Die frühe Entwicklung der Pflanzen Das Jungpaläozoikum: Leitfossilien, Sedimente und Klimaentwicklung Aussterbe Ereignisse: mögliche Ursachen

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1 Die frühe Entwicklung der Pflanzen Das Jungpaläozoikum: Leitfossilien, Sedimente und Klimaentwicklung Aussterbe Ereignisse: mögliche Ursachen Stichwort Landgang Bakterien, Algen und Pilze: u.u. schon im Proterozoikum Pflanzen: vermutlich im Ordovizium Andere wirbellose Tiere und Arthropoden: Kambrium möglich, vermutlich im Ordovizium Wirbeltiere: Devon 1

2 Entwicklung der Pflanzen Algen > Pflanzen (Befruchtung in der Mutterpflanze) Übergang Wasser > Land im?ordovizium? sicher im Silur Entwicklung von Gefäßen (Transport von Nährstoffen aus der Wurzel) Ausbildung harter Stengel und Stützwurzeln Sporenpflanzen (Farne, Schachtelhalme und Bärlappgewächse) Blütenlos, brauchen feuchtes Milieu Wurzeln und Blätter, Vermehrung durch Sporen Im Jungpaläozoikum bedeutend (Bäume), heute Nischendasein Samenpflanzen (Blütenpflanzen) Samen können verbreitet werden, überleben Trockenphasen Gymnospermen (Nacktsamer: z.b. Coniferen, Cycadeen*) im Mesozoikum dominant, heute in kühlen und trockenen Klimaten bedeutend Angiospermen (Bedecktsamer: z.b. Laubbäume, Gräser, Sträucher) Im Känozoikum dominant *Palmenfarne dominierend: Nacktpflanzen Devon Bärlappgewächse Schachtelhalmgewächse Nacktsamer Baumfarne Samenfarne 2

3 wikipedia Baumfarne ab oberes Oberdevon: Archaeopteris: bis 30 m hoch! 3

4 Das Devon (Devonian) Top FAD Siphonodella sulcata Name: von Devonshire (engl. Grafschaft) Dauer: ca. 57 Ma FAD Monograptus uniformis GSSP Basis: bed 20, Klonk, Barrandeum (Tschechische Republik) Scutelliden Brachiopoden Phacopiden Spiriferen Stringocephalus Uncites 4

5 Paläogeographie des Old Red Kontinents Old Red in Schottland ( Hutton s unconformity, Siccar Point) Old Red in Wales (Caldey Island) Old Red in Schottland (nahe Edinburgh) 5

6 Kellwasser-events im Oberdevon (Frasne/Famenne) 2 schwarze, bituminöse, dm-mächtige Mergelstein-Horizonte (Europa, N-Afrika, N-Amerika, S-China) Aussterben: Knapp 60 % der marinen Gattungen Kellwasser-events im Oberdevon (Frasne/Famenne) * Ob. KWK * Unt.KWK Riquier et al Unt. KWK / LKW: erhöhter Nährstoffeintrag vom Land > erhöhte Primärproduktion Ob. KWK / UKW: Aufstieg anoxischer Tiefenwässer (maximum flooding) s. auch Buggisch 1991, Geol. Rdsch. 6

7 Riff* und Biostrom** Bildner im Verlauf der Erdgeschichte Kellwasser Aussterbe Ereignisse betrafen vorallem tabulate und rugose Korallenarten sowie Stromatopora Flügel 1997 *biogene Riffe mit Höhenwachstum **vorwiegend Breitenwachstum Eustatische Meeresspiegelschwankungen (Beispiel: Kellwasser Events, Frasnian Famennian > Anoxia Events) Klima Schwankungen Große (sub )vulkanische Eruptionen (Beispiel: Jura) Impakt (Beispiel: Kreide / Tertiär Grenze) Ursachen für Massensterbe Ereignisse Der Klassiker: Sepkoski 1994: Achtung 6 Ma Schritte! 7

8 Das Karbon (Carboniferous) Stephanian Westphalian Namurian FAD Streptognathodus isolatus Name: markanter Gehalt Corg-reicher Sedimente (Steinkohlen u.a.) Dauer: ca. 60 Ma Regionale, europäische Stufennamen FAD Siphonodella sulcata GSSP Basis: bed 89, La Serre (Montagne Noire, S-Frankreich) Meganeura Posidonia Fusulinen Calamiten (Annularia) Crinoiden Bryozoen (Archimedes) Brachiopoden (Productiden) Farne 8

9 11/21/2012 Arthropleura Arthropoden Amphibien Spuren Branchiosaurus Sigillaria Lepidodendron Bärlappe Schachtelhalme Calamiten Glossopteris Gymnosperme 9

10 Ausgedehnte Küsten und Inland Sumpfgebiete in tropischen und gemäßigten Klimaten >> größte Steinkohle Vorräte! Das Perm (Permian) FAD Hindeodus parvus Zechstein Rotliegend Unteres Oberes FAD: Streptognathodus isolatus Regionale, zentraleuropäische Namen Name: Perm (Lokalität, W-Ural) Dauer: ca. 48 Ma GSSP Basis: Aktöbe (S-Ural, Kasachstan) 10

11 Marine Faunen Palaeoniscum Platysomus Bryozoen (Fenestella) Foraminiferen (Fusulina) Brachiopoden (Horridonia) Muscheln (Schizodus) Brachiopoden (Dielasma) Kontinentale Faunen: Säugetierähnliche Reptilien & Amphibien Synapsiden (Dimetrodon, Unterperm) Weigeltisaurus (Oberperm) Therapsiden (Anteosaurus & Moschops, Mittelperm) Fährten Lepospondyle (Amphib) (Diplocaulus) 11

12 In die Luft und zurück ins Meer! Wikipedia Entwurf: Buchwitz, Breitkreuz, Schneider Biostratigraphie mit Insekten & Haien (kontinentaler Bereich) Schneider 12

13 Kontinentale Floren: Bsp. Medullosen & Steinerner Wald von Chemnitz Callipteris Koniferen (Ullmannia) Rekonstruktion der permischen Klimaentwicklung in Mitteleuropa anhand der Sedimente evaporites aeolianites playa deposits (dry red beds) wet red beds coals Roscher & Schneider 13

14 11/21/2012 Kontinentale red beds (Unter-/Mittelperm): Beispiele aus den USA Marine Karbonat- und Sulfat-Plattformen Kalke/Dolomite (Oberperm) Oolithe (Barren) Gipse/ Anhydrite Stromatolithen-AlgenBryozoen-Riffe 14

15 Paläogeographie Rotliegend (Ziegler 1990) (Mitteleuropa) Paläogeographie Zechstein 15

16 Warren 2004 Zur Erinnerung: Voraussetzungen für marine Evaporite: teilabgeschnürtes Becken in aridem Klima Warren

17 2 große Aussterbe-Ereignisse am Ende des Perms (vgl. mit Folie 14!) Aus Stanley 1999 ** CO 2 aus der Tiefsee? 5 Ma! * Japan *58%, **67% (Stanley & Yang 1994, Science) österreichische Alpen 17