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Karbon (Geologie)


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Das Karbon ist eine Periode der Erdgeschichte . Es wurde bereits 1822 in England als geologisches System (= Periode) eingeführt. Namensgebend die weltweit verbreiteten Kohleflöze vor allem im Oberkarbon (lateinisch carbo - Kohle). Das Karbon begann vor Jahren und endete vor 290 Millionen Jahren. Die Grenzen zum älteren Devon und jüngeren Perm (Geologie) werden durch radiometrische Datierungen des Alters Grenzsedimenten ermittelt werden.
System Serie Stufe
 K 
 A
 R
 B
 O
 N
Ober-
karbon
(Siles)
Stephan Virgilium
Barruelium
Cantabrium
Westfal  ???
Bolsovium
Duckmantium
Langsettium
Namur Yeadonium
Marsdenium
Kinderscoutium 
Importium
Chokierium
Arnsbergium
Pendleium
Unter-
karbon
(Dinant) 
Vise Brigantium
Asbium
Holkerium
Arundium
Chadium
Tournais Ivorium
Hastarium

Die stratigraphische Gliederung des Karbon wird regional sehr unterschiedlich ist aber jeweils in sich sehr konstant. nebenstehende stratigraphische Tabelle gibt die Stufengliederung wieder sie in Westeuropa üblich ist. Das Oberkarbon auch Siles das Unterkarbon Dinant genannt. In den USA wird eine des Karbon vorgenommen: das Mississippian das in etwa dem westeuropäischen Unterkarbon ist nach mächtigen Kalksteinserien benannt die besonders gut im Tal Mississippi aufgeschlossen sind und das Pennsylvanian das die kohlehaltigen Flöze des Oberkarbon In Russland wird das Karbon in Ober- und Unterkarbon geteilt.

Die biostratigraphische Zonengliederung beruht hauptsächlich auf Organismengruppen: Goniatiten (aus der Gruppe der Kopffüßer ) Conodonten (vermutlich Zähne von Tieren unbestimmter Stellung phosphatisches Material) Armfüßer Korallen und Großforaminiferen. Im Oberkarbon fußt die Gliederung in terrestrischen Ablagerungen zum Teil auch Landpflanzen.

Inhaltsverzeichnis

Paläobiologie

Pflanzenreich

Man könnte das Karbon zumindest das auch als das Zeitalter der Farne bezeichnen. Wenn man bedenkt dass mehrere Holz nötig sind um einen Kubikmeter Kohle entstehen zu lassen lässt sich das Ausmaß der Steinkohlewälder des Oberkarbon erahnen.

Die beherrschenden Vertreter der Flora in Kohlesümpfen waren die Gattungen Lepidodendron und Sigillaria baumartige Pflanzen die zu den Bärlappen (Lycophyta) gezählt werden. Beide Gattungen erreichten von bis zu 40 Metern und Stammdurchmesser von einem Meter.

Die Schachtelhalme (Spenophyta) brachten mit Calamites ebenfalls bis zu 20 Meter große Baumformen (meist sind von den Stämmen nur Steinkerne verholzten Markröhren erhalten).

Die bereits im Devon erschienene Gruppe Farnsamer (Pteridospermatophyta) brachte mit Glossopteris (vom damaligen Südkontinent Gondwana ) ebenfalls baumartige Formen hervor. Erst gegen des Oberkarbon lassen sich die ersten Vertreter Samenpflanzen (Gymnospermen Nacktsamer) nachweisen. Bekannte Gattungen sind Lebachia und Walchia .

Tierreich

Leben in den Ozeanen

Gepanzerte Fische (Placodermen) die in den des Devon die vorherrschende Gruppe waren erholten nicht vom Massenausterben an der Wende Devon/Karbon. Entwicklung verlief hin zu beweglicheren Formen der

Im Karbon lassen sich erstmals Vertreter benthisch lebenden Großforaminiferen nachweisen. Wichtigste Vertreter sind Fusulina und Schwagerina . Diese Lebewesen gehören zu den Einzellern aber bis zu 10 cm Größe. Zum Teil sie als Gesteinsbildner massenhaft auf.

Besonders die Crinoiden die zur Gruppe Stachelhäuter (Echinodermata) gehören entwickelten sich. Crinoiden sind Meeresboden festgeheftete Nahrungsfilterer die in den Ozeanen Karbon regelrechte " Rasen " bildeten und oft gesteinsbildend auftraten. Andere Organismengruppen waren Moostierchen (Bryozoa) (verästelte oder fächerförmige koloniebildende Tiere) Großforaminiferen (vor allem die Gattungen Schwagerina und Fusulina ). Großforaminiferen sind einzellige amöboide Lebewesen die bis über 10 cm Größe erreichen können.

Die Ammonoideen eine Gruppe der Kopffüßer entwickelten sich zu großer Mannigfaltigkeit. Die Biostratigraphie Karbon beruht zum großen Teil auf dieser

Leben an Land

Die ältesten flügellosen Insekten sind bereits dem Unterdevon bekannt im Oberkarbon waren bereits Insekten (Insecta) entwickelt. Diese unterscheiden sich jedoch heute lebenden Formen dadurch dass ihre Flügel zusammenfaltbar waren (heute sind nichtzusammenfaltbare Flügel nur Libellen und Eintagsfliegen bekannt). Die einzigen an Land lebenden Wirbeltiere des Karbon waren Amphibien . Meist behielten sie jedoch eine aquatische zumindest semiaquatische Lebensweise bei. Die Amphibien hatten Land keinerlei Nahrungskonkurrenten und entwickelten mannigfaltige Formen. Arten erreichten Größen von bis zu sechs Metern.

Die ersten den Reptilien zugeordneten Skelette sind an der Basis Oberkarbon gefunden worden. Vermutlich während des Oberkarbon sich auch das so genannte Amnion-Ei mit fester Außenschale und zwei Dottersäcken. das Amnion-Ei in sich einen abgeschlossenen Flüssigkeitskörper bedeutete es größere Unabhängigkeit vom Wasser bei Fortpflanzung.

Paläogeographie

Vorgeschichte

Bereits im Devon war es zur Kollision der beiden Laurentia (Nordamerika) und Fennosarmatia (Nordeuropa und Russische gekommen. Dieses plattentektonische Ereignis bezeichnet man als kaledonische Orogenese. neu gebildete Kontinentmasse trägt den Namen Laurussia. Devon befand sich Laurussia in kontinentaler Position. Laurussia und der etwas weiter südlich liegenden von Gondwana (Afrika Südamerika Antarktis Australien und Indien ) befand sich ein durch verschiedene Terranes europäischen Karbonvorkommen) gegliederter Meeresraum. Erste Kollisionen in Bereich hatten schon im oberen Devon die Orogenese eingeleitet.

Entwicklung im Karbon

Im Verlauf des Unterkarbon setzte sich Konvergenz von Laurussia und Gondwana fort und an der Wende von Unter- und Oberkarbon ersten Höhepunkt. Diese Kontinent/Kontinent-Kollision ist die Ursache variszischen Orogenese in Europa. Erst im Oberkarbon sich der Bereich zwischen Nordwestafrika und Nordamerika Bildung der Appalachen fand damit ihren Abschluss. Mit dem des sibirischen und des Kasachstan-Kraton an Laurussia entstand das Ural -Gebirge) waren schließlich im Perm alle großen Kontinentmassen zu einem Superkontinent Pangäa vereinigt. Der die Pangäa umgebende Ozean Panthalassa genannt.

Klima

Zu Beginn des Karbon befand sich Südspitze Afrikas im Bereich des Südpols . Im weiteren Verlauf des Karbon drehte Gondwana im Uhrzeigersinn im Perm befand sich Antarktis über dem Südpol. Im Unterkarbon bildeten bereits erste Vergletscherungen die Eisausbreitung fand allerdings an der Grenze Karbon/Perm ihren Höhepunkt. Hinweise diese permo-karbone-Vereisung finden sich auf allen Teilen des in Form von Tilliten (Moränenablagerungen) in mehreren Horizonten . Dies lässt auf einen mehrfachen Wechsel Warm- und Kaltzeiten schließen. Eine Ursache in den weitverbreiteten des Oberkarbon kann in glazio-eustatischen Meeresspiegelschwankungen gesehen werden die durch wiederholte großer Inlandseismassen im Südbereich von Gondwana hervorgerufen

Das Karbon in Europa

Unterkarbon

Kohlenkalk-Fazies

Am Südrand von Laurussia (dem Kontinent sich im Devon durch die Kollision von Laurentia (Nordamerika) Fennosarmatia (Nordeuropa und Russland) gebildet hatte) kam im Unterkarbon zu einer sehr fossilreichen Sedimentation Kalkstein. Der Bereich der Kohlenkalk-Fazies erstreckte sich Irland / England Belgien und die Ardennen über das linksrheinische Schiefergebirge bis nach Im Bereich Englands wurde die marine Karbonatsedimentation mehrere Hochzonen gegliedert (vor allem das London-Brabanter-Massiv die Normannische Schwelle). Zur Ablagerung kamen Moostierchen - Riffkalke Schuttkalke und dunkle bituminöse Kalke. An Fossilien sind vor allem Bryozoen Korallen Produktiden Goniatiten und Crinoiden überliefert. Die Mächtigkeit des erreicht 300-700 Meter und ist zur südlich anschließenden siehe unten durch Riffschutt und Kalkturbidite verzahnt.

Kulm-Fazies

Die Kulm- Fazies schließt sich südlich an die Kohlenkalk-Fazies sie stellt eine synorogene Sedimentation dar. Das klastische Material wurde dabei von der Mitteldeutschen-Kristallinschwelle einem geliefert der das Sedimentationsbecken in dem die zur Ablagerung kam grob in einen nördlichen einen südlichen Bereich teilte. Im nördlichen Beckenbereich hauptsächlich Tonschiefer (mit der Bivalve Posidonia becheri ) und Radiolarienführende Kieselschiefer (Lydite) zur Ablagerung. südlichen Bereich herrschte eine Flyschfazies mit turbiditischen Sandsteinen Grauwacken und Olisthostromen vor. Die Kulm-Fazies Mächtigkeiten von bis zu 3000 Meter.

Die variszische Orogenese

Beim variszischen Gebirge handelt es sich ein kompliziert gebautes Decken- und Faltengebirge. Die Krustenverkürzung macht sich in starken Verfaltungen und Überschiebungen bemerkbar. Der Name stammt von den Varisziern einem alten bayerischen Volksstamm. Das mitteleuropäische wird von Norden nach Süden in folgende eingeteilt:

  • Das Subvariszikum stellt einen Molassetrog dar der Oberkarbon die Abtragungsprodukte des aufsteigenden Gebirges aufnahm. Subvariszikum beziehungsweise an dessen Randbereich entwickelten sich im Oberkarbon die größte Masse der Mitteleuropäischen
  • Das Rhenoherzynikum umfasst Harz Ardennen Rheinisches Schiefergebirge reicht bis Cornwall.
  • Zum Saxothuringikum gehören die Sudeten das Erzgebirge und Frankenwald Spessart und Odenwald und die Bereiche der Vogesen und des Schwarzwalds.
  • Das Moldanubikum umfasst die Böhmische Masse Schwarzwald Vogesen.

Wie bereits erwähnt fanden erste Kollisionen Terranes (kleinere Massen kontinentaler Kruste) bereits im statt. Zur Hauptfaltungsphase der variszischen Orogenese kam an der Grenze Unter/Oberkarbon auch als sudetische bezeichnet. Bis ins Perm ist in den Varisziden tektonische Aktivität nachweisbar.

Oberkarbon oder: die postvariszische Entwicklung

Während der Hauptphase der variszischen Gebirgsbildung große Teile Europas zu Festland und damit Abtragungsgebieten geworden. Die Sedimentation im Oberkarbon unterschied damit grundlegend von den Verhältnissen im Unterkarbon.

Subvariszikum

An den Rändern des Subvariszischen Beckens sich hauptsächlich im Westfal (siehe stratigraphische Tabelle ein paralischer Kohlegürtel mit ausgedehnten Kohlesümpfen (zur paralischer Kohlen kommt es an Küstengebieten: durch Anstieg und Abfall des Meeresspiegels werden Sumpfgebiete von Sedimenten überdeckt und wieder zu Festland sich neue Sumpfgebiete entwickeln ...). Dieser Gürtel Kohlen zieht sich von Südengland über das bis nach Polen. Im Ruhgebiet erreicht das eine maximale Mächtigkeit von 6000 Metern.

Literatur

  • Peter Faupl: Historische Geologie UTB für Wissenschaft ISBN 3-8252-2149-0 .
  • Wolfgang Frisch und Jörg Loeschke (1993): Plattentektonik Kapitel 10.2: Paläozoische Gebirgsgürtel Wissenschaftliche Buchgesellschaft ISBN 3-534-09410-7 .
  • Reinhard Schönenberg und Joachim Neugebauer (1997): Einführung in die Geologie Europas Rombach Verlag Freiburg ISBN 3-7930-9147-3 .

Weblinks



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