Окаменелая летопись огня - Fossil record of fire

Современный лесной пожар

В летопись окаменелостей впервые появляется с установлением наземной флоры в Средний ордовик период, 470 миллион лет назад,[1] позволяя накапливать кислород в атмосферу, как никогда прежде, поскольку новые орды наземных растений выкачивают ее как отходы. Когда эта концентрация превысила 13%, появилась возможность лесной пожар.[2] Wildfire впервые записан в Поздний силурийский период Окаменелости, 420 миллион лет назадокаменелостями угольный растения.[3][4] Помимо спорного разрыва в Поздний девон, уголь присутствует с тех пор.[4] Уровень кислорода в атмосфере тесно связан с преобладанием древесного угля: ясно, что кислород является ключевым фактором распространения лесных пожаров.[5] Огонь также стал более распространенным, когда травы стали излучать и стали доминирующим компонентом многих экосистем вокруг С 6 до 7 миллион лет назад;[6] эта растопка обеспечила Трут что позволило ускорить распространение огня.[5] Эти широко распространенные пожары могли вызвать положительный отзыв процесс, в результате чего они создали более теплый и сухой климат, более благоприятный для огня.[5]

Ископаемые свидетельства

Современный уголь

Ископаемые свидетельства огня происходят в основном из уголь. Самый ранний древесный уголь относится к силурийскому периоду.[7] Древесный уголь образуется из органических веществ, подвергающихся воздействию высоких температур, которые удаляют летучие элементы и оставляют углеродный остаток. Древесный уголь отличается от каменный уголь, который представляет собой окаменелые остатки живых растений и ожоги, чтобы оставить сажа.

Ископаемый древесный уголь известен как фузаин рассыпчатый шелковистый материал, который может образовывать блоки или микроскопические пленки.[8] Растения можно сохранить в мельчайших деталях, а оригинальные клеточные структуры часто можно сохранить в трех измерениях.[8] Эффектные изображения можно восстановить с помощью сканирующая электронная микроскопия.[9] Фрагменты могут быть распределены на некотором расстоянии, а богатые сажей слои в пластах, отложенных в дельтах, могут обеспечить «усредненные по времени» данные о пожарной активности в водосборном бассейне (и против ветра) в районе реки.[8]

Потеря летучих элементов во время сгорания означает, что обугленные остатки обычно меньше, чем исходный организм, но этот же фактор делает маловероятным их употребление в пищу какими-либо животными (поскольку они не имеют питательной ценности), повышая их потенциал сохранения.[8]

Свидетельства ударов молнии обычно трудно связать с конкретными пожарами; иногда они могут опалить деревья, но фульгариты - плавленые отложения, где почва слилась во время удара, - иногда сохраняются в геологической летописи из Пермский период вперед.[8]Обгоревшие слои деревьев, переживших пожары, также могут свидетельствовать о частоте пожаров, особенно потому, что они могут быть связаны с годовыми кольцами роста пораженного дерева. Они полезны для относительно недавнего времени, но есть только предполагаемые сообщения об этом явлении в дотретичных слоях.[примечание 1][8]

Геохимические данные

Количество кислорода в атмосфера главный контроль обилия огня; это можно приблизительно оценить с помощью ряда прокси.[10]

Развитие во времени

Пожары среди невысоких кустарниковых водно-болотных растений силурия могли быть ограниченными по размаху. Только в лесах среднего девона крупномасштабные лесные пожары действительно не смогли бы закрепиться.[8] Пожары действительно начались в период с высоким содержанием кислорода и высокой биомассы Каменноугольный, где часто горели углеобразующие леса; уголь, который представляет собой окаменелые останки этих деревьев, может содержать до 10-20% древесного угля по объему. Они представляют собой пожары, которые могли иметь примерно 100-летний цикл повторения.[8]

В конце перми уровень кислорода резко упал, и пожары стали менее распространенными.[8] В раннем триасе, после 'мать всех исчезновений 'в конце перми есть загадочная угольная щель, что предполагает очень низкую биомассу;[11] это сопровождается нехваткой древесного угля на протяжении всего триасового периода.[8]

Пожары снова стали значительными в период с поздней юры по меловой период. Они особенно полезны, поскольку угольные цветы служат ключевым доказательством для отслеживания происхождения покрытосеменные происхождение.[8] Вопреки распространенному мнению, нет никаких свидетельств глобального ада в конце мелового периода, когда динозавры вымерли; Записи о пожарах после этого момента были несколько редкими до появления вмешательства человека около полумиллиона лет назад, хотя это может быть искажено из-за отсутствия исследований за этот период.[8]

Примечания

  1. ^ С триасового дерева в Антарктиде

[требуется разъяснение ]

Рекомендации

  1. ^ Wellman, C.H .; Грей, Дж. (2000). «Летопись микрофоссилий ранних наземных растений». Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 355 (1398): 717–31, обсуждение 731–2. Дои:10.1098 / rstb.2000.0612. ЧВК  1692785. PMID  10905606.
  2. ^ Джонс, Тимоти П .; Чалонер, Уильям Г. (1991). «Ископаемый древесный уголь, его признание и палеоатмосферное значение». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология. 97 (1–2): 39–50. Bibcode:1991ППП .... 97 ... 39J. Дои:10.1016 / 0031-0182 (91) 90180-У.
  3. ^ Glasspool, I.J .; Эдвардс, Д .; Акс, Л. (2004). «Древесный уголь в силурии как свидетельство самого раннего лесного пожара». Геология. 32 (5): 381–383. Bibcode:2004Гео .... 32..381Г. Дои:10.1130 / G20363.1.
  4. ^ а б Скотт, AC; Гласспул, Эй Джей (2006). «Диверсификация палеозойских пожарных систем и колебания концентрации кислорода в атмосфере». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 103 (29): 10861–5. Bibcode:2006ПНАС..10310861С. Дои:10.1073 / pnas.0604090103. ЧВК  1544139. PMID  16832054.
  5. ^ а б c Bowman, D. M. J. S .; Balch, J. K .; Artaxo, P .; Bond, W. J .; Карлсон, Дж. М .; Cochrane, M. A .; d'Antonio, C.M .; Defries, R. S .; Doyle, J.C .; Harrison, S.P .; Johnston, F. H .; Keeley, J. E .; Кравчук, М. А .; Kull, C.A .; Marston, J. B .; Moritz, M. A .; Prentice, I.C .; Roos, C.I .; Scott, A.C .; Swetnam, T. W .; Van Der Werf, G.R .; Пайн, С. Дж. (2009). «Пожар в системе Земля». Наука. 324 (5926): 481–4. Bibcode:2009Научный ... 324..481B. Дои:10.1126 / science.1163886. PMID  19390038.
  6. ^ Реталлак, Грегори Дж. (1997). «Неогеновая экспансия североамериканских прерий». ПАЛАИ. 12 (4): 380–90. Bibcode:1997Палай..12..380р. Дои:10.2307/3515337.
  7. ^ Glasspool, I.J .; Эдвардс, Д .; Акс, Л. (2004). «Древесный уголь в силурии как свидетельство самого раннего лесного пожара». Геология. 32 (5): 381. Bibcode:2004Гео .... 32..381Г. Дои:10.1130 / G20363.1.
  8. ^ а б c d е ж грамм час я j k л Скотт, A.C (2000). «Дочетвертичная история пожаров». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология. 164: 281. Bibcode:2000ППП ... 164..281С. Дои:10.1016 / S0031-0182 (00) 00192-9.
  9. ^ Шененбергер, Юрг (2005). «Восстание из пепла - реконструкция угольных ископаемых цветов». Тенденции в растениеводстве. 10 (9): 436–43. Дои:10.1016 / j.tplants.2005.07.006. PMID  16054859.
  10. ^ Бернер Р.А., Кэнфилд Д.Е. (1989). «Новая модель атмосферного кислорода в фанерозое». Am J Sci. 289 (4): 333–61. Bibcode:1989AmJS..289..333B. Дои:10.2475 / ajs.289.4.333. PMID  11539776.
  11. ^ Retallack, Грегори Дж .; Виверс, Джон Дж .; Моранте, Рик (1996). «Глобальный угольный разрыв между пермско-триасовым вымиранием и среднетриасовым восстановлением торфообразующих растений». Бюллетень Геологического общества Америки. 108 (2): 195. Bibcode:1996GSAB..108..195R. Дои:10.1130 / 0016-7606 (1996) 108 <0195: GCGBPT> 2.3.CO; 2.

дальнейшее чтение