Kambrium

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Das Kambrium ist in der Geologie das älteste stratigraphische System des Paläozoikums und wurde von Adam Sedgwick bereits 1835 nach dem lateinischen Namen von Wales (Cambria) aufgestellt.

Das Kambrium begann vor 542 Millionen Jahren und endete vor 488 Millionen Jahren mit dem Beginn des Ordoviziums. Die Periode ist gekennzeichnet durch die „Kambrische Explosion“, bei der in einem geologisch kurzen Zeitraum sehr viele mehrzellige Tierarten entstanden, deren grundsätzliche Baupläne sich teilweise bis heute erhalten haben.

Die Vorfahren dieser Tiere stammen aus Erdzeitaltern vor dem Kambrium, aus denen aber nur sehr wenige Fossilien bekannt sind. Daher wurde der gesamte Zeitraum - von der Entstehung der Erde vor etwa 4,56 Milliarden Jahren bis zur Entwicklung der Tierwelt im Kambrium - als Präkambrium bezeichnet. Heute kann man diesen langen Zeitraum auch ohne Zuhilfenahme von Leitfossilien besser aufgliedern (siehe: geologische Zeitskala).

Dennoch markiert der Beginn des Kambriums sowohl klimatisch als auch biologisch einen sehr wesentlichen Einschnitt in der Erdgeschichte, mit dem auch das Äon des Phanerozoikums begann, jener große geologische Abschnitt, in dem sich die Erde bis in unsere Zeit entwickelte.

Inhaltsverzeichnis 1 Alter und Schichten 1.1 Beginn des Kambriums 1.2 Ende des Kambriums 1.3 Gliederung 1.4 Gesteinsbildung 2 Paläogeographie 3 Biosphäre 3.1 Klima und Atmosphäre 3.2 Fauna 3.3 Leitfossilien 3.4 Flora 4 Literatur 5 Weblinks 6 Video 7 Siehe auch

Alter und Schichten

Beginn des Kambriums

Lange Zeit nahm man den Beginn des Kambriums bei etwa 600 Millionen Jahren vor der Gegenwart an, mit dem scheinbar ersten Auftreten von Fossilien. Erst in jüngster Zeit konnten auch in älteren Schichten Fossilien gefunden und untersucht werden. Noch vor 20 Jahren war der Beginn des Kambriums vor 590 bis 570 Millionen Jahren festgesetzt, mit dem Auftreten der ersten Trilobiten und Archaeocyathiden (erste Schwämme mit Kalkskelett). Durch radiometrische Methoden wurde dieser Zeitpunkt in den letzten Jahrzehnten immer näher in Richtung Gegenwart verschoben. Vor 542 Millionen Jahren ergibt sich ein Einschnitt in der weltweiten Verteilung des Kohlenstoff-Isotops C-13, der mit einem grundlegenden Wechsel in der fossilen Fauna einhergeht. Durch Untersuchungen von Zirkonen in Vulkanasche-Schichten aus dem frühen Kambrium im Oman konnte der Zeitpunkt dieser C-13-Anomalie mit einer Genauigkeit von 0,3 Millionen Jahren bestimmt werden. Er wird nunmehr als Beginn des Kambriums und somit auch des Beginns des Erdzeitalters (Ära) Paläozoikum angenommen.

Ende des Kambriums

In der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden den jüngsten Schichten des Kambriums direkt die Schichten des Silur gegenübergestellt, bald kam es jedoch zu Abgrenzungsproblemen und Streit zwischen den Geologen. Für diese fraglichen Schichten wurde später der Begriff Ordovizium geprägt und zwischen Kambrium und Silur eingeschoben.

Als jüngste Epoche des Kambriums wurde Ende des 20. Jahrhunderts das Furongium festgelegt, benannt nach einem alten Namen der südchinesischen Provinz Hunan, welcher „Lotus“ bedeutet. Das Furongium entspricht dem früheren Begriff „oberes Kambrium“. Seine erste Stufe ist das Paibium, benannt nach der Ortschaft Paibi, ebenfalls in der Provinz Hunan. Weitere Stufen wurden noch nicht international festgelegt. Das Furongium endet unterhalb der Schicht mit den Conodonten Iapetognathus fluctivagus sowie dem Graptolithen Rhabdinopora flabelliforme und dem ersten Auftreten des Trilobiten Jujuyaspis, Leitfossilien, die schon für den Beginn des Ordoviziums charakteristisch sind.

Diese Grenze ist gekennzeichnet durch ein Aussterben vieler Arten am Übergang zur Fauna des Ordoviziums. Vielleicht sind neuerlich Vereisungen dafür verantwortlich zu machen.

Gliederung

• Kambrium
  • Furongium (Oberes Kambrium) (501-488 Millionen Jahre)
    • weitere Unterteilung international noch nicht festgelegt
    • Paibium (Beginn vor 501 Millionen Jahren)
  • Mittleres Kambrium (513-501 Millionen Jahre)
  • Unteres Kambrium (542-513 Millionen Jahre)
    • weitere Unterteilung international noch nicht festgelegt
    • Tommotium (Beginn vor 542 Millionen Jahren)

Davor liegt das so genannte Präkambrium mit dem Zeitalter des Neoproterozoikums und der Periode des Ediacariums.

Veraltete Bezeichnungen:

1. Olenus-Schichten: 520-500 Mio. Jahre (Int. Kartensymbol €³)
2. Paradoxides-Schichten: 550-520 Mio. Jahre (Int. Kartensymbol €²)
3. Holmia-Schichten: 585-550 Mio. Jahre (Internationales Kartensymbol €¹)

Die Namen dieser Schichten beziehen sich auf Trilobiten.

Gesteinsbildung

Im Bereich der Kontinentalschelfe bilden sich große Mengen klastischer Sedimente und Karbonate. Von wirtschaftlicher Bedeutung sind diese Kalksteine und Marmore.

Paläogeographie

Der vorher bestehende Superkontinent zerbrach. Der Südkontinent Gondwana lag am Südpol, drei größere Kontinente, die heute Nordamerika, Nordosteuropa und Sibirien entsprechen, befanden sich inselhaft in Äquatornähe. Mitteleuropa als solches existierte noch nicht, seine Teile lagen alle in südlichen Breiten.

Biosphäre

Klima und Atmosphäre

Zu Beginn des Kambriums scheint eine globale Erwärmung eingetreten zu sein. Durch das Abschmelzen des Eises stieg der Meeresspiegel beträchtlich an. Die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre war niedriger als heute, nahm aber vom Präkambrium zum Kambrium kräftig zu.

Fauna

Alle modernen Tierstämme waren im Kambrium bereits vorhanden, Wirbellose wie auch Vorläufer der Wirbeltiere wie die Conodonten ab dem Mittleren Kambrium. Seither sind keine neuen Tierstämme hinzugekommen. Im Kambrium entwickelten viele Arten erstmals harte Skelette und Schalen. Dies wird einerseits erklärt als Schutz vor den ersten großen Räubern, die auch zu dieser Zeit auftraten, andererseits durch das große Angebot von Kalziumkarbonat durch eine Veränderung in der chemischen Zusammensetzung des Meerwassers. Das Auftreten dieser Schalen und Skelette, die sich fossil wesentlich besser erhalten haben als die Weichteile, macht erklärbar, warum im Kambrium plötzlich so viele Tierstämme auftreten, über deren Vorfahren nichts bekannt ist. Verschiedene Korallen bildeten die ersten Riffe.

Aus dem Burgess-Schiefer in den Rocky Mountains Kanadas sind viele gut erhaltene Fossilien aus dem Mittleren Kambrium bekannt, vor allem Gliederfüßer, Anneliden, Onychophora, Priapuliden neben Trilobiten, Schwämmen und nicht klassifizierten Fossilien.

Leitfossilien

Als Leitfossilien gelten:

• Trilobiten
• Archaeocyathiden
• Brachiopoden

Flora

Aus der Pflanzenwelt sind nur planktontische Algen bekannt. Die Sedimente wurden wenig durchwühlt, weil es nur wenige im Sediment lebende Arten gab (Bioturbation). Dadurch konnten sich die Algenrasen und Cyanobakterienmatten verfestigen und durch Kalkablagerung Stromatolithen bilden. Das Land war auch von Pflanzen noch vollkommen unbesiedelt.

Literatur

• Olaf Elicki: Als das Leben „explodierte“ und eine völlig neue Welt entstand: Das Kambrium. Biologie in unserer Zeit 33(6), S. 380-389 (2003), ISSN 0045-205X.
• Ernst Probst: Deutschland in der Urzeit, C. Bertelsmann, München 1986, ISBN 3-570-01066-X.
• Steven M. Stanley: Historische Geologie, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin 2001, ISBN 3-8274-0569-6

Weblinks

• Perioden der Erdgeschichte
• Beispiele für Kambrium-Fossilien
• Paläogeographische Karten - in englisch

Video

• RealVideo: Was geschah im Kambrium? (aus der Fernsehsendung Alpha Centauri)

Siehe auch

• Geologische Zeitskala
• Kambrische_Explosion
• Acadische Gebirgsbildungsära
• Paläo/Geologische Zeitskala