由于野蛮生长的植物拼命排放着氧气 ， 当时大气中的氧气含量高得惊人 ， 于是陆生节肢动物在石炭纪几乎达到了身体尺寸的极限 ， 翼展达到75厘米的巨脉蜻蜓在遮天蔽日的树冠下振翅飞翔 ， 地面不时爬过2米长的巨型马陆 ， 幽暗的树荫深处还有70厘米长的肺蝎静静等待着猎物上门……当时全球密布的雨林则给了这些巨虫们得天独厚的的栖息地 ， 使得石炭纪有了“巨虫时代”的美誉 。
从上至下依次为巨型马陆、巨脉蜻蜓、肺蝎 。 来源：walking with monsters纪录片及prehistoric-wildlife.com
刚刚进化出羊膜卵的爬行动物们则正开始远离河流 ， 朝内陆广袤的森林中小心谨慎地进行着探索 ， 它们在日后将会继续演化成为合弓纲和蜥形纲的巨兽们 。 但至少在石炭纪 ， 它们还都是像蜥蜴一般的原始爬行动物 ， 它们体型不大 ， 往往会沦为巨虫的口粮 。 但就在这些动物王国在森林中杀得你来我往时 ， 巨变来了！
【碳排放+冰盖，巨虫：我们就是这么灭亡的】
3.2亿年前的超大陆 ， 可以看到南边冈瓦纳大陆上的超大范围冰川 图片来源：http://www.earthbyte.org/paleomap-paleoatlas-for-gplates/
久甘霖逢旱石炭纪庞大的雨林体系虽然潮湿 ， 但依然有着致命的隐患——森林大火 。
由于当时空气中氧气含量很高 ， 且随着气候逐渐变冷 ， 冰川规模日益庞大 ， 这些庞然大物带走了大量水分 ， 让海平面下降 ， 改变了洋流和季风 ， 同时让晚石炭的空气变得异常的干燥 。
只要有一丁点的引火物——比如闪电、局部阳光暴晒、火山爆发等 ， 就会让大片森林陷入熊熊大火中 ， 顷刻间灰飞烟灭 。 到了石炭纪末期 ， 这种森林大火频繁发生 ， 让森林以及林中的生物们一次次遭受灭顶之灾 。
在火与旱的洗礼下 ， 曾经浪漫而蓬勃的雨林体系终于支撑不住而全面崩溃 。 这一事件被称为“石炭纪雨林崩溃事件” 。
巨虫落幕与此同时 ， 地球积攒了上千万年的二氧化碳也疯狂地喷涌而出 。 科学家对中国贵州石炭纪晚期的卡西莫夫期和格舍尔期界线（Kasimovian–Gzhelian boundary ， 以下简称KGB）地层做了碳同位素测试分析 ， 发现在这个距今3.04亿年的时期 ， 地球在“短短”30万年的时间内向大气中抛出了大约9万亿吨的碳 ， 让当时地球的大气二氧化碳浓度从350ppm飙到了接近700ppm（ppm ， 即百万分比） ， 几乎翻了一倍 。 而现今的二氧化碳浓度是大概420ppm 。
而从碳的同位素比值来看 ， 这巨量的碳的来源是有机碳 。 造成这个结果的可能有两方面的原因：
一是火山 ， 从炽热的熔岩接触到有机沉积物（例如煤层）的那一刻起 ， 碳就回归空气大家庭了 ， 更别说熔岩中本身就携带不少的碳 。 斯卡格拉克中心大火成岩省的存在似乎印证了这一点 ， 不过这还需要更精细的研究才能确定 。
火山喷发过程中释放了煤层中储存的碳 图片来源：HOWARD LEE 修改重绘于 Fristad et al Palaeo3 2015 with input from Henrik Svensen
第二个就是永久冻土层的融化 ， 这个可谓是恶性循环的大杀器 ， 在变暖的驱动下 ， 这些常年冰封的冻土开始融化 ， 其中的有机碳由此被释放出来 ， 从而让气候快速变暖 。
冻土里藏着海量的有机碳 图片来源：USGS
不过无论谁是凶手 ， 这次全球变暖都让不少无辜的生物遭了殃 ， 它除了让温度急剧升高外 ， 还有个要命的结果就是海洋缺氧 。 科学家对KGB的碳酸盐岩做了铀同位素测定 ， 发现这一时期的巨量碳排放使得海水的缺氧面积由之前的4%扩张到了22%左右 。 这对当时相对比较单纯的海洋环境可就不那么友好了 ， 行动不便的底栖有孔虫 ， 以及腕足动物、珊瑚 ， 都因为缺乏运动能力而在“窒息”中大规模死亡 。
而陆地上的巨虫们在森林大火和雨林崩溃带来的栖息地急剧缩水的双重摧残下 ， 又遭受到全球变暖和氧气含量下降的致命一击 。 再也没法延续曾经的辉煌 ， 从此让出了霸权 ， 走上了小型化的道路 。 巨虫时代从此画上了句号 ， 却开启了另一场“权力的游戏” ， 从此地球正式进入巨兽和巨龙时代 。
地质时期的生物多样性示意图 ， 可以看到黄色箭头那个绝灭事件就是KGB时 。 图片来源：Fan et al. 2020 Science
趁你冰 ， 要你命巨虫的时代虽然落幕了 ， 但是这个三亿年前的巨量碳排放对我们现代人的警示却远没有结束 。
碳排放增加其实在地质史上次数多到数不清 ， 而这次KGB尤为不寻常的地方在于——同等碳排放程度下造成了最大的海洋缺氧面积 。
推荐阅读
- 寻找“嫦娥”足迹不再是梦，我国正在论证载人登月方案！
- “冰河世纪”具有周期性，是如何形成的？下一个冰河时期啥时来？
- 全球变暖最根本原因被找到？科学家发现竟因大气层电子数已严重短缺
- 地球大气发生变化？美专家：氧气含量能使人类回到25亿年前的状态
- 太阳黑子，既能创造美丽极光，又能带来太阳风暴
- 海平面下降比上升更可怕？未来百年，海平面可能下降100米
- 直接采集空气中的碳，将如何影响能源明天？
- 木卫二的全球冰盖极有可能是弗雷兹冰，盐分含量很低，不怎么坚硬
- 2022年怎么这么热？这可能只是起点而已，未来人类该怎么办？