dingin ini menyebabkan kepunahan massal kedua terbesar pada era Fanerozoikum. Seiring waktu, cuaca yang lebih hangat bergerak ke periode Paleozoikum.
Pertengahan Paleozoikum merupakan masa yang terbilang cukup stabil. Permukaan air laut telah turun bertepatan dengan zaman es berakhir, tetapi perlahan-lahan pulih selama periode Silur dan Devon. Penggabungan lambat antara Baltica dan Laurentia, dan pergerakan utara dari potongan-potongan Gondwana menciptakan berbagai daerah baru yang relatif hangat dan dasar lautnya dangkal. Seiring tanaman memenuhi pada tepi benua, jumlah oksigen meningkat dan karbondioksida turun, meskipun lebih tidak dramatis. Perbedaan suhu Utara-selatan juga tampaknya telah dinormalkan, atau kehidupan hewan menjadi lebih berat, atau keduanya. Pada peristiwa apapun, tepi benua ujung selatan Antartika dan Barat Gondwana menjadi semakin subur. Periode Devon berakhir dengan serangkaian peristiwa yang membunuh banyak kehidupan vertebrata Paleozoikum tengah, mengurangi keragaman spesies secara keseluruhan.
Akhir Paleozoikum adalah periode yang memberikan kita banyak pertanyaan yang belum terjawab dengan baik. Zaman Mississippian dimulai dengan lonjakan oksigen atmosfer, sementara karbondioksida anjlok ke posisi terendah. Iklim yang tidak stabil ini menyebabkan satu, dan mungkin dua, zaman es selama Carbonivera. Jauh lebih parah daripada Ice Ordovician akhir yang singkat; tapi kali ini, tidak berefek pada biota dunia. Pada Cisuralian, baik oksigen dan karbondioksida telah pulih ke tingkat yang lebih normal. Di sisi lain, pembentukan Pangaea menciptakan daerah pedalaman kering besar takluk pada suhu ekstrem. Lopingian dikaitkan dengan penurunan ekstrem permukaan air laut, peningkatan karbondioksida dan penurunan iklim umum, yang berpuncak pada kepunahan Permian.
Sementara kehidupan tanaman makroskopik muncul di awal Paleozoikum dan mungkin di akhir Neoproterozoic, sebagian besar tetap di dalam air sampai periode Silur dan Devon, ketika dimulai transisi ke darat. Flora terestrial mencapai klimaksnya pada Carbonivera, ketika hutan hujan lycopsid menjulang dan mendominasi sabuk tropis Euramerica. Perubahan iklim menyebabkan kehancuran hutan hujan Carbonivera yang membuat habitat ini terbagi, mengurangi keanekaragaman tanaman hidup di periode Carbonivera dan Permian.
Sebuah fitur penting dari kehidupan Paleozoikum adalah kemunculan berlimpah tiba-tiba dari hampir semua invertebrata filum hewan di awal Cambrian. Vertebrata pertama kali muncul dalam bentuk ikan primitif, yang sangat beragam di periode Silur dan Devon. Hewan pertama untuk menjelajah ke lahan kering adalah arthropoda. Beberapa ikan memiliki paru-paru, dan sirip kuat tulang yang juga bisa merangkak ke darat. Tulang di sirip mereka akhirnya berkembang menjadi kaki dan mereka menjadi tetrapoda pertama. Amfibi adalah tetrapoda dominan hingga pertengahan Carbonivera, ketika perubahan iklim mengurangi keanekaragaman mereka. Kemudian, reptil berlimpah dan terus meningkat dalam jumlah dan jenis oleh Permian akhir.