Das Phanerozoikum ist das sogenannte Äon des sichtbaren Lebens. Heute wissen wir, dass das ja eigentlich gar nicht so richtig stimmt, denn sichtbares Leben gab es bereits in den letzten zwei Perioden des vorausgehenden Proterozoikums. Als dann mit dem Kambrium die erste Periode des Paläozoikums begann, machte es „Peng“ und das Leben in einer explosionsartigen Radiation einen gewaltigen Satz nach vorn. In der nächsten Periode, dem Ordovizium, sollte das Leben zu weiteren großen Sprüngen ausholen, aber auch einen ersten großen Dämpfer in Form einer apokalyptischen Katastrophe erfahren. Am Ende des Ordoviziums kam es zum ersten großen Massenaussterben der Erdgeschichte, bei dem 85% aller Arten ausgelöscht wurden.
Phanerozoikum, Proterozoikum, Kambrium, Paläozoikum, Ordovizium… Mann, das ist ganz schön kompliziert! Da haben wir Äonen, Ären, Perioden, und dann kommen noch Epochen und (Zeit)Alter hinzu. Und dann haben davon noch nicht einmal alle einen akkuraten Namen! Die Geochronologie ist eine auf den ersten Blick geradezu erschlagend wirkende Teildisziplin der Geologie.
Die Unterteilung der Erdgeschichte
Einfacher wird es, wenn wir uns das alles als eine Art Aktenschrank mit verschiedenen Ordnern, Mappen und einzelnen Dokumenten vorstellen. Öffnen wir unseren Aktenschrank „Erdgeschichte“, so stehen da zuerst einmal vier dicke Ordner. Die heißen „Hadaikum, Archaikum, Proterozoikum und Phanerozoikum. Jeder dieser Ordner ist ein sogenanntes Äon. Die ersten drei Äonen stehen zusammen in einem Regal, das einen nicht so ganz offiziellen Aufkleber mit „Präkambrium“ trägt.
Alles, was vor dem Kambrium lag, war für Fossiliensammler und Paläontologen nämlich früher ziemlich uninteressant. Da es damals noch kein höheres Leben, bzw. Pflanzen oder Tiere mit festen, fossilierbaren Körperteilen gab, fand man aus dieser Zeit eben nichts Fossiles.
Somit können wir die ersten drei Ordner beiseiteschieben, und holen nur den Äon-Ordner „Phanerozoikum“ aus dem Schrank. Wenn wir diesen Ordner aufschlagen, so finden wir darin wieder drei größere Unterordner. Jeder von ihnen repräsentiert eine eigene Ära des Phanerozoikums: das Erdaltertum (Paläozoikum), das Erdmittelalter (Mesozoikum) und die Erdneuzeit (Känozoikum).
Unterteilung der Erdgeschichte am Beispiel des Kambriums
Im Moment befassen wir uns noch mit dem ersten Unterordner, der Ära des Paläozoikums. Dessen erste „Mappe“, die Periode des Kambriums, haben wir im letzten Kapitel schon durchgearbeitet. Die Mappe enthielt wieder vier kleinere Folientüten, also vier Epochen. Die erste hieß Terreneuvium, die zweite hatte keinen Namen und hieß einfach nur „Epoche 2“, die dritte hieß Miaolingium und die vierte und letzte Furongium.
In der Epochentüte des Furongium finden wir nun drei Zettel. Die Dokumente tragen dort die Überschriften „Paibium“ und „Jiangshanium“. Der dritte Zettel hat wieder keinen eigenen Namen, sondern trägt nur die Überschrift „Kambrium 10“. Auf diesem zehnten Dokument, oder besser gesagt, des letzten Alters des Kambriums, ist notiert, dass es an dessen Ende aufgrund von starkem Vulkanismus zu einer Klimaveränderung kam. Die Temperaturen wurden nun zunehmend kälter, und es kam sogar zu einem Massenaussterben, bei dem viele der frühen Tierarten des Kambriums wieder verschwanden. So beginnt der nächste Unterordner, pardon, die nächste Epoche: Das Ordovizium!
Der lange Streit ums Ordovizium
Das Ordovizium gibt es eigentlich schon seit 1879. Der britische Geologe Charles Lapworth benannte diese Epoche nach dem Volksstamm der Ordovicier, der im antiken Wales ansässig war. Aus Wales stammen bis heute einige der eindrucksvollsten Fossilien des Ordoviziums.
Lapworth wählte diesen Begriff eigentlich, um einen Streit zwischen zwei Kollegen zu schlichten. Adam Sedgwick, der „Entdecker“ des Kambriums, und Roderick Murchison, der Beschreiber des späteren Silurs, beanspruchten die dazwischenliegenden Gesteinsschichten jeweils für die von ihnen benannten Perioden. Lapworth argumentierte hingegen, dass sich die Fossilien, die aus den dazwischenliegenden Schichten stammen, doch deutlich von denen des Kambriums und des Silurs unterschieden. Man hätte also meinen können, dass nun der Spruch „wenn zwei sich streiten, freut sich der Dritte“ zum Zuge kam. Doch Pustekuchen. Lapworth wurde von den meisten seiner Zeitgenossen ignoriert. In den meisten Arbeiten des 19. und auch noch des 20. Jahrhunderts wurde der Begriff „Ordovizium“ nicht verwendet, man blieb dabei, auf das Kambrium direkt das Silur folgen zu lassen.
Je nachdem, ob die Autoren nun „Fans“ von Sedgwick oder Murchison waren, begann das Silur also fast schon willkürlich zu ständig wechselnden Zeiten. Dieses Wirrwarr treibt bis heute sogar noch in einigen Sachbüchern immer wieder mal sein Unwesen. Erst im Jahr 1960 fand sich schließlich eine Mehrheit unter den Geologen, die Lapworth postum rechtgaben. So wurde das Ordovizium durch den Internationalen Geologischen Kongress schließlich anerkannt. Doch so ganz durchgesetzt hat sich das Ordovizium bis heute noch nicht. Sogar in manchen Erdkunde- oder Biologie-Schulbüchern findet man noch oft eine eigentlich völlig veraltete Tabelle der Erdgeschichte, wo ein Ordovizium gar nicht auftaucht.
Gliederung des Ordoviziums
Der Beginn des Ordoviziums wird geologisch durch das Erstauftreten der Conodonten-Art Iapetognathus fluctivagus definiert, also auf die Zeit vor 485,4 Millionen Jahren. Es endete vor 443,4 Millionen Jahren, als die Graptolithen-Art Akidograptus accensus erstmalig auftrat. Somit dauerte das Ordovizium insgesamt 42 Millionen Jahre. Das Ordovizium wird weiter unterteilt in drei Epochen (Unter-, Mittel- und Oberordovizium), die wiederum zwei, zwei und drei (also insgesamt sieben) Alter umfassen.
Das untere Ordovizium
Zu Beginn des Ordoviziums befand sich der größte Teil der Landmassen auf der Südhalbkugel. Neben einigen kleineren Landflächen gab es vier Kontinente: den Superkontinent Gondwana, sowie die etwas kleineren Laurentia, Baltica und Sibiria.
Tremadocium
Als das Ordovizium mit seinem ersten Alter, dem Tremadoricum begann, lag geographische Südpol auf dem Gebiet der heutigen Sahara. Er war ein Teil Gondwanas und befand sich ungefähr dort, wo heute das Dreiländereck von Algerien, Nigeria und Mali liegt. Der Nordpol lag dagegen im ganzen Ordovizium auf dem Grund des großen Welt-Ozeans Panthalassa. Kennzeichnend für das frühe Unterordovizium ist ein ein zwar ständig schwankender, aber auch extrem hoher Meeresspiegel. Im gesamten Paläozoikum war der Wasserstand niemals höher. Große Teile der Kontinente waren von warmen Flachmeeren bedeckt. Das Tremadocium, benannt nach der Stadt Tremadoc in Wales, war außerdem das wärmste Alter des Ordoviziums. Danach sollte sich das Klima immer weiter abkühlen.
Während des Tremadociums setzte sich das spätkambrische Massenaussterben weiter fort. Es verschwanden zahlreiche Conodonten- und Brachiopodenarten, auch die Trilobiten verloren einen hohen Teil ihrer Artenvielfalt. Trotzdem erscheinen zu dieser Zeit auch einige neue Arten im Fossilbericht. Die Graptolithen treten hier erstmalig auf, polypenartige, koloniebildende Tiere, die entfernt mit den heutigen Eichelwürmern verwandt sind. Als Fossilien kennt man vor allem ihre Wohnhöhlen. Man findet in Ablagerungen aus dem Unterordovizium auch viele einfache Korallen. Auch die ältesten Nautiloiden, gehäusetragende Verwandte der Tintenfische, haben ihren Ursprung im Tremadocium. Sie teilten sich ihren Lebensraum mit winzigen kieferlosen Fischen wie Anatolepis und Arandaspis, sowie großen, bizarr aussehenden Jägern wie Aegirocassis aus dem Stamm der Arthropoden.
Floium
Vor etwa 477,7 Millionen Jahren beginnt mit dem Floium das nächste Alter des Unterordoviziums. Es ist nach der Stadt Flo in Südschweden benannt und sein Beginn wieder nach dem Erstauftreten eines Graptolithen definiert: Tetragraptus approximatus.
Im Floium drifteten Baltica und Gondwana weiter auseinander, dazwischen entstand der Tornquist-Ozean. Laurentia hingegen driftete nordwärts in Richtung Äquator. Zwischen Laurentia und den Südlandmassen lag der Iapetus-Ozean. Sibiria, der vierte Kontinent, lag auf der anderen Seite dieses Meeres, ebenfalls auf Höhe des Äquators. Im Floium löste sich nun noch zwei weitere Kontinente, Avalonia und Perunica von Gondwana ab, die es nun ebenfalls nach Norden zog. Hier öffnete sich jetzt der Rheische Ozean. Auch Gondwana und damit der Südpol wanderten weiter nordwärts. Er lag zu Beginn des Mittelordoviziums bereits an der heutigen Südküste des Mittelmeers. Wer heute Urlaub auf Mallorca oder in Tunesien macht, sollte einmal daran denken, dass diese Gegend vor etwa 470 Millionen Jahren zum Polarkreis gehörte.
Im Tremadocium bereits begonnen, setzte sich im Floium eine schnelle Radiation, das Große Ordovizische Biodiversifikations-Ereignis (GOBE) weiter fort. Nach der Kambrischen Explosion rund 40 Millionen Jahre zuvor sah auch das Ordovizium viele neue Tiergruppen, darunter vor allem neue Filtrierer und benthische Lebewesen, die am Meeresboden nach Nahrung suchten. Als letzter der großen Stämme des Tierreiches erscheinen im Floium die Moostierchen, die während des weiteren Ordoviziums eine beträchtliche Artenvielfalt erreichen sollten. Auch die Kopffüßer werden nun immer artenreicher. Sie lösen die Arthropoden nun an der Spitze der Nahrungskette ab. Große Endoceranten, Verwandte der Tintenfische mit langen, Kegelförmigen Gehäusen, sind jetzt die mächtigsten Jäger des Ordoviziums. Einige ihrer Gehäuse sind über 6m lang. Es gibt sogar Hinweise, dass manche Endoceranten über 9m lang geworden sein könnten.
Das mittlere Ordovizium
Das Mittelordovizium wird in die beiden Alter Dapingium und Darriwilium gegliedert. Das Dapingium ist nach dem kleinen Dorf Daping in der chinesischen Provinz Hubei und begann vor 470 Millionen Jahren. Das Darriwilium trägt seinen Namen zu Ehren des Ortes Darriwil in Victoria, Australien, und begann vor 467,3 Millionen Jahren.
Während des Mittelordoviziums wanderte Gondwana nun westwärts, der Südpol erreichte Westafrika. Besonders bemerkenswert im Mittelordovizium ist der Zwergkontinent Avalonia, der damals Teile des heutigen Norddeutschlands, Mittelenglands, Südirlands und ein kleines Stück Neufundlands umfasste. Hier finden sich einzigartige Fossilien, die sonst nirgendwo auf der Welt vorkommen. Es scheint also ein abgeschlossenen marines Ökosystem gegeben zu haben, das erst verschwand, als sich Avalonia im Oberordovizium mit Baltica verband.
Mit einer Jahresdurchschnittstemperatur von ungefähr 16°C war es im Ordovizium nur leicht wärmer als heute. Von der Atmosphäre damals würden wir allerdings Kopfschmerzen bekommen. Sie enthielt mit etwa 13,5% nur etwa zwei Drittel der heutigen Sauerstoffkonzentration. Dafür war der CO2-Gehalt etwa elfmal so hoch wie heute. Im mittleren Ordovizium wurde die Erde häufig von Meteoriten getroffen. Spuren dieser Einschlagssalve finden sich heute noch in Form von Kratern, die sich über große Teile Europas und Nordamerikas erstrecken.
Entwicklung der Tierwelt im mittleren Ordovizium
Im Mittelordovizium treten weitere neue Tiergruppen auf, wie etwa die echten Seeigel (Echinoidea), die Seewalzen (Holothuroidea), auch die Seesterne (Asteroidea) und Schlangensterne (Ophiuroidea) gehen nun getrennte Entwicklungswege. Die Seelilien (Crinoida) erleben ebenfalls eine starke Radiation. Unter den Trilobiten tauchen nun auch Exemplare ohne Facettenaugen auf. Wahrscheinlich haben sie ihr Sehvermögen sekundär wieder aufgegeben, als sie sich an ein Leben in der Tiefsee spezialisierten.
Neben den riesigen Endoceranten treten im Mittelordovizium weitere gefürchtete Jäger in Erscheinung: die Seeskorpione (Eurypterida), von denen einige Arten am Meeresgrund auf die Suche nach Aas, andere wiederum auch schwimmend auf Beutefang gingen. Die Fische passten sich der neuen Bewohnung dieser komplexeren Fleischfresser an. Viele Gruppen, wie die Pteraspidomorphi, entwickelten einen stabilen Außenpanzer, um sich vor den kräftigen Kiefern von Kopffüßern und Seeskorpionen zu schützen.
Das obere Ordovizium
Im Oberordovizium driftete Gondwana nun weiter nach Süden, wodurch sich die Landmasse um den geographischen Südpol erheblich vergrößerte. Avalonia kollidierte mit Baltica und wurde an den angeschweißt. Die Faunenunterschiede zwischen Baltica und Avalonia verschwanden, fortan finden sich weltweit in etwa die gleichen Fossilien von Meerestieren. Der Tornquist-Ozean war verschwunden, auch der Iapetus-Ozean begann sich zwischen Laurentia und Baltica zu schließen. Als nun einige wichtige Meeresströmungen verschwanden und auch der CO2-Gehalt in der Atmosphäre sank, kam es zu einem dramatischen Klimawandel. Auch die Ausbreitung moosartiger Landpflanzen dürfte sich erheblich auf das Weltklima ausgewirkt haben. Weiterhin wird diskutiert, ob nicht auch die Sonneneinstrahlung durch einen zerborstenen Asteroiden gedämpft worden sein könnte.
Eiszeiten und Massenaussterben
Schon das ganze Ordovizium war von einem stetigen Sinken der weltweiten Durchschnittstemperaturen gekennzeichnet. Im Sandbium, benannt nach Södra Sandby in Südschweden, das vor 458,4 Millionen Jahren begann, sinken die Temperaturen rapide in den Keller. Eine Kaltzeit ist die Folge. Ein großer Teil Gondwanas, von den Anden bis zur Sahara, vergletschert – deshalb wird diese Kaltzeit auch Anden-Sahara-Eiszeit genannt. Auch im folgenden Alter, im Katium, das vor 543 Millionen Jahren begann und nach dem ausgetrockneten Katy-See in Oklahoma benannt ist, blieben die Temperaturen weltweit kalt. Der Meeresspiegel senkte sich zusehends, viele Schelfbereiche fielen nun trocken. Dies zerstörte vielerorts die Korallenriffe, was eine erste Phase eines Massenaussterbens einleitete.
Ihren Höhepunkt erreichten sowohl die Kaltzeit als auch dieses große Sterben schließlich im Hirnantium, des letzten Alters des Ordoviziums. Das Hirnantium ist wiederum nach einer Ortschaft in Wales, Cwm Hirnan benannt und begann vor 445,2 Millionen Jahren. Während des Hirnantiums kam es zudem wieder zu schweren Vulkanausbrüchen auf dem Gebiet des heutigen Englands. Neben der Klimakatastrophe schufen diese nun auch neue ökologische Probleme. Saurer Regen und Umweltgifte lösten eine Kettenreaktion apokalyptischen Ausmaßes aus, bei dem ein Großteil des marinen Planktons abstarb. In großen Teilen des Meeres, insbesondere in den zuvor noch so vielfältigen Küstenregionen, sank der Sauerstoffgehalt. Es kam vielerorts zu anoxischen Ereignissen, bei denen die Gewässer umkippten und lebensfeindlich wurden.
Etwa 85% aller Arten, die die Evolution bis dahin hervorgebracht hatte, starben in den letzten zehn Millionen Jahren des Ordoviziums aus. Damit ist dieses Massenaussterben das zweitschlimmste der Erdgeschichte gewesen. Besonders betroffen waren die Brachiopoden, aber auch Moostierchen, Muscheln, Stachelhäuter und Korallen erlebten die bislang dunkelste Zeit ihrer Daseinsgeschichte.
Gammablitz-Hypothese
Eine Minderheit unter den Wissenschaftlern vermutet hinter dem großen Aussterben auch eine weitere kosmische Ursache. Aufgrund einer erdnahen Supernova könnte unser Planet mitten im Strahlungsfeld eines sogenannten Gammablitzes gelegen haben. So ein Blitz hätte die Ozonschicht und damit den Strahlungsschutz auf der Hälfte des Erdballs zerstört. Die Erde und ihre Bewohner könnten nun von den tödlichen UV-Strahlen der Sonne geradezu gebacken worden sein, was besonders für die Korallenriffe katastrophale Folgen gehabt haben dürfte.
Zwar stimmt das Muster der Abläufe, die wir auch im Fossilbericht erkennen können, mit so einem Gammablitz-Szenario überein. Es gibt aber bislang keine Belege dafür, dass sich zu der fraglichen Zeit tatsächlich eine Supernova ereignet hätte. Das Massenaussterben am Ende des Ordoviziums ist auch durch irdische Prozesse allein erklärbar. Was auch immer diese erste große Apokalypse auslöste, wissen wir noch nicht genau. Die Erde erholte sich von ihr erst wieder in der darauffolgenden Epoche, im Silur. Doch damit geht unsere Geschichte erst im nächsten Kapitel unserer Serie weiter.
Folgende Episoden aus der Reihe „Die Geschichte unserer Erde“ sind außerdem bereits erschienen:
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Eine Reise durch die Zeit
Der Beginn des Lebens auf unserer Erde Das Ordovizium Der Jura Die Kreide Das Paläogen Das Neogen Das Quartär Die Welt der Zukunft |
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