Fanerozoik Çağ: Paleozoik Çağ
Phanerozoic Eon, 541 milyon yıl öncesinden günümüze kadar olan en son dönemdir ve Phanerozoic kaya kayıtları bol miktarda fosil ile işaretlendiği için "görünür yaşam" anlamına gelmektedir. Fanerozoik organizmalar pençeler, pullar, kabuklar ve kemikler gibi daha kolay fosil olarak korunabilen sert vücut parçalarına sahipti. Daha eski Prekambriyen zamanından kalma kayalar daha az bulunur ve nadiren fosil içerir çünkü bu organizmalar yumuşak vücut parçalarına sahiptir. Fanerozoik kayaçlar daha gençtir, daha yaygındır ve mevcut fosillerin çoğunu içerir. Bu çağa ait kayaların incelenmesi çok daha fazla ayrıntı ortaya koymaktadır. Fanerozoik, en yaşlıdan en gence doğru Paleozoik ("eski yaşam"), Mezozoik ("orta yaşam") ve Senozoik ("son yaşam") olmak üzere üç döneme ayrılmıştır ve kalan üç bölüm başlığı bu üç önemli dönem üzerinedir.
Paleozoik Çağ'ın başlarında yaşam deniz organizmalarının egemenliğindeydi, ancak çağın ortalarında bitkiler ve hayvanlar karada yaşamaya ve üremeye başladı. Balıklarda çene ve yüzgeçler zamanla eklemli uzuvlara dönüşmüştür. Akciğerlerin gelişimi, hayvanların denizden çıkmasına ve amfibiler gibi ilk hava soluyan tetrapodlar (dört ayaklı hayvanlar) olmasına olanak sağlamıştır. Amfibilerden amniyotik yumurta ile sürüngenler gelişti. Sürüngenlerden kuşların ve memelilerin ilk ataları ortaya çıkmış ve pulları tüylere ve kürklere dönüşmüştür. Paleozoik Çağ'ın sonlarına doğru, Karbonifer Dönemi Dünya tarihindeki en geniş ormanlardan bazılarına sahipti. Fosilleşmiş kalıntıları sanayi devrimine güç veren kömür haline geldi.
Paleozoik Tektonik ve Paleocoğrafya
Paleozoik Çağ boyunca deniz seviyeleri dört kez yükselmiş ve alçalmıştır. Deniz seviyesinin her yükselişinde, Kuzey Amerika'nın büyük bölümü sığ bir tropikal okyanusla kaplanmıştır. Bu dalgalanmaların kanıtı, mercan ve ooid fosilleri içeren kireçtaşı gibi bol miktarda deniz tortul kayaçlarıdır. Geniş çaplı deniz seviyesi düşüşleri, yaygın uyumsuzluklarla belgelenmiştir. Günümüzde orta kıta Paleozoik döneme ait geniş denizel tortul kayaçlara sahiptir ve Kuzey Amerika'nın batısında Provo, Utah yakınlarındaki Timpanogos Dağı gibi blok faylanmış dağ sıraları üzerinde kalın denizel kireçtaşı katmanları bulunmaktadır.
Bazen Pangea olarak da adlandırılan süper kıta Pangea'nın birleşmesi Paleozoik Çağ'ın sonlarında tamamlanmıştır. Pangea ismi ilk olarak Alfred Wegener tarafından ortaya atılmıştır ve "tüm kara" anlamına gelmektedir. Pangea, tüm büyük kıtaların, dalma-batma ada-ark yığılması, kıtasal çarpışmalar ve okyanus havzalarının kapanması gibi bir dizi tektonik olayla bir araya geldiği zamandır. Kuzey Amerika'da bu tektonik olaylar doğu kıyısında meydana gelmiştir ve Taconic, Acadian, Caledonian ve Alleghanian orojenezleri olarak bilinmektedir. Appalachian Dağları, Kuzey Amerika'daki bu dağ inşası olaylarının erozyonel kalıntılarıdır. Pangea'yı çevreleyen Panthalassa olarak bilinen küresel bir okyanus havzası vardı. Devam eden levha hareketi okyanusu Pangea'nın içine doğru genişleterek Tethys Denizi adı verilen büyük bir körfez oluşturdu ve sonunda kara kütlesini Laurasia ve Gondwana olmak üzere iki küçük süper kıtaya böldü. Laurasia, Laurentia ve Avrasya'dan, Gondwana ise geri kalan Güney Amerika, Afrika, Hindistan, Avustralya ve Antarktika kıtalarından oluşuyordu.
Kuzey Amerika'nın doğu kıyısı Paleozoik Çağ boyunca tektonik olarak aktifken, batı kıyısı erken Paleozoik Çağ boyunca pasif bir kenar olarak çoğunlukla hareketsiz kalmıştır. Kuzey Amerika kıtasının batı ucu günümüz Nevada-Utah sınırına yakındı ve paleoekvatora yakın geniş bir sığ kıta sahanlığıydı. Ancak, Devoniyen Dönemi'nde Antler orojenisi batı kıyısında başlamış ve Pennsylvanian Dönemi'ne kadar sürmüştür. Antler orojenisi, Kuzey Amerika'dan uzakta dalma yönü ile batı Kuzey Amerika'ya yığılan volkanik bir ada yayıydı. Antler orojenisi, Kuzey Amerika'dan uzakta dalma yönü ile batı Kuzey Amerika'ya yığılan volkanik bir ada yayıydı. Paleozoik dönemin sonlarında, batı kıyısında Sonoma orojenisi başlamış ve bir ada yayının başka bir çarpışması olmuştur. Sonoma orojenisi, Paleozoik'in sonlarından Mesozoik'in başlarına kadar Kuzey Amerika'nın tüm batı kıyısı boyunca volkanik bir yay ile Kuzey Amerika'ya doğru dalma yönündeki değişikliği işaret eder.
Paleozoik Çağ'ın sonunda, Kuzey Amerika'nın doğu kıyısı kıtasal çarpışma ve Pangea'nın oluşumu nedeniyle çok yüksek bir dağ silsilesine sahipti. Kuzey Amerika'nın batı kıyısı, ada yayı birikimiyle ilişkili daha küçük ve izole volkanik yaylalara sahipti. Mezozoik Çağ boyunca, Kuzey Amerika'nın her iki tarafındaki dağların boyutu değişecek, batı kıyısı tektonik olarak daha aktif bir levha sınırı olacak ve doğu kıyısı Pangea'nın parçalanmasından sonra pasif bir kenara dönüşecektir.
Paleozoik Gelişim
Paleozoik Çağ'ın başlangıcı, kabuklar, sivri uçlar, dişler ve pullar gibi sert vücut parçalarının ilk ortaya çıkışıyla ve bugün bilinen çoğu hayvan filumunun kaya kayıtlarında görünmesiyle işaretlenmiştir. Yani, en temel hayvan vücut planları Kambriyen Dönemi'nde kaya kayıtlarında ortaya çıkmıştır. Biyolojik çeşitliliğin bu ani ortaya çıkışına Kambriyen Patlaması denir. Bilim insanları bu ani ortaya çıkışın, geç Proterozoik buzul ortamlarını takip eden daha sıcak bir iklimin sonucu olarak hızlı bir çeşitlenmeden mi, sert parçaların daha iyi korunmasından ve fosilleşmesinden mi yoksa daha eksiksiz ve yakın tarihli bir kaya kaydının eserlerinden mi kaynaklandığını tartışmaktadır. Örneğin, Kambriyen Patlaması'na zemin hazırlayan Ediacaran Dönemi'nde fauna çeşitlilik göstermiş olabilir, ancak sert vücut parçalarından yoksundurlar ve geride çok az fosil bırakmışlardır. Ne olursa olsun, 541-485 milyon yıl önceki Kambriyen Dönemi'nde çoğu hayvan filumu ortaya çıkmıştır.
Kambriyen Patlamasına ilişkin en iyi fosil alanlarından biri 1909 yılında Charles Walcott (1850-1927) tarafından Batı Kanada'daki Burgess Şeylinde keşfedilmiştir. Burgess Şeyli bir Lagerstätte, yumuşak vücut parçalarının izlerini içeren olağanüstü bir fosil koruma alanıdır. Bu keşif, bilim insanlarının Kambriyen hayvanlarını son derece ayrıntılı bir şekilde incelemelerine olanak sağladı çünkü yumuşak vücut parçaları normalde korunmaz ve fosilleşmez. Çin ve Utah'taki benzer yaştaki diğer Lagerstätte alanları, bilim insanlarının Kambriyen biyoçeşitliliğinin ayrıntılı bir resmini oluşturmasına olanak sağlamıştır. En büyük gizem, mevcut soylara uymayan ve o zamana özgü olan hayvanları çevreliyor. Bu fosilleşmiş canlılar arasında pek çok ünlü yaratık bulunmaktadır: ilk bileşik gözlü trilobitler; dikenli plakalarla kaplı bir yaratık olan Wiwaxia; sivri uçlu yürüyen bir solucan olan Hallucigenia; kıskaçlı pençeye sahip beş gözlü bir eklembacaklı olan Opabinia; ve kavrayıcı uzantıları ve keskin plakalı dairesel ağzıyla zamanının alfa yırtıcısı olan Anomalocaris. En önemlisi Kambriyen döneminde ortaya çıkan, insanların önemli bir atasıdır. Pikaia adı verilen segmentli bir solucanın, omurgalı hayvanları içeren Chordata filumunun en eski atası olduğu düşünülmektedir.
Kambriyen'in sonunda yumuşakçalar, brakiyopodlar, nautiloidler, gastropodlar, graptolitler, ekinodermler ve trilobitler deniz tabanını kaplamıştır. Hayvan filumlarının çoğu Kambriyen'de ortaya çıkmış olsa da, aile, cins ve tür düzeyindeki biyolojik çeşitlilik Ordovisyen Dönemi'ne kadar düşüktü. Büyük Ordovisyen Biyoçeşitlenme Olayı sırasında, omurgalılar ve omurgasızlar (omurgasız hayvanlar) aile, cins ve tür düzeyinde daha çeşitli ve karmaşık hale gelmiştir. Hızlı türleşme olayının nedeni hala tartışılmaktadır, ancak bazı olası nedenler ılık sıcaklıklar, ekvatora yakın geniş kıta sahanlıkları ve okyanus ortası sırtları boyunca daha fazla volkanizmanın bir kombinasyonudur. Bazıları, bir asteroit parçalanma olayının ve bunun sonucunda meydana gelen ağır göktaşı çarpmalarının bu çeşitlenme olayı ile ilişkili olduğuna dair kanıtlar göstermiştir. Ek volkanizma okyanus suyuna besin maddeleri ekleyerek güçlü bir ekosistemin desteklenmesine yardımcı oldu. Günümüzde tanınabilecek birçok yaşam formu ve ekosistem bu dönemde ortaya çıkmıştır. Özellikle yumuşakçalar, mercanlar ve eklembacaklılar okyanuslara hakim olacak şekilde çoğaldı.
Ordovisyen Dönemi'ndeki önemli bir evrimsel gelişme, çoğunlukla kolonyal mercan olmak üzere resif inşa eden organizmalardır. Mercanlar, Avustralya kıyılarındaki Büyük Set Resifi gibi modern resiflere benzeyen büyük yapılar inşa etmek için kalsit kullanarak okyanus kimyasından yararlandılar. Bu resifler, etraflarında yüzen, saklanan ve üzerlerinde sürünen organizmaların gelişen ekosistemlerini barındırıyordu. Resifler, koruma potansiyelleri, devasa boyutları ve yerinde ekosistemleri nedeniyle paleontologlar için önemlidir. Diğer çok az fosil, resif topluluklarından daha fazla çeşitlilik ve karmaşıklık sunar.
Buzul birikintilerinden elde edilen kanıtlara göre, küçük bir buzul çağı deniz seviyelerinin düşmesine neden olmuş ve Ordovisyen'in sonunda büyük bir kitlesel yok oluşa yol açmıştır. Bu, fosil kayıtlarında belgelenen beş kitlesel yok oluş olayından en eskisidir. Bu kitlesel yok oluş sırasında, fosil kayıtlarında alışılmadık derecede çok sayıda tür aniden ortadan kaybolmuştur (aşağıdaki videoya bakınız).
Silüryen döneminde yaşam yeniden canlandı. Dönemin en önemli gelişim olayı, kemikli balıklarda ve köpekbalıklarında solungaç kemerlerinin ön çiftinden çenelerin gelişmesiydi. Menteşeli çeneler balıkların yeni besin kaynaklarını ve ekolojik nişleri kullanmasına olanak sağlamıştır. Bu dönem aynı zamanda placodermler olarak bilinen zırhlı balıkların başlangıcını da içermektedir. Balık ve çenelere ek olarak, Silüryen kayaları karasal veya karada yaşayan bitki ve hayvanların ilk kanıtlarını sağlar. İlk damarlı bitki olan Cooksonia'nın odunsu dokuları, gaz alışverişi için gözenekleri, su ve besin taşınması için damarları vardı. Böcekler, örümcekler, akrepler ve kabuklular nemli, tatlı su karasal ortamlarında yaşamaya başladı.
Devoniyen Dönemi, kapaklı, çeneli ve lob yüzgeçli balıklardaki artış nedeniyle Balıklar Çağı olarak adlandırılır. Modern akciğerli balık ve coelacanth ile akraba olan lob yüzgeçli balıklar, karada yürüyebilen dört uzuvlu omurgalı hayvanlar olan tetrapodlara evrimleşmeleri açısından önemlidir. Tiktaalik adı verilen ilk lob yüzgeçli karada yürüyen balık, yaklaşık 385 milyon yıl önce ortaya çıktı ve balıklar ile erken tetrapodlar arasında bir geçiş fosili olarak hizmet ediyor. Tiktaalik açıkça bir balık olmasına rağmen, bazı tetrapod yapılarına da sahipti. Devoniyen'den birkaç fosil balıktan çok tetrapoda benzemektedir ancak bunlar tamamen karasal değildi. İlk tam karasal tetrapod Mississippian (erken Karbonifer) döneminde ortaya çıkmıştır. Mississippian (erken Karbonifer) dönemine gelindiğinde, tetrapodlar ortak bir tetrapod atasından amfibiler ve amniyotlar olmak üzere iki ana gruba evrilmiştir. Amfibiler hava soluyabiliyor ve karada yaşayabiliyorlardı ama yine de yumuşak yumurtalarını beslemek için suya ihtiyaçları vardı. İlk sürüngen (bir amniyot) kurumayan sert kabuklu yumurtalarıyla tamamen karada yaşayabiliyor ve üreyebiliyordu.
Kara bitkileri de ilk ağaçlara ve ormanlara dönüşmüştü. Devoniyen'in sonlarına doğru, başka bir kitlesel yok oluş olayı meydana geldi. Bu yok oluş, şiddetli olmakla birlikte, olayın veya olayların zamanlamasında büyük farklılıklar gösteren, zamansal olarak en az tanımlanmış olanıdır. Resif oluşturan organizmalar en ağır darbeyi almış ve deniz ekosistemlerinde dramatik değişikliklere yol açmıştır.
Karbonifer (Kuzey Amerikalı jeologlar bunu Mississippian ve Pennsylvanian dönemlerine ayırmışlardır) olarak adlandırılan bir sonraki zaman diliminde, bilinen en yüksek oksijen seviyeleri görülmüş, ormanlar (örneğin eğrelti otları, sopalı yosunlar) ve bataklıklar manzaraya hakim olmuştur. Bu, 2,5 metre (6,4 fit) uzunluğundaki kırkayak Arthropleura gibi şimdiye kadarki en büyük eklembacaklıların ortaya çıkmasına yardımcı oldu! Aynı zamanda yeni bir hayvan grubu olan sürüngenlerin ortaya çıkışına da tanıklık etmiştir. Sürüngenlerin amfibilere göre sahip olduğu genetik avantaj, üreme için sucul olmayan ortamlara güvenmelerini sağlayan amniyot yumurtadır (koruyucu kabuklu yumurta). Bu durum, sürüngenlerin karasal erişim alanını amfibilere kıyasla genişletmiştir. Bu gelişen yaşam, özellikle de bitki yaşamı, karbondioksitin atmosferden uzaklaştırılmasıyla soğuyan sıcaklıklar yarattı. Karbonifer'in ortalarına gelindiğinde, bu daha soğuk sıcaklıklar bir buzul çağına (Karoo Buzullaşması olarak adlandırılır) ve daha az verimli ormanlara yol açmıştır. Sürüngenler amfibilerden çok daha iyi durumdaydı ve bu da onların çeşitlenmesine yol açtı. Bu buzul olayı Permiyen'in başlarına kadar sürmüştür.
Permiyen'e gelindiğinde, Pangea'nın bir araya gelmesiyle süper kıta daha kuru bir iklime ve sürüngenlerin daha da çeşitlenmesine ve egemenliğine yol açtı. Bu sıcak iklimde gelişen gruplar sonunda dinozorlara dönüşmüştür. Ünlü yelken sırtlı Dimetrodon da dahil olmak üzere sinapsidler genellikle dinozorlarla karıştırılır. Pelycosaurs (Dimetrodon gibi Pennsylvanian'dan erken Permian'a kadar), iyi farklılaşmış diş yapısı gibi memeli özelliklerinin başlangıcını sergileyen ilk sinapsid grubudur: kesici dişler, alt ve üst çenede oldukça gelişmiş köpek dişleri ve yanak dişleri, küçük azı ve büyük azı dişleri. Permiyen'in sonlarından itibaren, therapsidler (ya da memeli benzeri sürüngenler) olarak adlandırılan ikinci bir sinapsid grubu ortaya çıkar ve memelilerin atası olur.
Permiyen Kitlesel Yok Oluşu
Paleozoik dönemin sonu, dünya tarihindeki en büyük kitlesel yok oluşla işaretlenmiştir. Paleozoik çağda iki küçük kitlesel yok oluş yaşanmıştır, ancak bunlar Permiyen-Triyas Yok Oluş Olayı olarak da bilinen Permiyen Kitlesel Yok Oluşu kadar büyük değildir. Deniz türlerinin %96'sının ve karada yaşayan (karasal) omurgalıların %70'inin neslinin tükendiği tahmin edilmektedir. Deniz akrepleri ve trilobitler gibi birçok ünlü organizma fosil kayıtlarında bir daha hiç görülmemiştir. Böylesine yaygın bir yok oluş olayına ne sebep oldu? Kesin neden hala tartışılsa da, önde gelen fikir, Dünya'da bilinen en büyük taşkın bazalt birikintilerinden biri olan ve yok oluş olayı zamanına tarihlenen Sibirya Kapanları ile ilişkili kapsamlı volkanizma ile ilgilidir. Patlama büyüklüğünün 3 milyon kilometre küpün üzerinde olduğu tahmin edilmektedir ki bu da 1980 yılında Washington'da meydana gelen ünlü Mt. Helens patlamasından yaklaşık 4.000.000 kat daha büyüktür. Olağandışı büyüklükteki volkanik patlama atmosfere büyük miktarda zehirli gaz, aerosol ve sera gazı karışmasına neden olmuştur. Ayrıca, bazı kanıtlar volkanizmanın geniş kömür yataklarını yakarak atmosfere metan (bir sera gazı) saldığını göstermektedir. Daha önce tartışıldığı üzere, sera gazları iklimin ısınmasına neden olmaktadır. Sibirya Kapanları'ndan gelen bu yoğun sera gazı ilavesi, iklimi hızla değiştiren, okyanusları asitlendiren, besin zincirlerini bozan, karbon döngüsünü bozan ve en büyük kitlesel yok oluşa neden olan kaçak bir sera etkisine neden olmuş olabilir.
Sonraki Ders: Fanerozoik Çağ: Mezozoik Çağ
Yorumlar
Yorum Gönder