Invertebrados gigantes y grandes bosques

El período Carbonífero abarca aproximadamente entre los 358,9 y 298,9 millones de años y tradicionalmente se divide en dos etapas: Carbonífero Inferior y Carbonífero Superior, o también llamados en Norteamérica como Misisípico y Pensilvánico, respectivamente. Los altos niveles de oxígeno se asocian al Carbonífero Superior hasta la mitad del período Pérmico, desde los 330 a 260 millones de años aproximadamente, si bien el máximo se daría en el límite del Carbonífero superior y el Pérmico. en los 300 millones de años del Carbonífero. Esto implica unos 70 millones de años con altas concentraciones de oxígeno, más de lo que dura el periodo temporal desde que se extinguieran los dinosaurios hasta el presente. 

En el Carbonífero superior se alcanzaron las concentraciones de oxígeno más altas del registro histórico, estimándose en un 35% frente al 21% reinante hoy en día. Este periodo de oxidación, como sus predecesores, condicionó la biosfera del momento. En este caso, el incremento de oxígeno fue acompañado de un aumento en el tamaño de los organismos. 

- Se produjo la colonización vegetal de los continentes con los primeros bosques como tal, donde las plantas arborescentes eran altas como secuoyas, tenían raíces muy superficiales y ya estaban formadas por celulosa y lignina.

- Los grandes anfibios invadieron el continente y aparecieron los primeros reptiles. 

- Los artrópodos son muy llamativos, dándose una gran diversidad de insectos gigantes, tanto terrestres como voladores. Se han descrito, por ejemplo, fósiles de libélulas de medio metro de envergadura; o escorpiones de cerca de un metro de longitud que podían alcanzar alrededor de 22 Kg de masa, convirtiéndolos en posibles grandes depredadores de anfibios y demás animales terrestres.

- En los océanos hubo diversificación de los peces cartilaginosos y óseos, siendo los más grandes los tiburones.

- En el nicho ecológico de los cefalópodos marinos con cámaras, los nautiloideos dan paso a los ammonoideos.

- Sobre el sedimento marino adquieren un gran interés los crinoides, equinodermos sésiles con aspecto de flores. En el Carbonífero ocupan grandes extensiones o «praderas». Las zonas de arrecifes estaban dominadas por esponjas gigantes.

- El resto de los vertebrados terrestres también son relativamente más grandes que al inicio del Carbonífero.

Varios eventos biológicos y geológicos dieron lugar a este aumento de oxígeno. La formación de una gran cadena montañosa que comienza la unión de Pangea crea una nueva disposición con clima cenagoso en torno al ecuador. Ante la usencia de muchas (o todas) las bacterias que en la actualidad completan el proceso de descomposición del carbono, de la acumulación de material vegetal muerta, enterrándose en estado reducido. Por otro lado, ocurrió el proceso equivalente con el phyto y zooplacton en los océanos. Las altas tasas de crecimiento y sedimentación de la materia orgánica acumulándose sin descomponer, junto con la gran producción de oxígeno y la formación de minerales en sulfuros en vez de sulfatos propició que hubiese menor oxidación (más oxígeno “en desuso”), incrementando drásticamente las concentraciones de oxígeno en todo el planeta. 

Medio reductor y carbón reducido

Un medio reductor es aquel lugar en el que la concentración de oxígeno es muy baja o prácticamente inexistente, y el poco oxígeno reinante entra rápidamente a formar parte de una reacción química. De esta manera, la materia orgánica -en estado reducido- que pueda albergar el medio no se oxida, no se descompone y por tanto se preserva mejor. 

El carbón reducido es carbón que se deposita sin la presencia de oxígeno, lo que ocasiona que sea altamente reactivo cuando en un futuro esté expuesto a la oxidación.

Los niveles de oxígeno están principalmente afectados por la tasa de enterramiento de carbono reducido y minerales en sulfuros. Esto significa que cuanta más cantidad de materia orgánica se entierra, mayor es el incremento de concentración de oxígeno en el ambiente. 

Gracias al minucioso estudio del registro geológico de nuestro planeta. La oxidación de la atmósfera se conoce debido a las concentraciones de molibdeno, procedente de contiene, que han quedado en el registro geológico de sedimentos marinos, ya que este se moviliza en ambientes oxidantes.

Además, evidencias científicas experimentales han demostrado la relación del aumento de oxígeno con el tamaño de los organismos.

Entro otros yacimientos de carbón fósil, los de Norteamérica son un claro ejemplo de lo que ocurrió en el Carbonífero, así como los grandes incendios que han quedado registrados y que han sido objeto de debate. El 90% del carbón fósil que encontramos en la actualidad pertenece sin lugar a duda al Carbonífero, corroborando que grandes cantidades de la madera de entonces fueron enterradas con rapidez y posteriormente convertidas en roca.

El registro paleontológico es esencial para reconstruir cómo era la vida en el Carbonífero (figuras 1 y 2). Algunos ejemplos son los restos fósiles de Lepidodendron (figura 3) y Sigillaria, plantas arborescentes de los bosques carboníferos; Meganeura (figura 4 y 5), la libélula gigante; o Dimetrodon, reptil.