ESE-12 Känozoikum
• Gliederung des Känozoikums • Übergang Treibhaus – Kühlhaus • Überblick Klima-Archive und stratigraphische Werkzeuge im
Känozoikum • Der Master-Proxy 18O • Gashydrate und Klima – negative und positive Rückkopplung • Radiation und Entwicklung der Säugetiere • Entwicklung des Menschen
Name: Paläogen (“Alttertiär”)
Dauer: ca. 42 mio Jahre
locus typicus Basis: boundary clay
El Kef (Tunesien)
Das Paläogen (Paleogene)
Ir-Anomalie & Extinktionsevent
Paläomagnetik,
FAD Paragloborotalia kugleri, LAD Reticulofenestra bisecta
Name: Neogen (“Jungtertiär”)
Dauer: ca. 18 mio Jahre
locus typicus Basis: 35 m über Top des
Lemme-Carrosio-Profils,
Carrosio (N’ Genua)
Das Neogen (Neogene) & Quartär (Quaternary)
Paläomagnetik,
FAD Paragloborotalia kugleri, LAD Reticulofenestra bisecta
Name: Quartär (nach Orig., 18. Jhdt.)
Dauer: ca. 5 mio Jahre
locus typicus Basis: Mt. San Nicola (Sizilien)
Paläo-
magnetik
& Isotopen-
Stufe
ESE 8, Folie 19!
Überblick Klima-Archive und stratigraphische Werkzeuge im Känozoikum
• Marine Sedimente
• See-Sedimente
– Z.B. Maare der Westeifel ( 70 Ka, und ältere „schwimmende“ Archive)
– Z.B. Lake El‘gygytgyn: 3,6 Ma Impakt-Krater in Ost-Sibirien
• Löß
• Dendrochronologie
• Eiskerne
• Speleotheme
• Korallen u.ä.
• Verschiedene radiometrische Altersbestimmungsmethoden: – Ar/Ar, 14C, U-Th-Gleichgewichts-Methode, Optisch-stimulierte Lumineszenz, kosmische Nucleide,
etc. (siehe Geyh 2005)
• Tephrostratigraphie
• Palynologie
• Paläomagnetik
• Klima-Proxies
18O der Master-Proxy:
1. In marinen Sedimenten
s. Folie 11
R. Rohde (Wikipedia) nach Veizer et al. (1999), and updated online in 2004
Wichtige Proxies - Überblick Proxy Material Prozess Indikator für
13C Marine Karbonate Bevorzugter 12C-Einbau beim Metabolismus
Aktivität der Biosphäre
18O Foraminiferen, Korallen, Schalen, Eis, org. Material
Temperatur-abhängige Fraktionierung bei Eisbildung und bei Metabolismus
Temperatur der Ozeane und der Atmosphäre
Sri Marine Karbonate Terrestrischer Input vs. Ozeanbodenvulk.
Orogene Großzyklen
Ca/Mg Oolithe Mg/Ca Verhältnis kontrolliert Calzit vs. Aragonit-Bildung im Ozean
Orogene Großzyklen?
Zachos et al. 2001
Klima-Entwicklung im Känozoikum
Isolierung der Antarktis
Schließung des Panama-Isthmus um 2,6 Ma
prä-Neogen: warme salzreiche Wässer aus
Subtropen in Pazifik (äquatoriale Strömung)
später: Umleitung in den NE’ Atlantik (latitudinale
Strömung)
Zur Erinnerung: Treibhaus- vs. Kühlhaus-Ozean:
• typisch für Treibhaus-Klima:
– Geschichteter Ozean: O2-Armut bis O2-freie Tiefsee; Tiefsee ist generell lebensfeindlich, Gefahr von Anoxia-Events auf dem Schelf
• typisch für Kühlhaus-Klima:
– Zirkulierender Ozean: In den Polarregionen sinkt O2-reiches salziges kaltes Wasser ab (thermohaline Strömungen) >> O2-reiche Tiefsee
eiskerne
Petit et al. 1999
Delmas 1992
Vgl. Skala mit Folie 8!
Eiskerne
Klima-Zyklen: Milankowitch-Anfachung!
Meeresspiegelschwankungen im Känozoikum: Quartär: starke glazioeustatische Kontrolle
Meeresspiegelanstieg seit dem Last Glacial Maximum (LGM) (Fleming et al. 1998, Fleming 2000, & Milne et al. 2005)
Singer et al. 2002
Magnetic events
ODP-Bohrkern, Oda et al. 2000
VGP = virtual Geomagnetic pole
Matuyama > Brunhes-Umpolung:
ca. 790 ka
In Sedimenten:
chemische und
Ablagerungsremanenz
• Lößprofile
Löß-Profile: das terrestrische Archiv im Neogen!
- Paleomagnetik: chem. Remanenz und erhöhte Suszeptibilität durch Bodenbildung - Paleo-Monsun-Archiv
Gas-Hydrate und Klima:
• marin: negative Rückkopplung
• Permafrost: positive Rückkopplung
Hobro et al., JGR 2005
3D seismic tomography of
gas hydrates
BSR = Bottom simulating reflector
(Ehlers 1996)
Radiationen nach K/T-Ereignis
freie ökologische Nischen
Massensterben im O-Paläogen
Fauna marin:
Wale, Pinnipedier,
Fauna ähnlich wie rezent,
jedoch: z.B. Nummuliten
Fauna kontinental:
Säuger (Primaten!)
Räuber
Vögel!
Insekten!
Flora kontinental:
Radiation Blütenpflanzen,
Gräser (ökologische Folgen!)
Biostratigraphie:
Säuger, Foraminiferen,
Angiospermen, Pollen
Paläogene Lebewelt
& Stratigraphie
Fauna/Flora ähnlich rezent
O-Miozän: Extinktion
pleistozäne Kalt- und Warmfaunen/floren
Fauna/Flora marin:
Ausbreitung Wale,
Globigerinen-Radiation,
Algenkämme
Fauna kontinental:
Menschenaffen / Menschen,
große Pflanzenfresser,
Singvögel,
Nager,
Insectivore (Koevolution!)
Flora kontinental:
Ausbreitung der Gräser (C4-Pflanzen),
Ausbreitung der Kräuter,
Süßwasser-Diatomeen
Biostratigraphie:
Pollen, Säuger, Mollusken, Foraminiferen,
Diatomeen, Radiolarien, Nannoplankton
Neogene
Lebewelt &
Stratigraphie
Süßwasser-Diatomeen
Phylogenie der Säugetiere
Propalaeotherium
Fossillagerstätte Geiseltal (b. Halle/S.)
Eozän
Charles Darwin (1809 – 1882)
Charles Darwin (1859): On the Origin of Species Thomas Henry Huxley (1863): Evidence as to Man's Place in Nature Charles Darwin (1871): Die Abstammung des Menschen und die geschlechtliche Zuchtwahl
Thomas Henry Huxley (1825 – 1895) „Darwin's Bulldog“
Ernst Haeckel (1834 – 1919): Lebensbaum
Evolution und Selektion • Mutationen (neutrale, positive, negative)
– durch Strahlung, “Kopierfehler” und Mikroben
• Umweltveränderungen
– Klima, Räuber, Nahrungsangebot, Konkurrenten (Nahrung, Nistplatz, Lebensraum)
• Migration
• Partnerwahl
Phylogenie der Hominiden
Entwicklung des Menschen
• Letzter gemeinsamer Vorfahr von Schimpanse und Mensch: 6 Ma
“Lucy” 3,2 Ma Gehirn: 400 cm³
Der “Handwerker” Gehirn: 800 cm³
1. “Out of Africa”
Ältester Fund in Europa, 600 Ka
n. Folien >>
Erste Steinwerk- zeuge, 2,5 Ma
Von A. afarensis zu H. ergaster: Enthaarung und Beinlänge: Ausdauernder Läufer!
Aufrechter Gang, c. 5 Ma
Feuernutzung, 790 Ka
Ardipithecus ramidus
Australopithecus sediba
Lucy
Homo ergaster
Homo erectus “Peking Mann”
H. heidelbergensis: Der Kiefer aus Mauer
500 ka 250 ka 100 ka 50 ka 20 ka heute
Homo erectus
Homo floresiensis
H. heidelbergensis 2. “Out of Africa”
Homo sapiens*
H. ergaster > H. antecessor
Homo neanderthalensis
Nach Sci. Amer. 1/2009 *1200 cm³ Gehirn
