Superkontinent

Animation der Plattentektonik

Pangaea zerbricht in Laurasia und Gondwana – Trias – 200 mya

Verteilung der Kontinente und Ozeane Pangaeas – Perm – 300 mya

Die Situation nach dem Zerfall Rodinias – Ediacarium – 550 mya

Ein Superkontinent ist in der Geologie eine zusammenhängende Landmasse von allen oder zumindest beinahe allen Kontinentalkernen bzw. Kratonen der Lithosphäre der Erde^[1]. Der bekannteste ist die im Perm und der Trias bestehende Pangaea. Die Grenze zum Großkontinent ist fließend, bisweilen werden auch Europa, Asien und Afrika als Superkontinent Afrika-Eurasien beschrieben.

Die Superkontinente der Erdgeschichte

Neben den heutigen Großkontinenten Afrika-Eurasien und Amerika und zukünftigen (Pangaea Ultima oder Amasien in etwa 250 bis 400 Millionen Jahren) gab es auf der Erde mehrere – mehr oder weniger gesicherte – Superkontinentzyklen:

• Pangaea im Paläo- bis Mesozoikum – etwa 300 bis 150 mya, gilt als gesichert. Der Rheische Ozean zwischen dem Nord- und den beiden Südteilen wurde geschlossen, die Tethys bildete eine riesige Bucht des Urozeans Panthalassa. In seiner frühen Periode war Pangaeas südlicher Teil – das alte Gondwana – von der dritten, vorletzten Eiszeit im Karbon / Perm betroffen.
• Laurussia im Paläozoikum – etwa 400 bis 300 mya – gilt als gesicherte Konstituente Pangaeas ebenso wie seine Teile Laurentia, Baltica und Avalonia. In die Zeitphase seiner Bildung fällt ab 500 mya die Kaledonische Gebirgsbildung und später – ab 400 mya – die Variszische Orogenese. Der Iapetus-Ozean wurde geschlossen, ein Teil seiner Sedimente bildete eine Sutur zwischen Avalonia und Baltica. An der Grenze zwischen Ordovizium und Silur – um 444 mya – kam es zur zweiten Eiszeit der Erde. Möglicherweise war starke Staubentwicklung durch Meteoriteneinschlag, Umlenkung der Meeresströmungen durch die Kontinentaldrift, Schwankung der Erdbahn oder eine Änderung des Erdmagnetfeldes Ursache für den Temperatursturz, da die Kontinente sich in gemäßigten Breiten bewegten.
• Pannotia im Neoproterozoikum – etwa 600 bis 540 mya – gilt als hypothetisches Bruchstück Rodinias. Hier kam es zur ersten gesicherten, möglicherweise sogar globalen Vereisung der Erde in hohen südlichen Breiten – dem sogenannten Schneeball Erde mit dem Höhepunkt im Cryogenium.
• Rodinia im Proterozoikum – etwa 1.100 bis 800 mya – gilt als gesichert, Kartierung und Chronologie sind aber umstritten.
• Gondwana vom Proterozoikum bis zum Mesozoikum – etwa 1.100 bis 150 mya. Der große Südkontinent gilt als gesicherter Konstituent sowohl Rodinias und als Ost- und Westgondwana auch Pangaeas.
• Columbia im Paläoproterozoikum – 1.800 bis 1.500 mya – gilt als hypothetisch wie auch seine konstituierenden Teile Nena und Atlantica.
• Kenorland im Paläoproterozoikum – 2.450 bis 2.110 mya – gilt als paläomagnetisch wahrscheinlich. Spuren deuten auf eine Vereisung hin, die sogenannte Huronische Eiszeit.
• Ur im frühen Archaikum – 3.000 bis 1.000 mya – gilt als hypothetisch – wie auch sein möglicher Bruderkontinent Arktica – 2.500 mya.

Da die ältesten Gesteine der Erde – der Nuvvuagittuq-Grünsteingürtel aus dem Superior-Kraton sowie der Acasta-Gneis aus dem Slave-Kraton des Kanadischen Schildes – mehr als 4 Milliarden Jahre alt sind, hat es bereits im Hadaikum feste Terrane auf der Erde gegeben.

Einfluss der Superkontinente auf Klima und Lebewelt

Wenn alle Kontinente zu einer Landmasse vereint sind, treten spezielle klimatische Bedingungen auf: Es gibt wenige beregnete Küstenlinien und mehr Trockengebiete im Inneren des Kontinents. Ein Beispiel für eine solche Entwicklung im Inneren eines großen Kontinents sind heute die Trockengebiete in Zentralasien (Gobi).

Auch die Entstehung von Arten wird durch den Übergang eines großen in mehrere kleinere Kontinente beeinflusst. Beispielsweise ist die Ausbreitung von Landtieren auf einem einzigen Kontinent einfach; erst die Aufspaltung in mehrere Kontinente führte zur Isolation der Beuteltiere in Australien von den übrigen Säugetieren.

Diese uneingeschränkte Ausbreitungsmöglichkeit bot allerdings erst Pangaea und ihre frühen Konstituenten (ab etwa 444 mya), da sich die Flora erst seit dem Ordovizium und die Fauna seit dem Silur auch auf dem Festland ausbreiteten. Es hatte etwa 100 Millionen Jahre Entwicklung in den Randmeeren des Urozeans gebraucht, um als Voraussetzung für den „Landgang“ den Sauerstoffgehalt der Erdatmosphäre durch Photosynthese auf 2 % ansteigen zu lassen bzw. eine stabile, schützende Ozonschicht auszubilden. Aus den ersten makroskopischen Lebensformen des Ediacariums und vor allem der Kambrischen Explosion (ab 542 mya) entwickelten sich die Ahnen der modernen Landlebewesen. Die früheren Superkontinente hatten also ausschließlich eine geologische Entwicklung durchlaufen, ihr Klima hatte keine direkten Auswirkungen auf die Evolution der Lebewesen.

Als Test zu diesem Modell des Superkontinent- bzw. des Wilson-Zyklus gab es Versuche im Bereich Chemie sowie der Klimaforschung, die dieses Modell bestätigen.

• Chemische Bestätigung: Da schwere Atome früher als leichte kristallisieren, findet man im offenen Meer meistens Schwefel-32-Anteile und nicht die schwereren Schwefel-34-Vorkommen (d. h.: im Superkontinent höhere Anteile an Schwefel-32). Die Beobachtungen des Offenmeeres ergaben also Ablagerungen, die vor 200 und vor 600 Mio. Jahren stattgefunden haben, was auf einen Superozean schließen lässt.

• Beobachtungen in der Klimaforschung: Da Kohlendioxid (CO₂) mit den Anteilen von CaSi der Erde reagiert, wird der Atmosphäre dieses Kohlendioxid entzogen, was in der Folge das Weltklima beeinflusst. In diesem Fall findet der Gegensatz zum Treibhauseffekt statt, also eine Abkühlung des Weltklimas, da weniger CO₂-Anteile die von der Erdoberfläche abgestrahlte Wärme in der Atmosphäre zurückhalten. Da es in einem Superkontinent weniger Niederschläge gibt, ist die Verwitterung und die Herauslösung des CO₂ aus dem Gestein gering. Eine Erwärmung kann erst wieder mit dem Zerfall des Superkontinents auftreten, verstärkt durch den CO₂-Ausstoß des mit dem Rifting verbundenen Vulkanismus'.

Siehe auch

• Plattentektonik
• Afrika-Eurasien
• Gebirgsbildung
• Urozean
• Acadische Gebirgsbildungsära

Quellen

Literatur

• Ted Nield: Superkontinent. Das geheime Leben unseres Planeten: Eine abenteuerliche Reise durch die Erdgeschichte. München, Verlag Antje Kunstmann 2008.
• John J.W. Rogers und M. Santosh: Supercontinents in Earth History. Gondwana Research, 6(3): 357-368, Osaka 2003 ISSN 1342-937X.
• John J. W. Rogers und M. Santosh: Continents and Supercontinents. 289 S., Oxford Univ. Press, Oxford [u.a.] 2004 ISBN 0-19-516589-6
• A. V. Sankaran: The supercontinent medley: Recent views. Current Science, 85(8): 121-124, Bangalore 2003 ISSN 0011-3891 PDF (76 kB)

Einzelnachweise

Weblinks

Deutsch:

• Schatten alter Kontinente- die ältesten Teile Österreichs
• Das "Rodinia-Puzzle": Geheimnisvoller Superkontinent

Englisch:

• Karten des Paleomap- Projektes
• Paläogeographische Rekonstruktion der letzten 600 Mio. Jahre
• Plattentektonik- Animationen des USGS
• Geologische Geschichte des Präkambriums
• Pannotia
• Die Spur des Lebens auf der Erde
• Glossar plattentektonischer und paläographischer Ausdrücke (PDF-Datei; 128 kB)