Каменноугольный период: леса и гигантские насекомые

В каменноугольных тропических лесах гигантские членистоногие летали над болотами древних папоротников и образовывали будущий уголь.

Представьте насекомое, похожее на стрекозу, с размахом крыльев почти как у вороны. Оно летит не над лугом, а над тёплым болотом, где вместо привычных деревьев поднимаются древовидные плауны, хвощи высотой с дом и густые заросли папоротников. Так выглядела одна из самых необычных эпох Земли — каменноугольный период.

В прошлый раз мы говорили о том, как жизнь выбралась на сушу: растения закрепились у воды, членистоногие нашли влажные укрытия, а позвоночные ещё долго держались берегов. Каменноугольный период, примерно между тремястами пятьюдесятью девятью и двумястами девяносто девятью миллионами лет назад, показывает следующий шаг: суша в тропиках стала настоящей лесной страной.

Эти леса были совсем не похожи на современные. Там не росли дубы, берёзы или сосны в привычном нам виде. Главными растениями были древовидные плауны, каламиты — родственники хвощей, папоротники и семенные папоротники. Многие имели высокие стволы, но их древесина, кора и строение были устроены иначе, словно природа пробовала другой вариант леса.

Почему же эти леса стали болотами? Значительная часть суши лежала в тёплых влажных широтах, а уровень моря часто менялся. Низины то затапливались, то снова зарастали, потом их накрывали ил и песок. В болотной воде мало кислорода, поэтому мёртвые стволы, листья и корни разлагались медленно и не до конца.

Так начинается история каменного угля. Остатки растений год за годом накапливались в топях и превращались в торф. Затем торф оказывался погребён под новыми слоями осадков. Под давлением, при повышенной температуре и за миллионы лет он постепенно менялся: сначала становился более плотным, а затем превращался в уголь.

Кусок угля — это сжатая память древнего леса. В нём заперт углерод, который растения когда-то забрали из воздуха с помощью фотосинтеза. Поэтому каменноугольный период важен не только для геологии, но и для климата: огромные массы углерода ушли под землю, а состав атмосферы постепенно изменился.

Одно из заметных изменений — высокий уровень кислорода. Точные значения для разных этапов учёные уточняют, но в позднем каменноугольном периоде кислорода в воздухе было больше, чем сегодня. Растения активно выделяли его, а часть органического вещества не сгнивала обратно до углекислого газа, а захоранивалась в болотах.

И тут появляются гигантские членистоногие. Насекомые дышат не лёгкими, как мы, а через тонкие трубочки — трахеи, по которым кислород идёт прямо к тканям. В маленьком теле это работает отлично, но в крупном возникают ограничения. Когда кислорода больше, большим насекомым легче снабжать организм.

Поэтому над каменноугольными лесами летали крупные родственники стрекоз, например меганевры, с размахом крыльев до нескольких десятков сантиметров. По земле могли ползать огромные членистоногие, включая артроплевру — родственника многоножек длиной больше двух метров. Это не значит, что всё живое тогда было гигантским, но условия позволяли некоторым группам вырастать необычайно большими.

Был и другой фактор: в воздухе ещё не было птиц и летучих мышей, привычных летающих охотников. Позвоночные только осваивали сушу. Земноводные были разнообразными, иногда крупными, но часто зависели от воды. Ранние амниоты уже появлялись, открывая путь будущим пресмыкающимся, однако в лесной подстилке важную роль всё ещё играли членистоногие.

Каменноугольный период не был единым вечным болотом. На южных материках, входивших в Гондвану, существовали обширные оледенения. Климат менялся, моря наступали и отступали, леса расширялись и исчезали. Земля уже жила сложными ритмами, где материки, океаны, растения и атмосфера влияли друг на друга.

Итог простой: каменноугольный период оставил нам два наследства. Первое — залежи угля, то есть погребённые древние леса. Второе — образ влажного зелёного мира, где воздух был богат кислородом, болота копили будущий уголь, а над папоротниковыми зарослями летали гигантские насекомые.