Pennsylvanian er den øvre karboniske epoke i lagene i Nordamerika. Den kommer efter (over) Mississippian og før Perm. Pennsylvanien begyndte for ca. 323 millioner år siden (mya) og sluttede for ca. 299 mya.

De kulmasser, som giver Karbon dets navn, er rester af tørv, der er dannet af tætte tropiske vådskove. De blev dannet i Pennsylvanien for ca. 315-300 millioner år siden.

Disse skove lå ved ækvator, og vådområderne, som altid er lavtliggende, strakte sig fra Nordamerika i vest gennem det nuværende Europa til Kina i øst, fordi disse kontinenter var samlet på det tidspunkt (Laurussia). Flodsletten, som var vådområdets hjerte, strakte sig over 5000 km fra det østlige Canada til Ukraine og var 700 km bred. p6Det ville gøre det pennsylvaniske bassin større end nogen vådområder på Jorden i dag.

De karakteristiske hvirveldyr i kulmålingerne var amfibier, og planterne var for det meste gigantiske klumpfodder som Lepidodendron.

Miljø, klima og havniveau

Klimaet i Pennsylvanien var hovedsageligt varmt og fugtigt omkring ækvator, hvilket fremmede udbredte tropiske sump- og flodsystemer. Samtidig var der perioder med regionale eller globale afkølinger, især relateret til gentagne gletsjerfaser i det sydlige superkontinent Gondwana. Disse gletsjerintervaller forårsagede gentagne ændringer i havniveauet (glacio-eustati), som igen gav anledning til karakteristiske rytmiske aflejringssekvenser kaldet cyclothemer — skiftevis kul-, sand- og marine lag, som ses tydeligt i mange kulbassiner.

Planter og kuldannelse

De tætte sumpkogler bestod af store, dominerende plantegrupper som lycopsider (Lepidodendron og Sigillaria), Calamites (en sphenopsid), træbregner og de tidlige frøbærende seed ferns (frøbregner) samt Cordaites. Disse planter dannede tykke tørvelag i lavtliggende floddale og kystsletter. Når tørven blev begravet under sedimenter og udsat for varme og tryk over geologisk tid, omdannedes den til kul, hvilket skabte de store kulreserver, som senere blev vigtige energikilder i menneskets historie.

Dyreliv

Amfibier var blandt de mest almindelige hvirveldyr i vådområderne, ofte store og specialiserede til et liv i eller tæt ved vandet. I slutningen af Carbonperioden optrådte også de tidligste amnioter (de første dyr med æg, der kunne lægges på land), hvilket var et vigtigt skridt mod udviklingen af reptiler og senere pattedyr. Derudover indeholdt faunaen et rigt udvalg af insekter og edderkopper; nogle grupper nåede stor størrelse under Carbon på grund af de høje atmosfæriske iltniveauer, hvilket forklarede forekomster af kæmpestore øgler og flyvende rovdyr som slægter, der mindede om kæmpe guldsmede.

Stratigrafi og korrelation

Lokalt betegnes lagserierne i Nordamerika som Pennsylvanian. Globalt svarer Pennsylvanien til den øvre del af Carboniferous og omfatter i moderne tidsopdeling underafdelingerne Bashkirian, Moscovian, Kasimovian og Gzhelian. I europæisk stratigrafi svarer store dele til Westphalian og Silesian-enheder. De gentagne cyclothemer gør det muligt at genkende og korrelere tilsvarende sekvenser i forskellige kulbassiner.

Økonomisk og videnskabelig betydning

  • Økonomisk: Pennsylvanske kulaflejringer blev og bliver udnyttet som vigtig energikilde — f.eks. i Appalachian-bassinet og Illinois Basin i Nordamerika — og har haft enorm betydning for den industrielle udvikling.
  • Videnskabeligt: Lagene og fossilerne fra denne tid giver indsigt i evolutionære nøgler: overgangen til terrestriske æg (amnioter), udvikling af kulskovøkosystemer og klimatiske vekslinger i den senere del af Palæozoikum.

Sammenfattende var Pennsylvanien (ca. 323–299 mya) en periode med omfattende tropiske vådområder langs ækvator, hvor store plantemassiver voksede og senere blev til verdens kulreserver. Ændringer i havniveau og klima, rig biodiversitet blandt planter, amfibier og de første amnioter samt dannelsen af cyclothemer er centrale kendetegn ved denne epoke.