Foreste del Carbonifero
circa 320 milioni di anni fa Paludi equatoriali (oggi Europa e Nordamerica)
In breve
Durante il Carbonifero vaste paludi calde erano coperte da felci e da licopodi giganti, piante alte come alberi con il tronco coperto di scaglie. Resti di piante sepolti nel fango, dove mancava l'ossigeno, diventarono molto più tardi grandi giacimenti di carbone. Nell'aria ricca di ossigeno vivevano anche insetti e millepiedi enormi, come libellule con ali larghe più di mezzo metro.
Perché è importante Quelle foreste modificarono clima e atmosfera e lasciarono risorse che l'industria umana avrebbe poi sfruttato.
Fonte: University of California Museum of Paleontology, «The Carboniferous Period»

Scheda per studiare circa 5 minuti di lettura
Il racconto
Un mondo di paludi
Circa 320 milioni di anni fa, sulle terre che oggi chiamiamo Europa e Nord America, il paesaggio era molto diverso. Faceva caldo e c'era moltissima umidità. Grandi paludi si estendevano vicino all'equatore, e in quelle acque stagnanti crescevano foreste dense e verdi. Non erano fatte di querce o di pini, che ancora non esistevano, ma di felci arboree, di equiseti giganti e soprattutto di licopodi, piante che oggi sono piccole e striscianti ma allora diventavano alberi.
Il periodo si chiama Carbonifero e dura da circa 359 a 299 milioni di anni fa. Il nome fu dato nel 1822 da due geologi inglesi, William Conybeare e William Phillips, perché le rocce di quell'età contenevano molto carbone: «carbonifero» vuol dire proprio «che porta il carbone».
Alberi strani e immensi
I licopodi più grandi, come Lepidodendron e Sigillaria, erano alti fino a 30 metri circa. Avevano tronchi che non si ramificavano per gran parte dell'altezza e che erano ricoperti da scaglie a rombo, come la pelle di un rettile. In cima si aprivano rami a forca con lunghe foglie a nastro. Il loro legno era poco, e crescevano molto in fretta, per poi morire. Accanto a loro c'erano gli equiseti giganti, come Calamites, alti 20 metri, e felci con il tronco, con foglie ampie e frastagliate.
Le foglie e i tronchi cadevano nell'acqua scura e povera di ossigeno delle paludi. Lì i resti non marcivano del tutto: si accumulavano in strati di materia vegetale, chiamata torba. Con il tempo, i terreni si abbassarono e il mare o i fiumi coprirono la torba con sabbia e fango. Sotto il peso e il calore, per milioni di anni, la torba si trasformò in carbone. Per fare uno strato di carbone spesso un metro servivano diversi metri di torba, e per formarla molte migliaia di anni.
Gli scienziati hanno discusso a lungo sul perché il carbone si sia formato così tanto proprio in quel periodo. Un'ipotesi dice che i funghi e i batteri capaci di decomporre il legno non fossero ancora abbastanza efficaci, per cui molto legno restava intatto; oggi molti studiosi pensano che abbiano contato di più il clima umido e il movimento dei continenti, che creavano bacini dove i resti si accumulavano. Il dibattito è aperto.
Animali giganti in un'aria ricca di ossigeno
Il Carbonifero fu il momento d'oro degli artropodi. Nelle foreste vivevano libellule gigantesche come Meganeura, con ali larghe fino a circa 70 centimetri, e millepiedi enormi come Arthropleura, lungo più di due metri, il più grande invertebrato terrestre mai esistito. Si pensa che questi giganti siano stati favoriti dall'aria, che secondo i calcoli conteneva più ossigeno di oggi, tra il 25 e il 35 per cento secondo i modelli, contro il 21: gli insetti respirano attraverso piccoli tubicini e un'aria più ricca permette ai corpi di crescere di più.
Tra le piante camminavano anche vertebrati. Gli anfibi erano numerosi e alcuni erano grandi come coccodrilli. E, intorno a 315 milioni di anni fa, comparvero i primi animali simili ai rettili: l'esempio più noto è Hylonomus, un animale simile a una lucertola, lungo circa 20 centimetri, i cui resti furono trovati nel tronco fossile di un albero a Joggins, nella Nuova Scozia, in Canada. I rettili deponevano uova con un guscio e una membrana che proteggeva l'embrione, e questo permise loro di vivere lontano dall'acqua.
La fine delle foreste di paludi
Verso la fine del Carbonifero il clima diventò più secco e più freddo, anche a causa di grandi ghiacciai che si formavano nel sud del supercontinente Gondwana. Circa 305 milioni di anni fa le foreste umide dei licopodi si ridussero molto e si frammentarono; i rettili, più adatti ai climi secchi, ne approfittarono. Il carbone rimase sotto terra, in attesa.
Perché successe
Perché in quel periodo ci furono così tante foreste? Le piante avevano da poco inventato il legno e gli alberi, e occupavano per la prima volta in modo massiccio le terre emerse. Il clima era caldo e umido, le terre basse vicino all'equatore erano coperte da pantani, e i continenti, in movimento, si stavano unendo a formare il supercontinente Pangea, creando vaste zone paludose.
Le foreste assorbirono grandi quantità di anidride carbonica dall'aria e la trasformarono in legno, che finì sepolto. Meno anidride carbonica significa meno effetto serra, e il pianeta si raffreddò: all'inizio del Carbonifero il clima era più mite, alla fine ci furono grandi ghiacciai. Allo stesso tempo l'ossigeno crebbe.
Il carbone si formò perché gli strati di torba furono sepolti rapidamente e sotto pressione. Non successe da nessun'altra parte con la stessa abbondanza, e per questo il Carbonifero è il periodo del carbone per eccellenza, anche se si formò carbone in altri periodi.
Cosa cambiò
Le foreste del Carbonifero cambiarono l'atmosfera e il clima, e lasciarono un'eredità che cambia ancora la nostra vita. Il carbone formato allora fu per secoli un combustibile: dal Settecento servì ad alimentare le macchine a vapore e le fabbriche, e fu il motore della rivoluzione industriale in Inghilterra, in Germania, in Belgio e in Nord America. Senza quei giacimenti la storia moderna sarebbe stata molto diversa.
Il carbone è anche un problema. Quando lo bruciamo, restituiamo all'aria in pochi decenni l'anidride carbonica che quelle piante avevano tolto in decine di milioni di anni. È una delle cause principali del riscaldamento globale odierno. Per questo molti Paesi, nel quadro degli accordi sul clima, stanno riducendo l'uso del carbone e passando alle energie rinnovabili.
Dal punto di vista della storia della vita, il Carbonifero vide l'invenzione dell'uovo con guscio e la comparsa dei primi rettili, che si sarebbero diffusi sulla Terra nelle ere successive, aprendo la strada ai dinosauri e ai mammiferi. Molti fossili di questo periodo, come le felci e gli insetti, si trovano nelle miniere di carbone ancora oggi.
Persone e luoghi chiave
Persone
- William Conybeare e William Phillips
- Geologi inglesi che nel 1822 diedero il nome «Carbonifero» alle rocce con il carbone.
- Robert Berner
- Geochimico americano (1935-2015). Con i suoi modelli stimò l'ossigeno nell'aria del passato e mostrò che nel Carbonifero era molto alto.
- William Dawson
- Geologo canadese (1820-1899). Studiò le scogliere di Joggins e vi trovò, dentro tronchi fossili, resti di alcuni tra i più antichi animali simili ai rettili; il geologo Charles Lyell lo aiutò e lo visitò.
Luoghi
- Joggins, Nuova Scozia (Canada)
- Scogliere costiere con foreste fossili di circa 315 milioni di anni e i resti di alcuni tra i più antichi animali simili ai rettili.
- Bacino della Ruhr, Germania
- Regione di miniere di carbone che alimentò l'industria tedesca per più di un secolo.
- Galles e Inghilterra settentrionale
- Zone di giacimenti di carbone che furono il cuore della rivoluzione industriale britannica.
- Paludi del Carbonifero
- Regioni calde vicino all'equatore, oggi parte di Europa e Nord America.
Da sapere
- Arthropleura, il millepiedi gigante, era lungo oltre due metri, ma probabilmente non cacciava: gli scienziati pensano che si nutrisse di materia vegetale in decomposizione.
- Il carbone che bruciamo oggi è luce solare conservata: è l'energia che quelle piante catturarono con la fotosintesi 300 milioni di anni fa.
- I tronchi dei licopodi avevano un «cuore» tenero e una corteccia robusta, come un tubo: per questo spesso si sono fossilizzati in posizione verticale.
- Lepidodendron significa «albero a scaglie» in greco, per le scaglie a rombo che coprivano il tronco.
- L'uovo dei rettili ha un guscio e membrane che tengono dentro l'acqua e lasciano passare l'aria: è l'invenzione che permise di deporre le uova lontano dall'acqua, e la usano ancora oggi rettili e uccelli.
Per approfondire
- Treccani, voce «Carbonifero» treccani.it
- Wikipedia, «Carbonifero» it.wikipedia.org
- Museo di paleontologia dell'Università di Berkeley, il Carbonifero (in inglese) ucmp.berkeley.edu
- Treccani, voce «Carbone» treccani.it
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Prima e dopo, nell'era «La Terra prima di noi»
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