今天的人类为什么要感谢几亿年前的森林?

作者: 冯伟民

来源: 科学大院

发布日期: 2018-11-30

几亿年前的森林不仅完善了地球生态系统,还造就了与现代人类生活息息相关的煤矿资源。森林的形成和演化历史,以及煤的形成过程,揭示了地球生态系统和能源资源的深远影响。

几亿年前的地球上,森林出现了。在几亿年之后的人类,用电、取暖、工业发展……我们依旧要感谢远古森林。远古森林不仅完善了地球生态系统,还造就了与我们生活息息相关的煤矿资源。

距今4亿年前,维管植物成功登陆,遍布岩石的陆地上随之发生了一次微妙的变化,那就是土壤诞生了,植被变得越来越繁茂了。终于,大约距今3.5亿年前的泥盆纪中晚期,地球上第一次出现了森林。构成森林的植物必须是乔本植物,高至少4m,胸径至少7.62cm。只有这样的植物才具备构成森林的基本条件。

原始的远古森林是由木贼,羊齿,石松等蕨类植物组成了原始雨林。30米高的封印木像一朵朵长柄巨伞,只在顶端长着1米长的叶子。封印木的根部长着许多小根,钻出泥土进行光合作用,长到27米高的时候,树干才开始分杈,顶部的孢子被释放出来,随风飘散。一个孢子就是一个小小的遗传基因包。只要环境湿润就能发育成一个新的生命。潮湿多雨的沼泽正是这些孢子植物的天堂。

森林出现1000万年后,植物世界进入大繁盛时期,迎来了石炭纪——一个造煤的时代。那时的气候似乎格外的温暖湿润,陆生植物从滨海地带向大陆内部延伸,形成大规模的森林和沼泽,给煤炭的形成提供了有利条件。在这一时期的地层中,煤炭储量约占全世界总储量的一半以上,“石炭纪”的名字由此而来。几千万年中,森林不断进行着光合作用,贡献着氧气,地球迎来了历史上大气氧含量最高峰的时代。

煤炭作为化石能源的一种,是远古时期的植物遗体在埋藏后受到地质作用,经过复杂的生物化学作用转变而成的固体可燃矿产。科学家在煤层的顶板和底板岩石中经常能发现保存完整程度不同的植物化石,煤块表面也常可以看到有植物的叶和根茎的痕迹,如果把煤切成薄片放到显微镜下观察,就能发现非常清楚的植物组织和构造,有时在煤层里还保存着像树干一类的东西,有的煤层里还包裹着完整的昆虫化石。

它们为我们认识成煤植物和当时的自然环境提供了宝贵的证据。

在石炭纪,构成现在中国大陆的主要陆块——华北板块和华南板块,正处在中低纬度地区,在温暖潮湿的气候条件下,繁盛的森林在滨海和内陆的盆地沼泽中形成大面积的煤层。因此,石炭纪也是中国地质历史中第一次重要的成煤时期。例如,在具有煤海之称的山西,其煤层大都形成于这一时期,当时山西大地历经数次海陆交替,当海水退却时,陆地上的植物便在温暖潮湿的环境下迅速繁盛,大量的煤炭因此得以形成。

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