著しく寒冷な気候によって陸上で氷床が成長するような氷期と呼ばれる時期を、地球は繰り返し経験してきた。先カンブリア時代の原生代にはスーパー氷期と呼べるような全球凍結（☞E1_7ページ）を経験したが、古生代にもオルドビス紀〜シルル紀のアンデス-サハラ氷期と石炭紀〜ペルム紀のカルー氷期（ゴンドワナ氷期）を経験している。特にカルー氷期は、全球凍結ほどではないにせよ規模が大きく、超大陸パンゲア（☞6ページ）南部のゴンドワナに南緯35º付近にまで張り出す広大な大陸氷床が出現したという。実は、このカルー氷期の開始には石炭紀の大森林が少なからず関係していたらしい。

その理由はこうである。通常、木は光合成によって取り入れた二酸化炭素を体内に固定して成長するが、枯れた後には微生物の分解をうけるので二酸化炭素は再び大気に戻される。しかし、石炭紀の大森林は枯れても分解されにくい湿地帯に形成されていた。そのため、本来であれば大気に戻される二酸化炭素が地中に固定されてしまった。結果として、湿地帯に大森林が発達すればするほど大気の二酸化炭素の濃度が低下してしまったのである。

また、石炭紀には岩石の破片や火山灰などから成るレゴリスと呼ばれる堆積層に植物が進出したことで、大量の有機質の土壌が形成されたと考えられている。土壌は大気中の二酸化炭素を溶かし込んだ雨をよく吸収した。そうすると、二酸化炭素を含んだ雨は土壌中に元々あった鉱物と反応して効率のよい化学風化を生じた。その過程で二酸化炭素が大量に消費されたので、大気中の二酸化炭素濃度がさらに減少した可能性がある。

二酸化炭素は温室効果によって地球の表層を暖めるのに重要である。もし、現在の地球の大気に二酸化炭素がなかったら、平均気温は氷点下にまで下がってしまうであろう。事実、石炭紀には大森林の形成によって大気中の二酸化炭素濃度が著しく低下してしまい、その結果、長く厳しいカルー氷期が到来したのである。

歴史は繰り返し、氷期も例外ではない。一番最近の氷期はいつであろうか。それについては、また別の機会に紹介しよう（☞E5_1、E5_2ページ）。

The Earth repeatedly experienced period of extreme cold called glacial period in which ice sheets covered lands. During the Precambrian period, Earth experienced one super glaciation called snowball earth (☞E1_7 page), one from the Ordovician to the Silurian called Andean-Saharan glaciation and one from the Carboniferous to the Permian called the Karoo ice age on the Gondwana continent. Among those glaciations, the Karoo ice age is, even though not as large as the previous glaciations, the second major glaciation of the Phanerozoic Eon. It is said that during the Karoo glaciation, the ice covered the southern part of the Pangea supercontinent (☞ Page 6) called Gondwana until the 35º south latitude. Actually, it seems that the large Carboniferous forest took a considerable part in the beginning of the Karoo glaciation.

Here is the reason why. Basically, trees grow by stocking carbon dioxide into their body through photosynthesis. After their death, trees are subject to microbial decomposition and carbon dioxide is released in the atmosphere again. However, those large forests are situated in wetlands where decomposition is harder. As a result, carbon dioxide that should be released in the atmosphere is instead stocked into the ground. In fine, the more the forests grew large in the wetlands, the lower the atmospheric carbon dioxide was.

It is thought that a large quantity of regolith, an organic soil made of organic matter, volcanic ashes and rock fragments, formed during the Carboniferous. This soil well absorbed rain that dissolved the carbon dioxide contained in the atmosphere. Then, the rain containing carbon dioxide reacted with the minerals originally present in the soil, resulting in an efficient chemical weathering. As carbon dioxide was consumed in large quantities in that process, it is possible that the concentration of carbon dioxide in the atmosphere further decreased.

Carbon dioxide is important for warming the surface of the earth because of its greenhouse effect. If there were no carbon dioxide present in the Earth's atmosphere, the average temperature would fall to below the freezing point. In fact, during the Carboniferous period, the concentration of carbon dioxide in the atmosphere has drastically decreased due to the formation of the large forests, resulting in the long and severe Karoo glaciation.

History repeats and glaciations are no exception. When was the most recent glacial period? Let's introduce it on another occasion (E5_1, E5_2 page).