ESE-12 Känozoikum

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1 ESE-12 Känozoikum Gliederung des Känozoikums Übergang Treibhaus Kühlhaus Überblick Klima-Archive und stratigraphische Werkzeuge im Känozoikum Der Master-Proxy 18 O Gashydrate und Klima negative und positive Rückkopplung Radiation und Entwicklung der Säugetiere Entwicklung des Menschen Das Paläogen (Paleogene) Paläomagnetik, FAD Paragloborotalia kugleri, LAD Reticulofenestra bisecta Name: Paläogen ( Alttertiär ) Dauer: ca. 42 mio Jahre locus typicus Basis: boundary clay El Kef (Tunesien) Ir-Anomalie & Extinktionsevent Das Neogen (Neogene) & Quartär (Quaternary) Paläomagnetik & Isotopen- Stufe Name: Quartär (nach Orig., 18. Jhdt.) Dauer: ca. 5 mio Jahre locus typicus Basis: Mt. San Nicola (Sizilien) ESE 8, Folie 19! Name: Neogen ( Jungtertiär ) Dauer: ca. 18 mio Jahre locus typicus Basis: 35 m über Top des Lemme-Carrosio-Profils, Carrosio (N Genua) Paläomagnetik, FAD Paragloborotalia kugleri, LAD Reticulofenestra bisecta 1

2 Überblick Klima-Archive und stratigraphische Werkzeuge im Känozoikum Marine Sedimente See-Sedimente Z.B. Maare der Westeifel ( 70 Ka, und ältere schwimmende Archive) Z.B. Lake El gygytgyn: 3,6 Ma Impakt-Krater in Ost-Sibirien Löß Dendrochronologie Eiskerne Speleotheme Korallen u.ä. Verschiedene radiometrische Altersbestimmungsmethoden: Ar/Ar, 14 C, U-Th-Gleichgewichts-Methode, Optisch-stimulierte Lumineszenz, kosmische Nucleide, etc. (siehe Geyh 2005) Tephrostratigraphie Palynologie Paläomagnetik Klima-Proxies s. Folie O der Master-Proxy: 1. In marinen Sedimenten R. Rohde (Wikipedia) nach Veizer et al. (1999), and updated online in

3 Wichtige Proxies - Überblick Proxy Material Prozess Indikator für 13 C Marine Karbonate Bevorzugter 12 C- Einbau beim Metabolismus 18 O Foraminiferen, Korallen, Schalen, Eis, org. Material Temperaturabhängige Fraktionierung bei Eisbildung und bei Metabolismus Sr i Marine Karbonate Terrestrischer Input vs. Ozeanbodenvulk. Ca/Mg Oolithe Mg/Ca Verhältnis kontrolliert Calzit vs. Aragonit-Bildung im Ozean Aktivität der Biosphäre Temperatur der Ozeane und der Atmosphäre Orogene Großzyklen Orogene Großzyklen? Klima-Entwicklung im Känozoikum Isolierung der Antarktis Zachos et al Schließung des Panama-Isthmus um 2,6 Ma prä-neogen: warme salzreiche Wässer aus Subtropen in Pazifik (äquatoriale Strömung) später: Umleitung in den NE Atlantik (latitudinale Strömung) 3

4 Zur Erinnerung: Treibhaus- vs. Kühlhaus-Ozean: typisch für Treibhaus-Klima: Geschichteter Ozean: O 2 -Armut bis O 2 -freie Tiefsee; Tiefsee ist generell lebensfeindlich, Gefahr von Anoxia-Events auf dem Schelf typisch für Kühlhaus-Klima: Zirkulierender Ozean: In den Polarregionen sinkt O 2 -reiches salziges kaltes Wasser ab (thermohaline Strömungen) >> O 2 -reiche Tiefsee eiskerne Delmas 1992 Vgl. Skala mit Folie 8! Eiskerne Klima-Zyklen: Milankowitch-Anfachung! Petit et al Meeresspiegelschwankungen im Känozoikum: Quartär: starke glazioeustatische Kontrolle Meeresspiegelanstieg seit dem Last Glacial Maximum (LGM) (Fleming et al. 1998, Fleming 2000, & Milne et al. 2005) 4

5 Matuyama > Brunhes-Umpolung: ca. 790 ka Magnetic events Singer et al ODP-Bohrkern, Oda et al VGP = virtual Geomagnetic pole In Sedimenten: chemische und Ablagerungsremanenz Lößprofile Löß-Profile: das terrestrische Archiv im Neogen! - Paleomagnetik: chem. Remanenz und erhöhte Suszeptibilität durch Bodenbildung - Paleo-Monsun-Archiv 5

6 Gas-Hydrate und Klima: marin: negative Rückkopplung Permafrost: positive Rückkopplung 3D seismic tomography of gas hydrates Hobro et al., JGR 2005 BSR = Bottom simulating reflector 6

7 (Ehlers 1996) Paläogene Lebewelt & Stratigraphie Radiationen nach K/T-Ereignis freie ökologische Nischen Massensterben im O-Paläogen Fauna marin: Wale, Pinnipedier, Fauna ähnlich wie rezent, jedoch: z.b. Nummuliten Fauna kontinental: Säuger (Primaten!) Räuber Vögel! Insekten! Flora kontinental: Radiation Blütenpflanzen, Gräser (ökologische Folgen!) Biostratigraphie: Säuger, Foraminiferen, Angiospermen, Pollen Neogene Lebewelt & Stratigraphie Fauna/Flora ähnlich rezent O-Miozän: Extinktion pleistozäne Kalt- und Warmfaunen/floren Fauna/Flora marin: Ausbreitung Wale, Globigerinen-Radiation, Algenkämme Fauna kontinental: Menschenaffen / Menschen, große Pflanzenfresser, Singvögel, Nager, Insectivore (Koevolution!) Flora kontinental: Ausbreitung der Gräser (C4-Pflanzen), Ausbreitung der Kräuter, Süßwasser-Diatomeen Süßwasser- Diatomeen Biostratigraphie: Pollen, Säuger, Mollusken, Foraminiferen, Diatomeen, Radiolarien, Nannoplankton 7

8 Phylogenie der Säugetiere Fossillagerstätte Geiseltal (b. Halle/S.) Eozän Propalaeotherium Ernst Haeckel ( ): Lebensbaum Charles Darwin ( ) Thomas Henry Huxley ( ) Darwin's Bulldog Charles Darwin (1859): On the Origin of Species Thomas Henry Huxley (1863): Evidence as to Man's Place in Nature Charles Darwin (1871): Die Abstammung des Menschen und die geschlechtliche Zuchtwahl 8

9 Evolution und Selektion Mutationen (neutrale, positive, negative) durch Strahlung, Kopierfehler und Mikroben Umweltveränderungen Klima, Räuber, Nahrungsangebot, Konkurrenten (Nahrung, Nistplatz, Lebensraum) Migration Partnerwahl Phylogenie der Hominiden Entwicklung des Menschen Letzter gemeinsamer Vorfahr von Schimpanse und Mensch: 6 Ma 9

10 Ältester Fund in Europa, 600 Ka 1. Out of Africa Erste Steinwerkzeuge, 2,5 Ma Lucy 3,2 Ma Gehirn: 400 cm³ n. Folien >> Der Handwerker Gehirn: 800 cm³ Feuernutzung, 790 Ka Von A. afarensis zu H. ergaster: Enthaarung und Beinlänge: Ausdauernder Läufer! Aufrechter Gang, c. 5 Ma Australopithecus sediba Ardipithecus ramidus Homo erectus Peking Mann Lucy Homo ergaster H. heidelbergensis: Der Kiefer aus Mauer 500 ka 250 ka 100 ka 50 ka 20 ka heute H. ergaster > H. antecessor H. heidelbergensis Homo neanderthalensis 2. Out of Africa Homo sapiens* Homo erectus Homo floresiensis *1200 cm³ Gehirn Nach Sci. Amer. 1/