Trübes Wasser zwischen dunklen Baumstämmen, stille Buchten und breite Flussmündungen: Die Küstenwälder Appalachias gehören zu den geheimnisvollsten Landschaften der späten Kreidezeit. An der West- und Südwestseite des östlichen Teilkontinents trafen die Wälder auf die südlichen Ausläufer des großen nordamerikanischen Binnenmeeres und den nördlichen Golf. Nur wenige Fossilien verraten uns, welche Tiere sich dort zwischen Ufergehölzen und Sandbänken bewegten. Umso spannender ist die Spurensuche in den Ablagerungen dieser verschwundenen Küstenwelt!
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Inhaltsverzeichnis: |
Geographie
Während eines großen Teils der späten Kreidezeit teilte der Western Interior Seaway Nordamerika in die westliche Landmasse Laramidia und den östlichen Teilkontinent Appalachia. Für große Landtiere bedeutete dieses Meer eine erhebliche Ausbreitungsbarriere. Die südlichen Küsten Appalachias lagen zugleich am Golf von Mexiko. Hier interessiert uns besonders die Übergangsregion zwischen den zum Binnenmeer gerichteten Ufern und den Küsten des nördlichen Golfs. Sie ist vom atlantischen Küstenraum Appalachias zu unterscheiden.1Brownstein, C. D. (2018). The biogeography and ecology of the Cretaceous non-avian dinosaurs of Appalachia. Palaeontologia Electronica 21.1.5A, 1–56. doi:10.26879/801 Mit den geheimnisvollen Küstenwäldern ist somit die Westküste Appalachias gemeint, die am östlichen Ufer des Binnenmeeres lag, das wir in den letzten Phasen der Kreidezeit Pierre Seaway nennen. Die wissenschaftliche Literatur zu den genannten Lagerstätten spricht hier auch oft noch vom Western Interior Seaway, dem Mississippi Embayment oder schlicht der Golfküstenebene. Besonders aufschlussreich ist das Mississippi Embayment, eine weit nach Norden reichende prähistorische Meeresbucht im heutigen Mississippi und dem südöstlichen Missouri, Georgia, Alabama und Arkansas.
Kontinentaldrift
Wer diese Landschaft auf einer heutigen Karte sucht, muss mehr verändern als nur die Position der Kontinente. Die Verteilung von Land und Meer war grundlegend anders. Heute liegen die Aufschlüsse vielerorts weit im Binnenland. Zur Zeit ihrer Entstehung lagen dort jedoch Küstenebenen, Meeresbuchten oder flache Schelfgebiete. Außerdem verschoben sich die Ufer während des Campaniums und Maastrichtiums wiederholt. Eine einzelne Karte kann daher immer nur einen zeitlichen Ausschnitt oder eine vereinfachte Rekonstruktion darstellen.
Die Ripley Formation liefert einen interessanten Hinweis auf die damaligen Flusssysteme. Untersuchungen ihrer Sandkörner und darin enthaltener Zirkone sprechen für weiträumige Sedimenttransporte in das Mississippi Embayment. Die Forscher diskutieren darin sogar frühe Verbindungen zur Entwicklung des heutigen Mississippi-Entwässerungssystems. Für die Küstenlandschaft bedeutet das: Das Meer erhielt nicht bloß Material von kleinen Uferbächen, sondern wurde von einem größeren Hinterland mit Sediment versorgt.2Gifford, J. N. et al. (2020). Detrital Zircon Provenance and Lithofacies Associations of Montmorillonitic Sands in the Maastrichtian Ripley Formation: Implications for Mississippi Embayment Paleodrainage Patterns and Paleogeography. Geosciences 10(2), 80. doi:10.3390/geosciences10020080 Der Rückzug des Binnenmeeres veränderte schließlich auch die Verbindung zwischen Ost und West. Ein Ceratopsidenfund aus der Owl Creek Formation könnte auf einen sogenannten Faunenaustausch hindeuten, einer späten Einwanderung aus Laramidia.7Farke, A. A. & Phillips, G. E. (2017). The first reported ceratopsid dinosaur from eastern North America (Owl Creek Formation, Upper Cretaceous, Mississippi, USA). PeerJ 5, e3342. doi:10.7717/peerj.3342
Klima
Pollen und Sporen aus dem nördlichen Mississippi Embayment geben einen seltenen Einblick in die Vegetation des benachbarten Festlandes. Eine Untersuchung von Schichten des späten Maastrichtiums und Paläozäns in Missouri rekonstruiert gemischte subtropische Küsten- und Binnenwälder, in denen Blütenpflanzen eine bedeutende Rolle spielten. Der Befund stützt eine bewaldete, warme Landschaft.3Oboh-Ikuenobe, F. E. et al. (2012). A portrait of Late Maastrichtian and Paleocene palynoflora and paleoenvironment in the northern Mississippi Embayment, southeastern Missouri. Palynology 36(Suppl. 1), 63–79. doi:10.1080/01916122.2012.679208 Für meine Rekonstruktion stelle ich mir warme, feuchte Niederungen vor. Zwischen den Baumkronen hängt am Morgen Dunst, auf den Blättern sammeln sich Tropfen, und über ruhigen Seitenarmen liegt gelegentlich Nebel. Wie oft es regnete, welche Monate besonders nass waren und ob an einem bestimmten Ort regelmäßig dichter Nebel entstand, können die hier verwendeten Befunde aber nicht beantworten.6Stringer, G. L. & Sloan, J. C. (2023). First Cretaceous teleostean otolith assemblage (Arkadelphia Formation, upper Maastrichtian) from Arkansas, USA, early Gadiformes, and the Western Interior Seaway. PaleoBios 40(3), 1–39. doi:10.5070/P940361192 Insofern ist die Klimarekonstruktion weitgehend spekulativ.
Landschaft
Der Küstenwald war wohl kein gleichförmiges grünes Band, schon die unterschiedlichen Sedimente sprechen für ein Mosaik wechselnder Ablagerungsräume. In der Ripley Formation von Pontotoc County wurden unter anderem Barriereinseln, geschützte rückwärtige Küstenbereiche und Schelfablagerungen unterschieden. Sandige Lagen wechseln dort mit tonigeren und kalkreicheren Abschnitten. Örtlich treten auch lignitische Schichten auf. So werden wechselnde Einflüsse von Festland, Küste und offenem Meer sichtbar.2Gifford, J. N. et al. (2020). Detrital Zircon Provenance and Lithofacies Associations of Montmorillonitic Sands in the Maastrichtian Ripley Formation: Implications for Mississippi Embayment Paleodrainage Patterns and Paleogeography. Geosciences 10(2), 80. doi:10.3390/geosciences10020080 Auch der Providence Sand passt in so eine dynamische Küstenlandschaft. Seine Sande und zwischengeschalteten feineren Sedimente dokumentieren unterschiedliche Ablagerungsbedingungen. Die geologische Literatur diskutiert für die Einheit unter anderem flache Meeresbereiche, Barrieren und gezeitenbeeinflusste Küstenräume. Strömungen konnten ihn auch unter Wasser oder in Mündungsgebieten ablagern. Regionale Unterschiede und Veränderungen innerhalb der Schichtenfolge gehören zum Landschaftsbild also wohl mit dazu.9Eargle, D. H. (1955). Stratigraphy of the outcropping Cretaceous rocks of Georgia. U.S. Geological Survey Bulletin 1014, 1–101. doi:10.3133/b1014
Bei einem Spaziergang entlang eines der vielen Flüsse im Westen Laramidias könnte es also so ausgesehen haben: Zwischen den Bäumen war sein Wasser dunkel, weiter draußen hellt es über einer Sandbank deutlich auf. Treibholz liegt an einem Uferbogen, ein muffiger, feuchter Geruch liegt in der Luft, während wir hinter einer niedrigen Erhebung eine geschützte Bucht erreichen. Vielleicht stand der Wald dort unmittelbar am oder die Bäume sogar mit umspülten Wurzeln direkt im Wasser. An anderer Stelle trennen Schlammflächen oder offene Sandstreifen die Bäume vom Meer. So eine Rekonstruktion ist plausibel: frühe Nachweise mangroventypischer Pflanzen reichen weltweit bis in die jüngste Kreidezeit zurück. Insofern sind salztolerante Küstengehölze in einer Rekonstruktion dieser Epoche grundsätzlich denkbar und zu einem gewissen Grad auch wahrscheinlich.4Ellison, A. M., Farnsworth, E. J. & Merkt, R. E. (1999). Origins of mangrove ecosystems and the mangrove biodiversity anomaly. Global Ecology and Biogeography 8, 95–115. doi:10.1046/j.1466-822X.1999.00126.x
Die Fauna Appalachias
Die Landtiere bleiben die großen Unbekannten dieser Küste. Aus Appalachia insgesamt kennt man zwar unter anderem Hadrosauroiden, gepanzerte Dinosaurier und verschiedene Theropoden. Ihre Überlieferung ist jedoch lückenhaft und über viele Fundorte und Zeitabschnitte verteilt.1Brownstein, C. D. (2018). The biogeography and ecology of the Cretaceous non-avian dinosaurs of Appalachia. Palaeontologia Electronica 21.1.5A, 1–56. doi:10.26879/8017Farke, A. A. & Phillips, G. E. (2017). The first reported ceratopsid dinosaur from eastern North America (Owl Creek Formation, Upper Cretaceous, Mississippi, USA). PeerJ 5, e3342. doi:10.7717/peerj.3342 Viel aufschlussreicher ist das Leben unter Wasser überliefert. Eine Untersuchung von Ripley- und Owl-Creek-Material aus dem nordöstlichen Mississippi erfasste 3.802 Otolithen, also die Ohrsteine von Fischen. Mit ihrer Hilfe konnte eine Fischgemeinschaft mit 30 Taxa aus mindestens 22 Familien rekonstruiert werden. Der größte Teil der Stücke stammt aus der untersuchten Ripley Formation bei Blue Springs. Die Zahlen beschreiben also die gemeinsame untersuchte Sammlung und nicht die Artenzahl eines einzigen Teiches oder Flussarmes.5Stringer, G. L. et al. (2020). Highly diversified Late Cretaceous fish assemblage revealed by otoliths (Ripley Formation and Owl Creek Formation, northeast Mississippi, USA). Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia 126(1), 111–155. doi:10.13130/2039-4942/13013 Der Arkadelphia Marl ergänzt das Bild aus einem anderen Teil des Meeresraums. Eine Bohrung bei Cabot lieferte 2.109 weitere Otolithen. besonders häufig war Vorhisia vulpes. Die Autoren deuten die Gemeinschaft als Hinweis auf ein sehr flaches Meer mit nahe gelegenen Ästuaren und Süßwassereintrag. Die Zusammensetzung unterscheidet sich dort aber bereits deutlich von der untersuchten Ripley-Fauna. Schon innerhalb des nördlichen Golfs bestanden also unterschiedliche Fischgemeinschaften.6Stringer, G. L. & Sloan, J. C. (2023). First Cretaceous teleostean otolith assemblage (Arkadelphia Formation, upper Maastrichtian) from Arkansas, USA, early Gadiformes, and the Western Interior Seaway. PaleoBios 40(3), 1–39. doi:10.5070/P940361192
Die Tierwelt dieser Gewässer war außerordentlich vielfältig. Muscheln und Schnecken besiedelten den Grund, Krebse suchten zwischen Schalen und im Sediment nach Nahrung, und Seeigel durchwühlten den Meeresboden. Darüber schwammen Ammoniten wie Discoscaphites mit seinem typischen spiralförmig gebogenen Wohnkammern, aber auch Eubaculites mit seinem nahezu geraden Gehäuse.10Witts, J. D. et al. (2018). A fossiliferous spherule-rich bed at the Cretaceous–Paleogene (K–Pg) boundary in Mississippi, USA: Implications for the K–Pg mass extinction event in the Mississippi Embayment and Eastern Gulf Coastal Plain. Cretaceous Research, 91: 147–167. doi:10.1016/j.cretres.2018.06.002 Auch die Fischfauna war bemerkenswert: Gehörsteinchen aus zwei Fundstellen der Ripley und Owl Creek Formation erschlossen zusammen über 30 Knochenfischtaxa aus mindestens 22 Familien. Viele dieser Tiere wären allein anhand ihrer spärlichen Skelettreste kaum zu erfassen gewesen.11Stringer, G. L. et al. (2020). Highly diversified Late Cretaceous fish assemblage revealed by otoliths (Ripley Formation and Owl Creek Formation, northeast Mississippi, USA). Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia, 126: 111–155. doi:10.13130/2039-4942/13013 Haie, Meeresschildkröten und große Meeresreptilien ergänzten diese Lebensgemeinschaften. Die Küstenmeere vor Appalachia bildeten damit einen reichen marinen Lebensraum unmittelbar vor den Wäldern und Flussebenen des östlichen Teilkontinents.
Belege fürs Massenaussterben
Vor etwa 66 Millionen Jahren endete die Kreidezeit. Im Golfraum hinterließ der Chicxulub-Einschlag besonders eindrucksvolle geologische Spuren. Ein wichtiger Aufschluss ist Moscow Landing in Alabama. Dort liegt über der Prairie Bluff Chalk eine ungewöhnliche Folge isolierter Sandkörper am Übergang zur Clayton Formation. Ihre Entstehung wurde unterschiedlich erklärt. Savrda deutete 2018 die Befunde als Folge einschlagsbedingter Verformungen sowie großer Tsunami- oder Seiche-Wellen, deren Auf- und Rücklauf Sediment bewegte.8Savrda, C. E. (2018). Revisiting the origins of Clayton sand bodies at the K–Pg transition, Moscow Landing, western Alabama: stratigraphic relations, sedimentology, and ichnology. PALAIOS 33(12), 555–567. doi:10.2110/palo.2018.086 Wer hier die Fossilien untersucht, muss deshalb ihre genaue Lage beachten. Ein herausgerissener kreidezeitlicher Rest kann nämlich später in einer jüngeren Ablagerung erneut eingebettet worden sein. Auch die untersuchten Profile des nördlichen Mississippi Embayment in Missouri enthalten eine Schichtlücke an der Kreide-Paläogen-Grenze. Die basale Clayton-Ablagerung wurde dort als mögliche Tsunamiablagerung im Zusammenhang mit Chicxulub interpretiert.3Oboh-Ikuenobe, F. E. et al. (2012). A portrait of Late Maastrichtian and Paleocene palynoflora and paleoenvironment in the northern Mississippi Embayment, southeastern Missouri. Palynology 36(Suppl. 1), 63–79. doi:10.1080/01916122.2012.679208
Lagerstätten:
Meine Rekonstruktion verbindet Erkenntnisse aus den folgenden Lagerstätten. Sie erschließen unterschiedliche Abschnitte und Seiten des Küsten- und Meeresraums. Klick dich gerne durch die einzelnen Beiträge, wenn du die geologischen Hintergründe und die jeweiligen Fossilfunde genauer kennenlernen möchtest!
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Die Ripley Formation in Mississippi, Alabama, Georgia, Tennessee und in weiter gefassten Gliederungen auch Missouri erschließt marine und terrestrische Lebensräume der Oberkreide, deren Muscheln, Krebse, Fische, Meeresreptilien und Dinosaurier ein vielfältiges Bild der Küsten und Süßwasserlandschaften Appalachias vom Campanium bis ins Maastrichtium vermitteln. |
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In Mississippi, Tennessee, Missouri und Illinois ist die fossilreiche Meereswelt des späten Maastrichtiums in der Owl Creek Formation aufgeschlossen. Ihre glimmerreichen Tone und Feinsande enthalten hervorragend erhaltene Mollusken, vielfältige Fischreste und sogar seltene Reste von Dinosauriern. Ihre Grenzprofile eröffnen auch Einblicke in das unmittelbare Ende der Kreidezeit. |
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Eine fossilreiche marine Formation des späten Maastrichtiums in Alabama und Mississippi ist die Prairie Bluff Chalk, deren helle Kreide- und Mergelschichten Ammoniten, Muscheln, Seeigel und Meeresreptilien bergen. Sie eröffnen an bedeutenden Grenzprofilen Einblicke in die letzten Phasen der kreidezeitlichen Meere und die verheerenden Folgen des Chicxulub-Einschlags eröffnen. |
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Der Arkadelphia Marl ist eine marine Gesteinseinheit aus der jüngsten Kreidezeit im südwestlichen Arkansas. Seine dunklen Mergel, kalkigen Tone und unreinen Kreiden entstanden während des späten Maastrichtiums in einem flachen Meer am nördlichen Rand der Golfküstenebene. Die Formation besitzt einen außergewöhnlich reichen Mikro- und Fischfossilbericht. |
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Der Providence Sand ist eine überwiegend sandige Formation des Maastrichtiums in Georgia und Alabama. Dort finden sich fossilreiche Meeresablagerungen mit küstennahen und örtlich kontinentalen Sedimenten. Seine farbenprächtige Aufschlüsse im Providence Canyon bieten einen eindrucksvollen Einblick in die Landschaften gegen Ende der Kreidezeit. |
Alle diese Lagerstätten und viele weitere interessante Urzeit-Orte wie Museen und Freizeitparks findest du auf meiner interaktiven Karte!
Fossilbericht
Der Fossilbericht dieser Landschaft muss drei Arten von Nachweisen auseinanderhalten: Landorganismen aus dem benachbarten Appalachia, Bewohner von Flüssen und Mündungsgebieten sowie Meerestiere des vorgelagerten Golfs. Hinzu kommt die zeitliche Trennung zwischen Campanium, Maastrichtium und umgelagerten Resten an der Kreide-Paläogen-Grenze.
Der ausführliche Fossilbericht mit den einzelnen Tiergruppen befindet sich noch im Aufbau. Er wird hier ergänzt.
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