Kỷ Carbon hay kỷ Than Đá là một kỷ địa chất kéo dài 60 triệu năm từ lúc kỷ Devon kết thúc 359 triệu năm trước đến khi kỷ Permi bắt đầu 299 triệu năm trước.[1] Như tên gọi, đây tương ứng là một giai đoạn địa tầng (hệ Carbon) có liên quan đến than đá.[2] Khối lượng lớn than đá tích lũy trong thời kỳ này đã tiếp sức cho cách mạng công nghiệp thế kỷ 18 và góp phần gây ấm lên toàn cầu ngày nay.[3] Đây là một trong những kỷ địa chất lộn xộn và phức tạp nhất về khoản phân loại địa tầng.[4] Vì sự bất đồng quá khứ giữa các nhà địa chất châu Âu và Bắc Mỹ, Carbon là hệ/kỷ duy nhất trong liên đại Hiển Sinh được chia thành hai phân hệ/kỷ là Mississippi hay Hạ Carbon/Carbon Sớm và Pennsylvania hay Thượng Carbon/Carbon Muộn.[5] Kỷ Carbon là thời gian mà sinh địa quyển Trái Đất đã có những chuyển biến quan trọng.[4]
Chính trong kỷ Carbon, đa số những lục địa đơn lẻ trước đó đã hợp nhất tạo thành Pangaea, siêu lục địa duy nhất trong liên đại Hiển Sinh.[5] Sự kiện lớn là hai đại lục Laurussia và Gondwana sáp nhập vào khoảng 320 Ma, gần như khép lại đại dương Rheic.[5][6] Laurussia trôi nhanh về phía đông bắc và đụng xiên với Gondwana, từ vị trí 0–30 độ vĩ nam lúc đầu kỷ lên 0–30 độ vĩ bắc lúc hết kỷ.[7][8] Che phủ hầu hết phần bề mặt Trái Đất còn lại vẫn là đại dương Panthalassa.[7] Paleotethys, đại dương lớn thứ hai nằm ở phía bắc Gondwana và đông Laurussia, không thay đổi nhiều về diện tích xuyên suốt kỷ Carbon.[9] Một số lục địa đáng kể khác bao gồm Siberia, Amuria, Annamia, Hoa Bắc, Hoa Nam nằm chủ yếu ở Bắc Bán cầu và trôi dạt riêng lẻ.[7][8]
Kỷ băng hà cuối đại Cổ Sinh (LPIA) đã bắt đầu vào gần kết kỷ Devon và tiếp diễn trong kỷ Carbon với tính chất gián đoạn, xen lẫn là những quãng gian băng.[10] Ở đầu kỷ Carbon, thời tiết ấm, ẩm phổ biến ở những miền đất gần xích đạo ứng với mực nước biển dâng.[11] Sang giữa kỷ, khí hậu toàn cầu chuyển mát báo trước một thời kỳ băng giá khắc nghiệt nhất trong liên đại Hiển Sinh.[11] Sự mở rộng của các sông băng làm mực nước biển hạ đáng kể,[11] trong khi nồng độ CO2 khí quyển sụt giảm từ 1.500 ppm trong Carbon Sớm xuống còn 350 ppm, gần bằng ngày nay.[12][13] Giai đoạn băng hà chính diễn ra vào Carbon Muộn và lên đến đỉnh điểm trong Permi Sớm.[14][15] Khi ấy, khí hậu rất giống hiện tại với hai cực lạnh lẽo còn xích đạo thì ấm ẩm,[16] thể hiện sự chênh lệch nhiệt độ theo vĩ độ rất lớn.[11]
Những động vật mặt đất khổng lồ đầu tiên trên Trái Đất xuất hiện vào khoảng 345 triệu năm trước trong kỷ Carbon.[17] Cả trên cạn lẫn dưới biển, động vật mới thời kỳ này lớn hơn nhiều những bản sao của chúng ngày nay, có khi đến 12 lần.[17] Sự tiến hóa kích thước cơ thể được liên hệ với khí quyển giàu oxy, tiêu biểu là côn trùng.[↓ 1][18] Chân khớp là nhóm động vật không xương sống phổ biến, to nhất là bọ cạp và bọ cạp biển với chiều dài đôi khi gần 1 mét.[20] Kỷ Carbon cấu thành thời đại lưỡng cư, giai đoạn mà động vật này tiến hóa đáng kể.[21][22] Các loài bò sát cũng lần đầu xuất hiện và tiến hóa trong Carbon Muộn.[23] Ở biển, đáng chú ý có Gigantoproductus giganteus, loài tay cuộn lớn nhất từng tồn tại trên Trái Đất;[24] hay fusilinid, sinh vật đơn bào nhưng chiều dài có thể tới hơn 10 cm.[25]
Trong kỷ Carbon, diện tích đất ngập nước lớn hơn nhiều ngày nay.[25] Trầm tích than đá hình thành chủ yếu ở những đầm lầy thấp, nơi tích lũy nhiều những thân cây đổ.[25] Một yếu tố khác giúp than đá được tạo ra với lượng lớn là thời này chưa có mối, động vật ăn gỗ chết.[26]
Phân địa tầng
Kỷ/Hệ Carbon được phân thành những đơn vị nhỏ hơn như bảng dưới đây:[1]
| Thống/Thế | Bậc/Kỳ | Biên dưới (Ma) | |
|---|---|---|---|
| Cisural (Permi) | Assel | 298,9 ±0,15 | |
| Pennsylvania | Thượng | Gzhel | 303,7 ±0,1 |
| Kasimov | 307,0 ±0,1 | ||
| Trung | Moscow (Moskva) | 315,2 ±0,2 | |
| Hạ | Bashkiria | 323,2 ±0,4 | |
| Mississippi | Thượng | Serpukhov | 330,9 ±0,2 |
| Trung | Visé | 346,7 ±0,4 | |
| Hạ | Tournai | 358,9 ±0,4 | |
Tham khảo
Chú thích
- ↑ Hàm lượng oxy khí quyển liên tục tăng xuyên suốt kỷ Carbon, đặc biệt trong Carbon Muộn lên ngưỡng đỉnh 30–35% so với 21% ngày nay.[18] Tác động đến kích cỡ côn trùng thưở đầu (Carbon đến Trias) là yếu tố này nhưng về sau thay thế là những tương tác sinh học như sự cạnh tranh và săn mồi.[19] Ví dụ như trong Creta Sớm, hàm lượng oxy khí quyển cũng tăng nhưng côn trùng lại nhỏ đi, thời kỳ mà chim đang tiến hóa và phân nhánh.[19]
Trích dẫn
- ↑ a b Cohen, K.M.; Finney, S.C.; Gibbard, P.L.; Fan, J.X. (tháng 4 năm 2023), "The ICS International Chronostratigraphic Chart" (PDF), stratigraphy.org, International Commission on Stratigraphy, truy cập ngày 14 tháng 4 năm 2023
- ↑ Gradstein et al. 2020, tr. 811.
- ↑ Feulner, Georg (ngày 9 tháng 10 năm 2017), "Formation of most of our coal brought Earth close to global glaciation", Proceedings of the National Academy of Sciences, 114 (43): 11333–11337, doi:10.1073/pnas.1712062114, PMC 5664543, PMID 29073052, S2CID 20949723
- ↑ a b Gradstein et al. 2020, tr. 812.
- ↑ a b c Torsvik & Cocks 2016, tr. 160.
- ↑ Nance, R. Damian; Gutiérrez-Alonso, Gabriel; Keppie, J. Duncan; Linnemann, Ulf; Murphy, J. Brendan; Quesada, Cecilio; Strachan, Rob A.; Woodcock, Nigel H. (tháng 3 năm 2010), "Evolution of the Rheic Ocean", Gondwana Research, 17 (2–3): 194–222, Bibcode:2010GondR..17..194N, doi:10.1016/j.gr.2009.08.001
- ↑ a b c Domeier, Mathew; Torsvik, Trond H. (tháng 5 năm 2014), "Plate tectonics in the late Paleozoic", Geoscience Frontiers, 5 (3): 303–350, doi:10.1016/j.gsf.2014.01.002, S2CID 129766968
- ↑ a b Torsvik & Cocks 2016, tr. 161.
- ↑ Torsvik & Cocks 2016, tr. 161, 162.
- ↑ Fielding, Christopher R.; Frank, Tracy D.; Isbell, John L. (2008), "The late Paleozoic ice age—A review of current understanding and synthesis of global climate patterns", Special Paper 441: Resolving the Late Paleozoic Ice Age in Time and Space, Geological Society of America, tr. 343–354, doi:10.1130/2008.2441(24), S2CID 130104682
- ↑ a b c d Stanley & Luczaj 2015, tr. 373.
- ↑ Torsvik & Cocks 2016, tr. 174.
- ↑ Berner, Robert A. (ngày 25 tháng 4 năm 1997), "The Rise of Plants and Their Effect on Weathering and Atmospheric CO2", Science, 276 (5312): 544–546, doi:10.1126/science.276.5312.544, S2CID 128649732
- ↑ Montañez, Isabel P.; Poulsen, Christopher J. (ngày 30 tháng 5 năm 2013), "The Late Paleozoic Ice Age: An Evolving Paradigm", Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 41 (1): 629–656, Bibcode:2013AREPS..41..629M, doi:10.1146/annurev.earth.031208.100118, S2CID 26751397
- ↑ Torsvik & Cocks 2016, tr. 171.
- ↑ Raymond, Anne; Scotese, Christopher R. (2009), "Late Paleozoic Paleoclimates", trong Gornitz, Vivien (bt.), Encyclopedia of Paleoclimatology and Ancient Environments, Springer Dordrecht, tr. 498–504, doi:10.1007/978-1-4020-4411-3_124
- ↑ a b McGhee 2018, tr. 117.
- ↑ a b Harrison, Jon F.; Kaiser, Alexander; VandenBrooks, John M. (ngày 10 tháng 3 năm 2010), "Atmospheric oxygen level and the evolution of insect body size", Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 277 (1690): 1937–1946, doi:10.1098/rspb.2010.0001, PMC 2880098, PMID 20219733, S2CID 577473
- ↑ a b Clapham, Matthew E.; Karr, Jered A. (ngày 4 tháng 6 năm 2012), "Environmental and biotic controls on the evolutionary history of insect body size", Proceedings of the National Academy of Sciences, 109 (27): 10927–10930, doi:10.1073/pnas.1204026109, PMC 3390886, PMID 22665762, S2CID 24147622
- ↑ Torsvik & Cocks 2016, tr. 175.
- ↑ MacDonald, James (ngày 10 tháng 12 năm 2015), The Age of Amphibians, JSTOR Daily, truy cập ngày 26 tháng 4 năm 2023
- ↑ Stanley & Luczaj 2015, tr. 367.
- ↑ Marchetti, Lorenzo; Voigt, Sebastian; Buchwitz, Michael; MacDougall, Mark J.; Lucas, Spencer G.; Fillmore, David L.; Stimson, Matthew R.; King, Olivia A.; Calder, John H.; Fröbisch, Jörg (ngày 1 tháng 7 năm 2021), "Tracking the Origin and Early Evolution of Reptiles", Frontiers in Ecology and Evolution, 9, doi:10.3389/fevo.2021.696511, S2CID 235690297
- ↑ McGhee 2018, tr. 128.
- ↑ a b c Stanley & Luczaj 2015, tr. 362.
- ↑ Stanley & Luczaj 2015, tr. 363.
Sách
- Torsvik, Trond H.; Cocks, L. Robin M. (2016), Earth History and Palaeogeography, Cambridge University Press, ISBN 978-1-107-10532-4
- Gradstein, Felix M.; Ogg, James G.; Schmitz, Mark D.; Ogg, Gabi M., bt. (2020), Geologic Time Scale 2020, Elsevier, ISBN 978-0-12-824360-2
- Stanley, Steven M.; Luczaj, John A . (2015), Earth System History (lxb. 4), Macmillan Learning, ISBN 978-1-4292-5526-4
- McGhee, George R. (2018), Carboniferous Giants and Mass Extinction: The Late Paleozoic Ice Age World, New York: Columbia University Press, ISBN 978-0-231-54338-5
