高氧绿色的石炭纪

作者；象形地理

石炭纪（Carboniferous）约处于地质年代两亿八千六百万至三亿六千万年前，它可以区分为两个时期：始石炭纪（又叫密西西比纪，三亿两千至三亿六千万年前）、和后石炭纪（又叫宾夕法尼亚纪，两亿八千六百至三亿两千万年前）。

石炭纪是一个气候温和，草木丰茂的纪元，也是一个巨型昆虫横行的时代。另外，石炭纪还有一个非常显著的特征——高氧。石炭纪是所有地质年代中含氧量最高的时期，氧气成分占大气比重高达31%，是比现在大气中的含氧量还要高30%，是一名副其实的高氧时代。

究竟是什么因素导致石炭纪含如此高氧呢？

首先，在石炭纪，地球正酣睡在温馨的摇篮中。此时，地球的气候温暖湿润，得天独厚的气候条件使得蕨类植物很快占领了地球。在石炭纪之前，大陆一片荒凉，只有少数的藻类植物驻足。蕨类植物的成功，使得地球瞬间增添了许多造氧机器，通过光合作用的运转，大气中的氧气水平一路飙升。

而空气中的二氧化碳，被日渐兴盛的蕨类植物转化为糖类而出存起来，空气中的二氧化碳比例也会越来越低。不过，地壳运动会补给新的二氧化碳。来自于地壳运动火山喷发的二氧化碳，又会不停地补给日益减低的比重。但在石炭纪这个纪元中，二氧化碳与氧气的殊死搏斗，二氧化碳始终处于下风，氧气含量不断上升。

其次，在石炭纪，除了横行的昆虫以外，两栖类开始渐渐占据统治地位。但是无论哪一个物种，终究没有进化出可以消化植物木质部的消化系统，没有了大部分动物的侵害，蕨类植物迎来了自己的黄金时代，以疯狂的速度潜滋暗长。

最后还有一个重要的因素。氧气的浓度除了与绿色植物的光合作用息息相关以外，还与火山喷发物以及地壳中所含有的还原剂有关联。在十几亿年前的隐生宙，出现了制造氧气的细菌，然后造氧细菌的成果很快就被地壳中的铁元素吸收，形成四氧化三铁（铁矿石的主要成分），因此氧气浓度始终匍匐不前。到了石炭纪，地壳中基本已经不存在性质活泼的还原剂，因此化学性质不稳定的氧分子得以在大气中不断的积累。通过数亿年时间的洗礼，氧气的积累终于在石炭纪达到巅峰。