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Cryogenium

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Vorlage:Schmale Geozeitskala

Das Cryogenium ist ein chronostratigraphisches System und eine geochronologische Periode der Geologischen Zeitskala. Es ist das neunte System des Proterozoikums und das zweite des Neoproterozoikums. Es begann vor {{#if: {{#iferror:{{#ifexpr:{{#switch: | R+ = abs | R- = -abs | Z = trunc | Z+ | N = abs trunc | Z- = -abs trunc}}(Vorlage:Erdzeitalter/Beginn/Calc) = (Vorlage:Erdzeitalter/Beginn/Calc) {{#if: | round ({{{3}}}) }} | 1 }} }}|{{#if:|Vorlage:Str replace |Vorlage:Erdzeitalter/Beginn/Calc}}|Erdzeitalter-Vorlage: Unbekannter Parameterwert!Vorlage:Erdzeitalter/Wartung/Parameterfehler}} Millionen Jahren und endete vor {{#if:|Vorlage:Str replace|{{#if: {{#iferror:{{#ifexpr:{{#switch: | R+ = abs | R- = -abs | Z = trunc | Z+ | N = abs trunc | Z- = -abs trunc}}(Vorlage:Erdzeitalter/Beginn/Calc) = (Vorlage:Erdzeitalter/Beginn/Calc) {{#if: | round ({{{3}}}) }} | 1 }} }}|{{#if:|Vorlage:Str replace |Vorlage:Erdzeitalter/Beginn/Calc}}|Erdzeitalter-Vorlage: Unbekannter Parameterwert!Vorlage:Erdzeitalter/Wartung/Parameterfehler}}}} Millionen Jahren, dauerte also {{#iferror:{{#expr:{{#if: {{#iferror:{{#ifexpr:{{#switch: | R+ = abs | R- = -abs | Z = trunc | Z+ | N = abs trunc | Z- = -abs trunc}}(Vorlage:Erdzeitalter/Beginn/Calc) = (Vorlage:Erdzeitalter/Beginn/Calc) {{#if: | round ({{{3}}}) }} | 1 }} }}|{{#if:|Vorlage:Str replace |Vorlage:Erdzeitalter/Beginn/Calc}}|Erdzeitalter-Vorlage: Unbekannter Parameterwert!Vorlage:Erdzeitalter/Wartung/Parameterfehler}}-{{#if:|Vorlage:Str replace|{{#if: {{#iferror:{{#ifexpr:{{#switch: | R+ = abs | R- = -abs | Z = trunc | Z+ | N = abs trunc | Z- = -abs trunc}}(Vorlage:Erdzeitalter/Beginn/Calc) = (Vorlage:Erdzeitalter/Beginn/Calc) {{#if: | round ({{{3}}}) }} | 1 }} }}|{{#if:|Vorlage:Str replace |Vorlage:Erdzeitalter/Beginn/Calc}}|Erdzeitalter-Vorlage: Unbekannter Parameterwert!Vorlage:Erdzeitalter/Wartung/Parameterfehler}}}}}}|{{{{#if:|subst:}}{{#if: 

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Da aus dem nachfolgenden Ediacarium die ältesten Fossilien komplexer mehrzelliger Lebewesen (einschließlich der mutmaßlich frühesten bilateralsymmetrischen Tiere) überliefert sind, spielte das Cryogenium wahrscheinlich eine bedeutende, jedoch bislang weitgehend unverstandene Rolle in der Evolution des „höheren“ Lebens.<ref>siehe z. B. Carl Simpson: Adaptation to a Viscous Snowball Earth Ocean as a Path to Complex Multicellularity. In: American Naturalist. Band 198, Nr. 5, 2021, doi:10.1086/716634.</ref>

Namensgebung und Definition

Der Name Cryogenium ist vom Altgriechischen {{#invoke:Vorlage:lang|flat}} (kryos) mit der Bedeutung kalt bzw. Eis und {{#invoke:Vorlage:lang|flat}} (genesis) mit der Bedeutung Geburt, Entstehung abgeleitet. Der Name spielt auf die damalige annähernd globale Vereisung der Erde an.

Im Gegensatz zu den meisten anderen Systemen des Proterozoikums ist nur der Beginn des Cryogeniums nicht durch ein GSSP definiert, sondern durch ein GSSA (Global Stratigraphic Standard Ages), das heißt durch einen absoluten Zahlenwert, der nicht an ein Referenzprofil gebunden ist. Das Ende des Cryogeniums, zugleich Beginn des Ediacariums, ist über den GSSP des Ediacariums definiert.

Ereignisse während des Cryogeniums

Eiszeiten

In die Periode des Cryogeniums fallen die Sturtische (ca. 717 bis 660 mya) und Marinoische Eiszeit (ca. 650 bis 632 mya) mit annähernd globaler Vereisung (siehe „Schneeball Erde“). Allerdings ist das Ausmaß der Vereisung umstritten;<ref>Emmanuelle Arnaud: Giant cross-beds in the Neoproterozoic Port Askaig Formation, Scotland: implications for snowball Earth. In: Sedimentary Geology, 165 (1–2), Amsterdam 2004, S. 155–174, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0037-0738|0}}{{#ifeq:1|0|[!] }}{{#ifeq:0|1 

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}}, DOI:10.1016/j.sedgeo.2003.11.015</ref> am Äquator bestanden möglicherweise eisfreie Gebiete. Einige Modelle gehen eher von einer „Slushball Earth“ (aus dem Englischen übersetzt mit Schneematschball-Erde) aus.<ref>Małgorzata Moczydłowska: The Ediacaran microbiota and the survival of Snowball Earth conditions. In: Precambrian Research, 167 (1–2): Amsterdam 2008, S. 1–15, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0301-9268|0}}{{#ifeq:1|0|[!] }}{{#ifeq:0|1 

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Die sich anschließende Gaskiers-Eiszeit (ca. 579 mya<ref name=Pu>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>) gehört bereits zum Ediacarium. Möglicherweise war der Sturtischen Eiszeit noch eine Vereisung vorausgegangen, die so genannte Kaigas-Eiszeit um 750 mya, die aber nicht so deutlich dokumentiert ist.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

Bei den glazigenen Ablagerungen des Cryogeniums handelt es sich vorwiegend um Diamiktite oder proximale, proglaziale Sedimente, die in passiven Riftgräben während des Auseinanderbrechens von Rodinia abgesetzt wurden. Sie finden sich auf vielen der damaligen Paläo- und Mikrokontinente, wie beispielsweise westliches Nordamerika, China, Australien, Westafrika, Südamerika und Oman. In der Schichtenabfolge zeichnen sich die glazigenen Sedimente durch ihr abruptes Einsetzen, aber genauso auch durch ihr jähes Verschwinden aus. Gewöhnlich werden sie von so genannten Hutkarbonaten (Englisch cap carbonates) abgeschlossen, die ungewöhnliche sedimentologische, geochemische und Isotopenverhältnisse an den Tag legen. Die Hutkarbonate (meist Kalke, aber auch Dolomite) entstanden unter steigendem Meeresspiegel nach Beendigung der Vereisungen.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Die beiden für das Cryogenium charakteristischen Vereisungen waren von starken, positiven und negativen Exkursionen der δ13C-Werte begleitet.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Nach fast 1000 Millionen Jahre währender Abwesenheit kehrten die Bändererze erneut wieder und in ihrem Gefolge Phosphorite und Manganerze. Während des Cryogeniums wurden auch weltweit Schwarzschiefer abgelagert.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Der Sulfatgehalt des Meerwassers nahm einen niedrigen Wert ein.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

Noch vor Beginn des Cryogeniums begann der Superkontinent Rodinia um 750 mya auseinanderzubrechen und der umgebende Ozean Mirovia schloss sich allmählich. Als Neuformation sollte während des Ediacariums der Superkontinent Pannotia mit dem Ozean Panthalassa hervorgehen. Die Ursachen der weltumspannenden Vereisungen dürften wahrscheinlich in diesem Auseinanderbrechen Rodinias begründet sein, da die Kontinentfragmente gen Äquator drifteten und sich dort ansammelten. Der Riftvorgang hatte gleichzeitig zu einem Herausheben der Kontinentbruchstücke geführt. Beide Effekte zusammengenommen hatten letztlich die Albedo und gleichzeitig die Erosionsrate erhöht und somit über eine Erniedrigung der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre die weltweite Abkühlung in Gang gesetzt. Die beginnende Abkühlung reduzierte ihrerseits wiederum die biologische Aktivität.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

Meteoriteneinschlag

In die Zeit des Cryogeniums fällt der Einschlagkrater von Strangways im Northern Territory Australiens. Der Impakt erfolgte vor 646 ± 42 Millionen Jahren, der Durchmesser des Kraters betrug mehr als 24, möglicherweise sogar bis 40 Kilometer.

Biologische Entwicklung

Datei:Arcella sp.jpg
Die Amöbengattung Arcella unter dem Mikroskop

Aus dem Cryogenium liegen sog. „vasen-förmige Mikrofossilien“ vor, die sich mit einiger Wahrscheinlichkeit auf die Hüllen von Arcellinida beziehen lassen, einer Gruppe von gehäusetragenden (beschalten oder Testaten) Amöben (herkömmlich auch Schalenamöben oder Thecamoeben genannt). Entgegen früherer Annahmen war die Gruppe aber bereits vor der Sturtischen Vereisung im Fossilbericht präsent.<ref>Daniel J.G. Lahr, Anush Kosakyan, Enrique Lara, Edward A.D. Mitchell, Luana Morais, Alfredo L. Porfirio-Sousa, Giulia M. Ribeiro, Alexander K. Tice, Tomas Panek, Seungho Kang, Matthew W. Brown (2019): Phylogenomics and Morphological Reconstruction of Arcellinida Testate Amoebae Highlight Diversity of Microbial Eukaryotes in the Neoproterozoic. Current Biology (in press) doi:10.1016/j.cub.2019.01.078.</ref> Mikrofossilien liegen auch von den Acritarcha vor, einer problematischen Gruppe, die oft als Zysten oder Dauerstadien unbekannter einzelliger Eukaryoten interpretiert wird. Vielzellige Algen müssen, durch den berühmten Fund von Bangiomorpha pubescens nachgewiesen, bereits lange Zeit vorher existiert haben<ref>Timothy M. Gibson, Patrick M. Shih, Vivien M. Cumming, Woodward W. Fischer, Peter W. Crockford, Malcolm S.W. Hodgskiss, Sarah Wörndle, Robert A. Creaser, Robert H. Rainbird, Thomas M. Skulski, Galen P. Halverson (2017): Precise age of Bangiomorpha pubescens dates the origin of eukaryotic photosynthesis. Geology 46 (2): 135-138. doi:10.1130/G39829.1</ref>, auch wenn unzweideutige Fossilfunde aus dem Cryogenium selbst fehlen. Der Fund eines Otavia antiqua genannten Fossils<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>, das von seinen Entdeckern den Schwämmen zugeordnet worden ist, würde auch den Ursprung der vielzelligen Tiere ins Cryogenium oder eine frühere Epoche datieren; die Deutung als Schwamm wird aber von anderen Forschern bestritten<ref>Jonathan B. Antcliffe, Richard H. T. Callow, Martin D. Brasier (2014): Giving the early fossil record of sponges a squeeze. Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society 89 (4): 972-1004. doi:10.1111/brv.12090.</ref>, so dass die Existenz von Metazoa im Cryogenium unsicher ist. Funde wie rätselhafte, scheibenartige Fossilien aus China, als „Jinxian Biota“ beschrieben<ref>Xingliang Zhang, Hong Hua, Joachim Reitner (2006): A new type of Precambrian megascopic fossils: the Jinxian biota from northeastern China. Facies 52: 169–181. doi:10.1007/s10347-005-0027-z</ref><ref>Cui Luo, Maoyan Zhu, Joachim Reitner (2016): The Jinxian Biota revisited: taphonomy and body plan of the Neoproterozoic discoid fossils from the southern Liaodong Peninsula, North China. Paläontologische Zeitschrift 90 (2): 205-224. doi:10.1007/s12542-016-0289-5</ref> könnten möglicherweise eukaryotische vielzellige Organismen repräsentieren, sind aber in ihrer Zuordnung völlig unsicher.

Schlüsselmikrofossilien des Cryogeniums:

Stratigraphie

Bedeutende Sedimentbecken und geologische Formationen

Literatur

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  • Kenneth A. Plumb: New Precambrian time scale. In: Episodes, 14(2), Beijing 1991, S. 134–140, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0705-3797|0}}{{#ifeq:1|0|[!]

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Weblinks

Einzelnachweise

<references />

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