石炭紀 - 森が地球を変えた時代

🌱 はじめに

石炭紀（Carboniferous, 約3億5900万〜2億9900万年前）は、古生代後半に位置する地質時代で、地球史上最大級の炭素固定イベントが起きた時代です。 本記事では、

• 石炭紀の基本的な特徴
• なぜ直前のデボン紀から「独立した時代」として区切られるのか を中心に整理します。

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🪨 石炭紀の基本情報

• 時代区分：古生代後期

• 期間：約6000万年

• 下位区分：

  • ミシシッピ紀（前期石炭紀）
  • ペンシルベニア紀（後期石炭紀）

「Carboniferous（石炭を生む）」という名前自体が、この時代の本質を表している。

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教科書や一般書で「ミシシッピ紀」「ペンシルベニア紀」と書かれていても、概念的には誤解ではないが、階層としては「世」。

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🌳 石炭紀の最大の特徴：巨大森林の成立

🌲 維管束植物の“完成形”が地球を覆う

デボン紀で登場した維管束植物は、石炭紀に入ると一気にスケールアップします。

• 巨大なシダ植物
• リコポディウム類（ヒカゲノカズラの仲間）
• トクサ類
• 初期の裸子植物

これらが湿地帯に巨大な森林を形成しました。

石炭紀は「陸上生態系が本格的に三次元化した時代」と言える。

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🧱 なぜ石炭が大量にできたのか

🪵 分解されない木が溜まり続けた

石炭紀最大の謎であり特徴はこれです。

• 木質（リグニン）を分解できる微生物がまだ存在しない
• 倒木や枯死植物が分解されず湿地に埋没
• 地殻変動で圧縮・変成 → 石炭化

白色腐朽菌（リグニン分解菌）が本格的に現れるのは、もっと後の時代。

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❄️ 大気変動：CO₂減少と寒冷化

🌍 炭素循環が一気に偏った

• 森林が大量のCO₂を固定
• 炭素が地中（石炭）に隔離
• 大気中CO₂濃度が低下
• 寒冷化・氷期の発生

この寒冷化は「植物の成功が地球環境を変えた」代表例。

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🫁 酸素濃度の異常な上昇

• 酸素濃度：最大で約30〜35%（現在は約21%）

• 結果：

  • 巨大昆虫（翼長70cm級のトンボ類）
  • 節足動物の巨大化

高酸素環境では山火事が起きやすく、生態系は不安定でもあった。

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🦎 動物界の進展：陸上脊椎動物の本格化

🥚 羊膜卵の登場

• 両生類 → 水辺依存
• 石炭紀後期：羊膜卵を持つ爬虫類が出現
• 完全な陸上生活が可能に

「陸上で完結する一生」が初めて実現した時代。

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🔪 なぜデボン紀と石炭紀は分けられるのか

結論から言うと：地球システムが別物になったから

デボン紀の本質

• キーワード：革新
• 魚類の進化
• 維管束植物の登場
• 陸上進出の開始

石炭紀の本質

• キーワード：固定・蓄積
• 森林の爆発的拡大
• 炭素の地中隔離
• 大気組成の激変
• 気候システムの再編

デボン紀は「始まりの時代」、石炭紀は「結果が地球を変えた時代」。

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🧭 まとめ

• 石炭紀は「植物が地球環境を支配した時代」
• 石炭の形成は偶然ではなく、生物進化と分解系未成熟の必然
• CO₂低下・酸素上昇・寒冷化という地球規模の環境転換点
• その影響は後のペルム紀、さらには現代の化石燃料問題にまで続く

石炭紀は「過去」であると同時に、「現代文明の原点」でもある。