Cryogenium

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Äonothem/
Äon
Ärathem/
Ära
System/
Periode
≈ Alter (mya)
höher/jünger höher/jünger höher/jünger jünger
Protero-
zoikum
Neoprotero-
zoikum
Ediacarium 635–541
Cryogenium 850–635
Tonium 1.000–850
Mesoprotero-
zoikum
Stenium 1.200–1.000
Ectasium 1.400–1.200
Calymmium 1.600–1.400
Paläoprotero-
zoikum
Statherium 1.800–1.600
Orosirium 2.050–1.800
Rhyacium 2.300–2.050
Siderium 2.500–2.300
tiefer/älter tiefer/älter älter

Das Cryogenium ist die zweite Periode des Neoproterozoikums. Ihr Beginn ist chronometrisch mit 850 Millionen Jahren BP festgesetzt, ihr Ende bei 635 Millionen Jahren BP. Mit einer Dauer von 215 Millionen Jahren war das Cryogenium deutlich länger als das Erdmittelalter (Siehe jedoch Neudefinition). In der Evolution der Organismen spielte es wahrscheinlich eine bedeutende, jedoch bislang weitgehend unverstandene Rolle.

Das Cryogenium folgt dem Tonium und wird vom Ediacarium abgelöst, in dem es zu einer großen Entfaltung mehrzelliger Lebewesen kam.

Namensgebung[Bearbeiten]

Der Name Cryogenium ist vom Altgriechischen κρύος (kryos) mit der Bedeutung kalt bzw. Eis und γένεσις (genesis) mit der Bedeutung Geburt, Entstehung abgeleitet. Der Name spielt auf die damalige annähernd globale Vereisung der Erde an.

Neudefinition des Cryogeniums[Bearbeiten]

Der GSSP des Ediacariums in der Nuccaleena-Formation der Flinders Ranges, unter dem Hutdolomit die letzten Lagen des Cryogeniums

Im Zuge der Ausdehnung des GSSP-Prinzips auf das Präkambrium soll die bisherige, chronometrisch definierte Untergrenze bei 850 Millionen Jahre BP revidiert werden. Ins Auge gefasst wird jetzt (Stand 2015) das Einsetzen der ersten glazigenen Ablagerungen der Sturtischen Eiszeit bei 720 Millionen Jahren BP.[1] Dies bedeutet somit eine Reduzierung der Periode um 130 Millionen Jahre (und gleichzeitig eine Verlängerung des vorangegangenen Toniums um denselben Betrag). Die Obergrenze des Cryogeniums zum darüber folgenden Ediacarium wird bereits durch einen GSSP definiert, der bei 635 Millionen Jahre über den letzten glazigenen Ablagerungen der Marinoischen Eiszeit zu liegen kommt.[2] Dieser GSSP für den Beginn des Ediacariums wird übrigens erstmals anhand geochemischer und paläoklimatologischer Parameter und nicht biostratigraphisch festgelegt.

Das neu definierte Cryogenium dauert somit nur noch 85 Millionen Jahre.

Ereignisse während des Cryogeniums[Bearbeiten]

In die Periode des Cryogeniums fallen die Sturtische (720 bis 658 Millionen Jahre BP) und Marinoische Eiszeit (655 bis 635 Millionen Jahre BP) mit annähernd globaler Vereisung (siehe „Schneeball Erde“). Allerdings ist das Ausmaß der Vereisung durch neuere Forschungsergebnisse etwas relativiert worden und die kritischen Stimmen mehren sich.[3] Am Äquator bestanden wohl doch eisfreie Gebiete. Viele neuere Modelle gehen heute eher von einer „Slushball Earth“ (aus dem Englischen übersetzt mit Schneematscherdball) aus.[4]

Die sich anschließende Gaskiers-Eiszeit (584 bis 582 Millionen jahre BP) gehört bereits zum Ediacarium. Möglicherweise war der Sturtischen Eiszeit noch eine Vereisung vorausgegangen, die so genannte Kaigas-Eiszeit um 750 Millionen Jahren BP, die aber nicht so deutlich dokumentiert ist.[5]

Noch vor Beginn des Cryogeniums begann der Superkontinent Rodinia um 750 Millionen Jahren BP auseinanderzubrechen und der umgebende Ozean Moravia schloss sich allmählich. Als Neuformation sollte während des Ediacariums der Superkontinent Pannotia mit dem Ozean Panthalassa hervorgehen. Die Ursachen der weltumspannenden Vereisungen dürften wahrscheinlich in diesem Auseinanderbrechen Rodinias begründet sein, da die Kontinentfragmente gen Äquator drifteten und sich dort ansammelten. Der Riftvorgang hatte gleichzeitig zu einem Herausheben der Kontinentbruchstücke geführt. Beide Effekte zusammengenommen hatten letztlich die Albedo und gleichzeitig die Erosionsrate erhöht und somit über eine Erniedrigung der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre die weltweite Abkühlung in Gang gesetzt. Die beginnende Abkühlung reduzierte ihrerseits wiederum die biologische Aktivität.[6]

Bereits ab 850 bis 800 Millionen Jahre BP war die Erde nach einer fast 1000 Millionen Jahre dauernden Ruhepause während des Rodiniums in einen zweiten Zyklus großer Umweltinstabilität eingetreten. Die beiden, für das Cryogenium charakteristischen Vereisungen waren von starken, positiven und negativen Exkursionen der δ13C-Werte begleitet.[7] Zu Anfang dieses Intervalls (um 850 Millionen Jahren BP) hatten die Stromatolithen eine enorme Ausbreitung und Diversifizierung erfahren, erlebten aber gegen 800 Millionen Jahren BP einen drastischen Artenrückgang.[8] Nach fast 1000 Millionen Jahre währender Abwesenheit kehrten die Bändererze erneut wieder und in ihrem Gefolge Phosphorite und Manganerze. Während des Cryogeniums wurden auch weltweit Schwarzschiefer abgelagert .[9] Der Sulfatgehalt des Meerwassers nahm einen niedrigen Wert ein.[10]

Bei den glazigenen Ablagerungen des Cryogeniums handelt es sich vorwiegend um Diamiktite oder proximale, proglaziale Sedimente, die in passiven Riftgräben während des Auseinanderbrechens von Rodinia abgesetzt wurden. Sie finden sich auf vielen der damaligen Paläo- und Mikrokontinente, wie beispielsweise westliches Nordamerika, China, Australien, Westafrika, Südamerika und Oman. In der Schichtenabfolge zeichnen sich die glazigenen Sedimente durch ihr abruptes Einsetzen, aber genauso auch durch ihr jähes Verschwinden aus. Gewöhnlich werden sie von so genannten Hutkarbonaten (Englisch cap carbonates) abgeschlossen, die ungewöhnliche sedimentologische, geochemische und Isotopenverhältnisse an den Tag legen. Die Hutkarbonate (meist Kalke, aber auch Dolomite) entstanden unter steigendem Meeresspiegel nach Beendigung der Vereisungen.[11]

Biologische Entwicklung[Bearbeiten]

Die Amöbengattung Arcella unter dem Mikroskop

Während des Cryogeniums erscheinen erstmals Arcellinida, (gehäusetragende Amöben) im Fossilbericht. Auch Schwämme bzw. Schwammartige treten ab 760 Millionen Jahren BP in Namibia auf und somit die ersten tierischen Lebensformen.[12] Laut Porter und Knoll (2000) sollen sich neben den Arcelliniden auch Rotalgen, Grünalgen, Stramenopile, Ciliaten und Dinoflagellaten während des Cryogeniums entwickelt haben.[13] Demospongiae sind ab 650 Millionen Jahren nachgewiesen.

Schlüsselmikrofossilien des Cryogeniums:

Stratigraphie[Bearbeiten]

Bedeutende Sedimentbecken und geologische Formationen[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1.  Knoll, A. H.: Learning to tell Neoproterozoic time. In: Precambrian Research. 100, 2000, S. 3-20.
  2.  Knoll, A. H. u. a.: The Ediacaran Period: A new addition to the geologic time scale. In: Lethaia. 39, 2006, S. 13-30.
  3. Emmanuelle Arnaud: Giant cross-beds in the Neoproterozoic Port Askaig Formation, Scotland: implications for snowball Earth. In: Sedimentary Geology, 165(1-2), Amsterdam 2004, S. 155–174, ISSN 0037-0738, DOI:10.1016/j.sedgeo.2003.11.015
  4. Małgorzata Moczydłowska: The Ediacaran microbiota and the survival of Snowball Earth conditions. In: Precambrian Research, 167(1-2): Amsterdam 2008, S. 1–15, ISSN 0301-9268, DOI:10.1016/j.precamres.2008.06.008
  5.  Macdonald, F. A. u. a.: Calibrating the Cryogenian. In: Science. 327, 2010, S. 1241-1243, doi:10.1126/science.1183325.
  6.  Van Kranendonk, M. J.: Chapter 16. A chronostratigraphic division of the Precambrian: Possibilities and Challenges. In: The Geologic Time Scale 2012. Elsevier B. V., 2012, doi:10.1016/B978-0-444-59425-9.00016-0.
  7.  Kirschvink, J. L. u. a.: Paleoproterozoic snowball Earth: Extreme climatic and geochemical global change and its biological consequences. In: Proceedings of the National Academy of Sciences, USA. 97, 2000, S. 1400-1405.
  8.  Grotzinger, J. P. und Knoll, A. H.: Stromatolites in Precambrian carbonates: evolutionary milestones or environmental dipsticks?. In: Annual Reviews of Earth and Planetary Sciences. 27, 1999, S. 313-358.
  9.  Condie, K. C. u. a.: Precambrian superplumes and supercontinents: a record in black shales, carbon isotopes and paleoclimates?. In: Precambrian Research. 106, 2001, S. 239-260.
  10.  Hurtgen, M. T. u. a.: The sulfur isotopic composition of Neoproterozoic seawater sulfate: implications for a snowball earth?. In: Earth and Planetary Science Letters. 203, 2002, S. 413-429.
  11.  James, N. P. u. a.: Later Neoproterozoic cap carbonates: Mackenzie Mountains, northwestern Canada: precipitation and global glacial meltdown. In: Canadian Journal of Earth Sciences. 38, 2001, S. 1229-1262.
  12.  Brain, C. K. u. a.: The first animals : ca. 760-million-year-old sponge-like fossils from Namibia. In: S. Afr. J. Sci.. 108(8), 2012, S. 1-8, doi:10.4102/sajs.v108i1/2.658.
  13.  Porter, S.A. und Knoll, A.H.: Testate amoeba in the Neoproterozoic Era: evidence from vase-shaped microfossils in the Chuar Group, Grand Canyon. In: Paleobiology. 26 (3), 2000, S. 360–385, doi:10.1666/0094-8373(2000)026<0360:TAITNE>2.0.CO;2.