Al doilea mare eon al istoriei planetei noastre este Phanerozoicul, ce începe cu 542 milioane de ani în urmă şi încă nu s-a încheiat. Momentul de separare al Precambrianului de Phanerozoic a fost iniţial stabilit la apariţia abundenţei de fosile.
Istoria Pământului. Precambrianul (1)
Ulterior au fost făcute astfel de descoperiri anterioare limitei mai sus menţionate.
Phanerozoicul este eonul vieţii multicelulare. Aceasta se dezvoltă şi se răspândeşte cucerind toată planeta. Tot ceea ce înseamnă organisme complexe apar acum: plantele, peştii, animalele terestre, până la fauna modernă şi om.
Toată această perioadă de 500 milioane de ani se împarte în trei mari ere: Paleozoicul, Mesozoicul şi Cenozoicul.
Paleozoicul (542 – 251 milioane de ani)
Era paleozoică a înregistrat multe evenimente importante, ca dezvoltarea majorităţii grupurilor de nevertebrate, cucerirea uscatului de către viaţă, evoluţia peştilor, reptilelor, insectelor, plantelor complexe, formarea supercontinentului Pangeea şi prezenţa glaciaţiunilor. Paleozoicul are şi un alt aspect foarte cunoscut: era se sfârşeşte cu cea mai distrugătoare extincţie de la apariţia vieţii până astăzi.
În timpul Paleozoicului, şase mari mase continentale s-au închegat, puzzle-uri din continentele pe care le cunoaştem şi noi. Lanţuri de munţi au apărut acolo unde uscatul era în coliziune, mările au avansat şi s-au retras. Pe toată perioada masa continentală a fost mai degrabă fragmentată.
Prima parte a Paleozoicului a avut temperaturi tot mai ridicate. Deşi clima era caldă, totuşi viaţa a trebuit să îndure frigul, deoarece o bună parte din fragmentele continentale se aflau în zone reci. Ordovicianul se sfârşeşte cu o perioadă glaciară. Partea de mijloc a erei este caracterizată de stabilitate, în timp ce Paleozoicul târziu înregistrează glaciaţiuni.
Până la sfârşitul Ordovicianului viaţa nu mai este limitată doar la apă. Plantele încep să se răspândească pe uscat. Dintre animale, primii paşi afară din ocean îl fac artropodele – nevertebrate cu exoschelet şi corp segmentat, ca insecte, arahnide (păianjeni) şi crustacee. Acestea sunt urmate de tetrapode, iniţial amfibieni şi mai târziu reptile. Apele încep să fie dominate de peşti şi apar sisteme de recifuri.
Nu vom intra în mai multe amănunte ce privesc geografia, viaţa, schimbările climatice şi alte aspecte ale Paleozoicului, deoarece le vom detalia pentru fiecare epocă componentă a acestei ere: Cambrian, Ordovician, Silurian, Devonian, Carbonifer şi Permian.
Cambrianul (542 – 488 milioane de ani)
Cambrianul a fost perioada de profunde schimbări şi inovări ale vieţii. Organismele multicelulare încep să devină comune şi să se diversifice, dând naştere primilor reprezentanţi ai multor grupuri mari de animale. Viaţa înfloreşte în apă, însă pe uscat încă singurii reprezentanţi sunt organismele unicelulare. Solul este tare şi uscat, vegetaţia ce-l va schimba apărând ceva mai târziu.
Geografia. Supercontinentul erei proterozoice Rodinia începe fragmentarea înainte de epoca cambriană. Continentele se amplasează în mare parte în zona tropicală şi în cea temperată. Era glaciară severă de la sfârşitul Proterozoicului este uitată, calotele polare se topesc, iar nivelul crescut al oceanelor dă naştere apelor puţin adânci la hotarele continentelor. Nicio masă continentală nu se află în zonele polare.
Clima. Fragmentarea continentelor şi poziţionarea acestora în zone calde au favorizat o climă cambriană blândă. Continentele de dimensiuni mari au în interior clime uscate şi extreme pe alocuri, pe când influenţa oceanului egalizează temperaturile şi oferă îndeajuns de multe precipitaţii. Cambrianul este o perioadă cu temperaturi ridicate mărginită de ere glaciare, una anterioară care se presupune că a îmbrăcat în gheţuri aproape întreg Pământul, şi una ulterioară ce a dus la extincţia unor specii adaptate temperaturilor crescute.
Cu toate că oxigenul avea deja un nivel atmosferic crescut încă din Precambrian, în epoca la care ne referim acesta începe să fie dizolvat în proporţii apreciabile şi în apă. Cum viaţa încă se desfăşura în mare parte în oceane, acest nivel crescut al oxigenării apei este probabil principalul motiv al exploziei cambriene, al dezvoltării multor grupuri majore de animale, în special cele cu exoschelet.
Viaţa. Explozia cambriană a însemnat cea mai mare diversificare a vieţii de la apariţia acesteia. Cele mai multe grupuri existente azi îşi au rădăcinile în acea eră: moluşte, artropode, brahiopode, echinoderme, cordate (strămoşii noştri). Acest lucru nu înseamnă că oceanul cambrian semăna cu cel familiar nouă astăzi. Deşi grupurile de organisme multicelulare sunt în mare parte aceleaşi, speciile incluse sunt în mare parte extincte, apărând altele, sau au evoluat în cu totul alte forme.
O evoluţie importantă a fost apariţia exoscheletului. Pe de o parte, acesta acorda formelor de viaţă o întreagă diversitate de dezvoltare a formei corpului, iar pe de altă parte oferea protecţie crescută.
Din moment ce aceasta a fost prima răspândire a vieţii, întinzându-se într-un vid ecologic, nu este deloc surprinzătoare producerea unui număr variat de forme. Ceea ce este mai dificil de explicat e faptul că atât de multe grupuri de animale au supravieţuit sute de milioane de ani. Alte încercări mai târzii de acoperire a nişelor goale tind să aibă primele modele de mai puţin succes.
Cambrianul a beneficiat de un nivel al mărilor în creştere. Aproape întotdeauna un nivel ridicat al oceanului a fost favorabil vieţii, deoarece acest lucru înseamnă o zonă întinsă de ape puţin adânci. Baza lanţului trofic sunt bacteriile şi plantele ce folosesc fotosinteza, şi doar primii 100 de metri de la suprafaţa oricărei ape permit trecerea luminii solare. Însă aceste organisme au nevoie şi de nutrienţi, preluaţi din sol. Astfel, apele puţin adânci sunt ideale pentru ele, ca de asemenea şi pentru o serie întreagă de specii ce se află deasupra în piramida trofică.
Apele puţin adânci oferă substrat şi pentru recifuri. Noi trăim într-o perioadă destul de uscată şi rece comparativ cu cea mai mare parte a Phanerozoicului; în alte timpuri recifurile erau uriaşe, dominând coastele de-a lungul a mii de kilometri.
În Cambrian, cele mai abundente şi diverse animale au fost trilobiţii. Cu antene lungi, ochi compuşi şi exoschelet dur erau asemănători cu alte rude artropode, ca homarii şi crabii. Mărimea lor varia de la câţiva milimetri până la aproape jumătate de metru.
Perioada de mijloc a erei geologice aduce primii carnivori adevăraţi de pe Terra: anomalocarididele, unele atingând lungimea de doi metri.
Lagannia Cambria. Anomalocarididă din Cambrianul de mijloc
credit: Wikimedia Commons
Majoritatea animalelor din Cambrian erau acvatice. Doar câteva s-au aventurat pe uscat. Deşi existau plante marine, pe continent nu erau prezente. Majoritatea fotosintezei era realizată de bacterii şi alge.
Ordovicianul (488 – 444 milioane de ani)
A doua epocă a Paleozoicului a durat 45 de milioane de ani, lăsând viaţa să se dezvolte în continuare şi să cucerească, în premieră, uscatul. Sfârşitul epocii pune însă la încercare rezistenţa şi adaptarea organismelor, printr-o perioadă glaciară ce va duce la o extincţie.
Geografia şi clima. Deasupra tropicului de nord în Ordovician exista aproape doar ocean. Întreaga masă continentală era aglomerată în partea de ecuator şi în emisfera sudică, iar Europa sudică, Africa, America de Sud, Antarctica şi Australia formau supercontinentul Gondwana. Acesta se mută continuu spre sud, unde se va stabiliza şi va deveni un factor al perioadei glaciare, centrată în Africa.
Apropierea Balticii de Laurenţia duce la formarea unor munţi cu înălţimi de până la 12.000 m.
Ordovicianul a cunoscut cel mai ridicat nivel al oceanelor din era Paleozoică; acesta iniţial a crescut continuu, la mijlocul perioadei stabilizându-se relativ, şi durând până la începutul glaciaţiunii, urmând o scădere bruscă de 50 metri.
În urmă cu 480 de milioane de ani clima era foarte caldă datorită cantităţii importante de dioxid de carbon, de 8 până la 20 de ori mai mare decât în prezent. Se estimează că temperatura apei oceanelor era în jur de 45 de grade Celsius, astfel diversificarea organismelor multicelulare complexe fiind restricţionată. 20 milioane de ani mai târziu climatul devine mai rece.
Deoarece deplasarea maselor continentale către sud nu explică în totalitate schimbarea bruscă a climei şi apariţia glaciaţiunii, un important factor ar trebui să fie scăderea masivă a nivelului dioxidului de carbon, nivel de care depindea direct temperatura de suprafaţă a oceanului planetar.
Viaţa. Ordovicianul a fost o epocă a evoluţiei experimentale, cu noi organisme apărute pentru a le înlocui pe cele cambriene. Viaţa continuă răspândirea şi diversificarea. Apar noi clase de animale, ca brahiopodele articulate (ce prezintă două cochilii una sub alta, spre deosebire de bivalve, ce au cochiliile dreapta-stânga), graptoliţi (organisme coloniale), conodonţi (animale din care au rămas în marea majoritate doar dinţii, restul corpului fiind moale), cefalopodele (în prezent cu reprezentanţi ca sepia şi caracatiţa) şi crinoide (crini de mare). Brahiopodele înlocuiesc treptat trilobiţii. Aceştia din urmă pierd teren, deşi evoluează în exemplare ciudate, cu spini, noduli şi alte caracteristici care să-i ajute la o mai bună apărare împotriva noilor prădători apăruţi.
Moluştele dezvoltă noi forme ca bivalvele (scoicile) şi nautilii (vietăţi cu tentacule, dar protejate de cochilii). Nautilii iau diverse forme; carnivore inteligente, ei vor prolifera şi unele specii vor atinge chiar 10 metri în lungime, fiind astfel la acea vreme cele mai mari animale ce existaseră vreodată pe planetă. Cefalopodele au reprezentat în Ordovician o creştere a gradului de inteligenţă a formelor de viaţă; dintre nevertebrate, cefalopodele sunt cele mai evoluate sub acest aspect. Probabil nautilii acelor vremuri nu se comparau cu moderna caracatiţă, însă erau net superioare oricărei forme de viaţă de la acel moment.
Orthoceras, nautiloid din Ordovicianul de mijloc
credit: Wikimedia Commons
Noile tipuri de animale se dezvoltă în special de-a lungul recifurilor; apar coralii. Dacă epoca precedentă este dominată de organisme ce preferă trăitul şi săpatul în noroiul de pe fundul apei, acum se înmulţesc formele de viaţă ce se hrănesc cu ajutorul filtrării, poate datorită înmulţirii planctonului.
O schimbare importantă în Ordovician este evoluţia faunei de adâncime, organismele depăşind bariera apelor puţin adânci.
Primele organisme se mută pe uscat, acestea fiind licheni şi briofite (o grupă de plante terestre non-vasculare, muşchii). Plantele terestre rămân însă rare, continentele fiind întinse deşerturi lipsite de viaţă.
Extincţia Ordovician – Silurian. Extincţia a apărut în urmă cu 447 - 444 milioane de ani în urmă şi a durat între 0,5 – 1,5 milioane de ani. Aproape 50% din genurile animaliere au dispărut.
Cauza principală a dispariţiei în masă a speciilor se pare că a fost o scădere importantă a nivelului de dioxid de carbon, gaz ce a întreţinut puternicul efect de seră din timpul Ordovicianului. Rămas la doar 60% din cantitatea iniţială, dioxidul de carbon redus a determinat o scădere a temperaturii globale. Ce a provocat însă prăbuşirea nivelului de CO2 nu este clar stabilit. O cauză posibilă ar fi o scădere a activităţii vulcanice, activitate ce livrase până în acel moment o bună parte din dioxidul de carbon aflat în atmosferă.
Marea parte a masei continentale se poziţionează în zona polului sud. Gondwana se acoperă de calote de gheaţă, urmele acestora păstrându-se până astăzi chiar şi în inima Saharei (Africa era cea mai rece zonă la acel moment). Nivelul oceanelor scade astfel, lăsând secate multe zone ce fuseseră inundate de ape puţin adânci şi descoperind marginile continentelor. O bună parte din speciile obişnuite cu temperaturi ridicate sau specializate într-un anume mediu dispar, neputându-se adapta suficient de rapid.
Extincţia de la sfârşitul Ordovicianului a fost de fapt compusă din două episoade glaciare, la un interval de un milion de ani. Este a doua extincţie majoră din istoria vieţii, judecând după numărul de genuri animaliere dispărute şi ravagiile asupra vieţii în general. Organismele au suferit pierderi atât de masive pentru că mediul de răspândire pentru majoritatea speciilor era redus – apele puţin adânci – şi chiar acest mediu a fost afectat direct şi semnificativ.
Există şi sugestia că această extincţie ar fi fost determinată de o explozie de raze gama produsă de o hipernovă aflată în vecinătatea Terrei. Până în prezent nu s-a găsit vreo dovadă clară care să susţină o asemenea ipoteză.
Istoria Pământului. Paleozoicul de mijloc (3)