Kambrium - Cambrian

Kambrium
541,0 ± 1,0 – 485,4 ± 1,9 Ma
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Erde in der Mitte des Kambriums
Chronologie
Etymologie
Namensformalität Formell
Nutzungsinformationen
Himmelskörper Erde
Regionale Nutzung Global ( IKS )
Verwendete Zeitskala(en) ICS-Zeitskala
Definition
Chronologische Einheit Zeitraum
Stratigraphische Einheit System
Zuerst vorgeschlagen von Adam Sedgwick , 1835
Fristenformalität Formell
Untere Begrenzungsdefinition Aussehen des Ichnofossil Treeptichnus pedum
Untere Grenze GSSP Fortune Head Abschnitt , Neufundland , Kanada 47.0762°N 55.8310°W
47°04′34″N 55°49′52″W /  / 47.0762; -55.8310
GSSP ratifiziert 1992
Definition der oberen Grenze FAD des Conodont Iapetognathus fluctivagus .
Obere Grenze GSSP Abschnitt Greenpoint, Green Point , Neufundland , Kanada 49,6829°N 57,9653°W
49°40′58″N 57°57′55″W /  / 49,6829; -57.9653
GSSP ratifiziert 2000
Atmosphären- und Klimadaten
Mittlerer atmosphärischer O
2
Inhalt
C. 12,5 vol %
(63 % der modernen)
Mittleres atmosphärisches CO
2
Inhalt
C. 4500 ppm
(16-mal vorindustriell)
Mittlere Oberflächentemperatur C. 21 °C
(7 °C über modern)
Meeresspiegel über dem heutigen Tag Steigt stetig von 4m auf 90m

Das Kambrium ( / k æ m . B r i . Ə n , k m - / KOMMT -bree-ən, Kaym - , symbolisierte manchmal ) war die erste geologische Periode des Paleozoic Era, und der Phanerozoic Äon . Das Kambrium dauerte 55,6 Millionen Jahre vom Ende der vorangegangenen Ediacara- Periode vor 541 Millionen Jahren (mya) bis zum Beginn der Ordovizium- Periode 485,4 Millionen Jahre . Seine Unterteilungen und seine Basis sind etwas im Fluss. Der Zeitraum wurde von Adam Sedgwick als "Cambrian Series" begründet , der ihn nach Cambria benannte , dem lateinischen Namen für "Cymru" ( Wales ), wo Großbritanniens kambrisches Gestein am besten exponiert ist. Sedgwick identifizierte die Schicht im Rahmen seiner Aufgabe, zusammen mit Roderick Murchison , die große „Transition Series“ zu unterteilen, obwohl sich die beiden Geologen zeitweise über die entsprechende Kategorisierung uneins waren. Das Kambrium ist einzigartig in seinem ungewöhnlich hohen Anteil an Lagerstätten- Sedimentablagerungen, Orte von außergewöhnlicher Erhaltung, in denen "weiche" Teile von Organismen sowie deren widerstandsfähigere Schalen erhalten bleiben. Infolgedessen übertrifft unser Verständnis der kambrischen Biologie das einiger späterer Perioden.

Das Kambrium markierte eine tiefgreifende Veränderung im Leben auf der Erde ; vor dem Kambrium waren die meisten lebenden Organismen im Großen und Ganzen klein, einzellig und einfach; das präkambrische Charnia ist außergewöhnlich. Komplexe, vielzellige Organismen wurden in den Millionen Jahren unmittelbar vor dem Kambrium allmählich häufiger, aber erst in dieser Zeit wurden mineralisierte – und daher leicht versteinerte – Organismen üblich. Die rasche Diversifizierung der Lebensformen im Kambrium, bekannt als die kambrische Explosion , produzierte die ersten Vertreter aller modernen Tierstämme . Die phylogenetische Analyse wurde die Ansicht unterstützt , dass während der Cambrian Strahlung, Metazoen ( Tiere ) entwickelt monophyletically von einem einzigen gemeinsamen Vorfahren: Kolonial flagellated Protisten ähnlich zu modernen choanoflagellates .

Obwohl in den Ozeanen verschiedene Lebensformen gediehen, gilt das Land als vergleichsweise karg – mit nichts Komplexerem als einer mikrobiellen Bodenkruste und einigen Weichtieren, die auf dem mikrobiellen Biofilm auftauchten. Die meisten Kontinente waren wahrscheinlich aufgrund fehlender Vegetation trocken und felsig. Flache Meere flankierten die Ränder mehrerer Kontinente, die während des Zusammenbruchs des Superkontinents Pannotia entstanden . Die Meere waren relativ warm und Polareis fehlte die meiste Zeit.

Stratigraphie

Die Basis des Kambriums liegt auf einer komplexen Ansammlung von Spurenfossilien, die als Treptiknus-Pedum- Ansammlung bekannt ist. Die Verwendung von Treeptichnus pedum , einem Referenz- Ichnofossil , um die untere Grenze des Kambriums zu markieren, ist schwierig, da das Vorkommen sehr ähnlicher Spurenfossilien aus der Gruppe der Treptichniden weit unterhalb des T. pedum in Namibia , Spanien und Neufundland und möglicherweise im Westen der USA. Das stratigraphische Verbreitungsgebiet von T. pedum überschneidet sich mit dem Verbreitungsgebiet der Ediacara- Fossilien in Namibia und wahrscheinlich in Spanien.

Unterteilungen

Das Kambrium folgte dem Ediacarium und wurde vom Ordovizium gefolgt . Das Kambrium gliedert sich in vier Epochen ( Serien ) und zehn Zeitalter ( Stufen ). Derzeit sind nur drei Serien und sechs Stadien benannt und haben ein GSSP (ein international vereinbarter stratigraphischer Referenzpunkt).

Da die internationale stratigraphische Unterteilung noch nicht vollständig ist, werden viele lokale Unterteilungen immer noch häufig verwendet. In einigen dieser Unterteilungen wird das Kambrium in drei Reihen (Epochen) mit lokal unterschiedlichen Namen unterteilt – das Frühkambrium (Caerfai oder Waucoban, 541 ± 1,0  bis 509 ± 1,7 Mio. ), das Mittlere Kambrium (St. Davids oder Albertan, 509 ± 1,0  bis 497 ± 1,7 Mio. ) und Furongium ( 497 ± 1,0  bis 485,4 ± 1,7 Mio .; auch bekannt als Spätkambrium , Merioneth oder Croixan). Trilobitenzonen ermöglichen eine biostratigraphische Korrelation im Kambrium. Gesteine ​​dieser Epochen werden als dem Unteren, Mittleren oder Oberen Kambrium zugehörig bezeichnet.

Jede der lokalen Serien ist in mehrere Phasen unterteilt. Das Kambrium ist in mehrere regionale Faunenstadien unterteilt, von denen das russisch-kasachische System im internationalen Sprachgebrauch am häufigsten verwendet wird:

Korrelation von globaler und regionaler kambrischer Stratigraphie
Internationale Serie Chinesisch nordamerikanisch Russisch-Kasachisch australisch Regional
C
a
m
b
r
i
a
n
Furongian Steinbock (Teil) Ayusokkanian Datsonian Dolgellian ( Trempealeauan , Fengshanian)
Payntonian
Sunwaptan Sakian Iverian Ffestiniogian ( Fränkisch , Changshanisch)
Steptoan Aksayan Idamean Mäntwrogian (Dresbachian)
Marjuman Batyrbayan Mindyallan
Miaolinger Maozhangian Maya- Bumerangianer
Zuzhuangian Delamaran Amgan Undillian
Zhungxian Florian
Templetonianer
  Dyeran Ordian
Kambrische Serie 2 Longwangmioan Toyonian Lenian
Changlangpuan Montezuman Botomian
Qungzusian Atdabanian
Terreneuvianisch
Meishuchuan
Jinningian
Plazentianer Tommotian
Nemakit-Daldynian*
Cordoba
Präkambrium Sinian Hadrynian Nemakit-Daldynian*
Sakharan
Adelaide

*Die meisten russischen Paläontologen definieren die untere Grenze des Kambriums an der Basis des Tommotian-Stadiums, gekennzeichnet durch Diversifizierung und globale Verbreitung von Organismen mit Mineralskeletten und das Auftreten der ersten Archaeocyath- Biohermen.

Datierung des Kambriums

Die Internationale Kommission für Stratigraphie listet das Kambrium als vor 541  Millionen Jahren beginnend und vor 485,4  Millionen Jahren endend auf .

Die untere Grenze des Kambriums wurde ursprünglich als das erste Auftreten von komplexem Leben angesehen, das durch Trilobiten repräsentiert wird . Die Entdeckung kleiner Muschelfossilien vor den ersten Trilobiten und der Ediacara-Biota wesentlich früher führte zu Forderungen nach einer genauer definierten Basis für das Kambrium.

Trotz der langen Anerkennung seiner Unterscheidung von jüngeren Ordovizium- Gesteinen und älteren Präkambrium- Gesteinen wurde das Kambrium-System/-Zeitraum erst 1994 international ratifiziert. Nach jahrzehntelanger sorgfältiger Überlegung wurde eine kontinuierliche Sedimentabfolge bei Fortune Head, Neufundland , als formale Basis des Kambriums besiedelt, das weltweit durch das früheste Auftreten von Treptichnus pedum korreliert werden sollte . Die Entdeckung dieses Fossils einige Meter unterhalb des GSSP führte zur Verfeinerung dieser Aussage, und es ist die T. pedum Ichnofossil-Ansammlung, die jetzt offiziell verwendet wird, um die Basis des Kambriums zu korrelieren.

Diese formale Bezeichnung ermöglichte es, radiometrische Daten von Proben auf der ganzen Welt zu erhalten, die der Basis des Kambriums entsprachen. Frühe Daten vor 570  Millionen Jahren gewannen schnell an Beliebtheit, obwohl die Methoden zur Ermittlung dieser Zahl heute als ungeeignet und ungenau angesehen werden. Ein genaueres Datum mit moderner radiometrischer Datierung ergibt ein Datum von 541  ± 0,3 Millionen Jahren . Der Aschehorizont im Oman, aus dem dieses Datum gefunden wurde, entspricht einem deutlichen Rückgang des Vorkommens von Kohlenstoff-13 , der mit gleichwertigen Exkursionen anderswo auf der Welt korreliert, und dem Verschwinden charakteristischer ediacarischer Fossilien ( Namacalathus , Cloudina ). Dennoch gibt es Argumente, dass der datierte Horizont im Oman nicht der Grenze zwischen Ediacara und Kambrium entspricht, sondern einen Fazieswechsel von marinen zu evaporitdominierten Schichten darstellt – was bedeuten würde, dass Daten aus anderen Abschnitten von 544 oder 542 Ma, sind besser geeignet.

Paläogeographie

Plattenrekonstruktionen deuten darauf hin, dass ein globaler Superkontinent, Pannotia , zu Beginn der Periode im Begriff war , sich aufzulösen , wobei Laurentia (Nordamerika), Baltica und Sibirien sich vom Hauptsuperkontinent Gondwana getrennt hatten , um isolierte Landmassen zu bilden. Das meiste kontinentale Land war zu dieser Zeit auf der südlichen Hemisphäre gruppiert, driftete jedoch nach Norden. Große Rotationsbewegungen von Gondwana mit hoher Geschwindigkeit scheinen im frühen Kambrium stattgefunden zu haben.

Mangels Meereis – die großen Gletscher der marinoischen Schneeballerde waren lange geschmolzen – war der Meeresspiegel hoch, was dazu führte, dass weite Teile der Kontinente in warmen, flachen Meeren überflutet wurden, die ideal für das Meeresleben sind. Der Meeresspiegel schwankte etwas, was darauf hindeutet, dass es "Eiszeiten" gab, die mit Expansions- und Kontraktionsimpulsen einer südpolaren Eiskappe verbunden waren .

In Baltoskandien verwandelte eine Überschreitung des Unterkambriums große Teile der subkambrischen Tiefebene in ein epikontinentales Meer .

Klima

Die Erde war während des frühen Kambriums im Allgemeinen kalt, wahrscheinlich aufgrund des alten Kontinents Gondwana , der den Südpol bedeckte und die polaren Meeresströmungen absperrte. Allerdings waren die Durchschnittstemperaturen 7 Grad Celsius höher als heute. Es gab wahrscheinlich polare Eiskappen und eine Reihe von Vergletscherungen, da sich der Planet noch von einer früheren Schneeballerde erholte . Gegen Ende des Zeitraums wurde es wärmer; die Gletscher gingen zurück und verschwanden schließlich, und der Meeresspiegel stieg dramatisch an. Dieser Trend würde sich bis ins Ordovizium fortsetzen .

Flora

Die kambrische Flora unterschied sich kaum von der Ediacara. Die wichtigsten Taxa waren die marinen Makroalgen Fuxianospira , Sinocylindra und Marpolia . Aus dieser Zeit sind keine kalkhaltigen Makroalgen bekannt.

Aus dem Kambrium sind keine Fossilien von Landpflanzen ( Embryophyten ) bekannt. Biofilme und mikrobielle Matten waren jedoch auf kambrischen Wattflächen und Stränden von 500 Millionen Jahren gut entwickelt, und Mikroben bildeten mikrobielle Erdökosysteme, vergleichbar mit modernen Bodenkrusten von Wüstenregionen, und trugen zur Bodenbildung bei.

Ozeanisches Leben

Die kambrische Explosion war eine Zeit des schnellen multizellulären Wachstums. Das meiste Tierleben während des Kambriums war im Wasser. Trilobiten galten damals als die vorherrschende Lebensform, was sich jedoch als falsch herausgestellt hat. Arthropoden waren bei weitem die dominantesten Tiere im Ozean, aber Trilobiten waren nur ein kleiner Teil der gesamten Arthropodenvielfalt. Was sie anscheinend so reichlich machte, war ihre schwere Panzerung, verstärkt durch Kalziumkarbonat (CaCO 3 ), die viel leichter versteinerte als die zerbrechlichen Chitin- Exoskelette anderer Arthropoden und zahlreiche erhaltene Überreste hinterließen.

Dieser Zeitraum markierte einen steilen Wandel in der Vielfalt und Zusammensetzung der Biosphäre der Erde. Die Ediacara-Biota erlitt zu Beginn des Kambriums ein Massensterben, das mit einer Zunahme der Häufigkeit und Komplexität des Grabungsverhaltens einherging. Dieses Verhalten hatte einen tiefgreifenden und irreversiblen Einfluss auf das Substrat, der die Ökosysteme des Meeresbodens veränderte . Vor dem Kambrium war der Meeresboden mit mikrobiellen Matten bedeckt . Bis zum Ende des Kambriums hatten grabende Tiere in vielen Gebieten durch Bioturbation die Matten zerstört . In der Folge starben viele der von den Matten abhängigen Organismen aus, während sich die anderen Arten an die veränderte Umwelt anpassten, die nun neue ökologische Nischen bot. Ungefähr zur gleichen Zeit traten anscheinend schnell Vertreter aller mineralisierten Stämme mit Ausnahme der Bryozoa auf , die im unteren Ordovizium auftraten . Viele dieser Stämme wurden jedoch nur durch Stammgruppenformen repräsentiert; und da mineralisierte Stämme im Allgemeinen benthischen Ursprungs sind, sind sie möglicherweise kein guter Ersatz für (häufigere) nicht mineralisierte Stämme.

Eine Rekonstruktion von Margaretia dorus aus dem Burgess-Schiefer , von denen einst angenommen wurde, dass es sich um Grünalgen handelte , aber heute als Hemichordate verstanden werden.

Während das frühe Kambrium eine solche Diversifizierung zeigte, dass es als kambrische Explosion bezeichnet wurde, änderte sich dies später in der Zeit, als es zu einem starken Rückgang der Artenvielfalt kam. Vor etwa 515 Millionen Jahren überstieg die Zahl der ausgestorbenen Arten die Zahl der neu auftauchenden Arten. Fünf Millionen Jahre später war die Zahl der Gattungen von einem früheren Höchststand von etwa 600 auf nur noch 450 gesunken. Auch die Artbildungsrate in vielen Gruppen sank auf ein Fünftel bis ein Drittel des früheren Niveaus. Vor 500 Millionen Jahren sank der Sauerstoffgehalt in den Ozeanen dramatisch, was zu Hypoxie führte , während gleichzeitig der Gehalt an giftigem Schwefelwasserstoff stieg und ein weiteres Aussterben verursachte. Die spätere Hälfte des Kambriums war überraschend karg und zeigte mehrere schnelle Aussterbeereignisse; die Stromatolithen, die durch riffbildende Schwämme, bekannt als Archaeocyatha , ersetzt worden waren , kehrten erneut zurück, als die Archaeocyathiden ausstarben. Dieser rückläufige Trend änderte sich bis zum Großen Ordovizischen Biodiversifizierungsereignis nicht .

Einige kambrische Organismen wagten sich an Land und produzierten die Spurenfossilien Protichnites und Climactichnites . Fossile Beweise deuten darauf hin, dass Euthykarzinoide , eine ausgestorbene Gruppe von Arthropoden, zumindest einige der Protichniten produzierten . Fossilien des Gleismachers von Climactichniten wurden nicht gefunden; fossil Fahrbahnen und Ruhe Spuren legen jedoch nahe , einen großen, Slug -ähnlichen Mollusken .

Im Gegensatz zu späteren Perioden war die kambrische Fauna etwas eingeschränkt; frei schwebende Organismen waren selten, die meisten lebten auf oder in der Nähe des Meeresbodens; und mineralisierende Tiere waren seltener als in zukünftigen Perioden, teilweise aufgrund der ungünstigen Ozeanchemie .

Viele Arten der Konservierung sind einzigartig im Kambrium, und einige bewahren weiche Körperteile, was zu einer Fülle von Lagerstätten führt .

Symbol

Das Federal Geographic Data Committee der Vereinigten Staaten verwendet ein "gestrichenes großes C" ⟨Ꞓ⟩-Zeichen, um das Kambrium darzustellen. Das Unicode- Zeichen ist U+A792 LATIN GROSSBUCHSTABE C MIT BAR .

Galerie

Siehe auch

Verweise

Weiterlesen

Externe Links