Karbon – Das Zeitalter der Steinkohlenwälder 359 – 299 Ma

Karbon

Der Name leitet sich von den aus dem Oberkarbon stammenden Steinkohle-

lagerstätten her (Farey, 1807).

Zeitalter der vollständigen Landbesiedlung / der Entstehung großer Kohlelager-

stätten / des ersten Gigantismus der Landlebewesen / der ersten Eroberung des

Luftraums / der Gondwana-Vereisung …

Abgrenzung zum Devon und zum Perm

Erfolgt über bestimmte Grenzsedimente mit typischen marinen Fossilien.

Einteilung:

Unteres Karbon (Dinantium - Mississippian)

Oberes Karbon (Siles - Pennsylvanien)

Die Grenze zwischen Unter- und Oberkarbon ist durch die Variszische

Orogenese gekennzeichnet.

Das marine Leben im Unterkarbon

Die Lebewesen, welche die Extinktion im oberen Devon überlebt haben, begannen

sich wieder auszubreiten. Bei den in den Äquatorregionen herrschenden hohen

Temperaturen bildeten sich in den Epikontinentalmeeren große Karbonatsedimente.

Im Bereich des südlichen Gondwanalandes (im Bereich des Südpols) gab es

zeitweise größere Vereisungen, die z.B. in Form von Tilliten in Südafrika nach-

weisbar sind.

Nach dem die Riff-Lebensgemeinschaften in der Frans-Farmen-Grenze (Kellwasser-

krise) untergegangen sind, bildeten sich keine neuen Korallen- und Stromatoporen-

Riffe mehr. Lediglich Bryozoenkalke wurden lokal abgelagert.

Neuerungen und Entwicklungen in der marinen Fauna

Massenhaftes Auftreten von Großforaminiferen (Fusulinen Fusulinenkalke)

Brachiopoden (nur bestimmte Familien erholen sich, andere sterben aus)

Rugosen erholen sich wieder, die Tabulaten nehmen stark ab und sterben im Perm aus

Bivalven Oberkarbon: massive Besiedlung des Süßwassers

Arthropoden: Trilobiten nehmen weiter ab / Eurypteriden überleben nur im Süßwasser

Myriapoden Festland, Größenzunahme

Agnathen / Conodonten: Agnathen sind quasi ausgestorben

Massenaussterben beim Übergang vom Unter- zum Oberkarbon

40% aller Crinoiden-Gattungen

80% aller Ammoniten-Gattungen

Vermutete Ursache: Schnelle Absenkung der Meeresspiegel im Bereich der

Schelfmeere aufgrund der Kollision von Gondwana mit

Laurussia und der einsetzenden variszischen Gebirgsbildung.

Bindung von Wasser während der Gondwana-Vereisung

Die Entwicklung der Landpflanzen im unteren Karbon

- Rapide Diversifikation der Bärlappe und Farnpflanzen

- geschlossene Sumpfwälder aber noch keine Besiedlung trockener Standorte

Die Sumpfpflanzen des unteren Karbons glichen weitgehend dem des Devons.

-> kleine Zahl von Gattungen mit relativ vielen Arten

-> kleinwüchsige Bärlappgewächse

-> Entstehung von Samenfarnen

-> erste lichtere Sumpfwälder mit bis zu 30 m hohen Baumfarnen (Archeopteris)

Diese Pflanzenlebensgemeinschaften lieferten nur geringmächtige Kohleflöze.

Lepidodendron Sigillaria Archaeopteris

Typische Bärlappgewächse des unteren Karbons

Die Steinkohlenwälder des oberen Karbon

Flache Süßwassersumpfgebiete waren im Bereich der Tropen durchgängig

mit dichten, stockwerkartig aufgebauten Sumpfwäldern (in denen Siegelbäume,

bestimmte Schachtelhalme und Baumfarne dominierten) bedeckt.

Trockenere Standorte waren dünn mit Samenfarnen besiedelt (z.T. sehr gut

fossil in Tonschiefern erhalten)

Die Entstehung von Steinkohlelagerstätten

Bedingungen für die Bildung von Steinkohleflöze

• Große ausgedehnte Sumpflandschaften in äquatorialer Lage (Becken)

• Starker Bewuchs mit Sumpfwäldern / Torf

• Becken müssen sich aufgrund geologischer Gegebenheiten langsam

absenken oder der Wasserspiegel muss kontinuierlich steigen

• Absterbende Pflanzen müssen schnell im Wasser versinken und damit

unter Luftabschluss gelangen (Ausschalten des gewöhnlichen Fäulnisprozesses)

• Ab und zu müssen diese Bereiche mit Sedimenten abgedeckt werden

Entstehung mehr oder weniger kontinuierlicher mächtiger Flöze

oder

• Feuchtgebiete um größere Flussläufe mit starken, flächendeckenden Bewuchs

• Von Zeit zu Zeit kommt es zu Überschwemmungskatastrophen, wo die Wälder

zugrunde gehen und das organische Material mit Sedimenten abgedeckt wird

Erholung und wiederholtes Überfluten mit Sedimentabdeckung

Dadurch entstehen eine Vielzahl von relativ geringmächtigen Flöze, die durch

Sedimentschichten getrennt sind

Mäandernder Fluß in

flacher Sumpflandschaft

Überflutungskatastrophe

Erholung, Beginn des

Zyklus von Neuem

Der Inkohlungsprozeß

Pflanzenmaterial

Braunkohle

Steinkohle

Anthrazit

Graphit

Biochemische Phase (Vertorfung, Zellulose + Ligninabbau)

Geochemische Phase (Druck + Zeit -> Wasserentzug)

Petrographische Veränderungen

Torf

Weichbraunkohle

Mattbraunkohle

Glanzbraunkohle

Steinkohle

Anthrazit

Graphit

Bei jedem Schritt nimmt der Anteil

an reinem Kohlenstoff zu und der

Wasseranteil ab

Das tierische Leben in den Steinkohlewäldern des Oberkarbon

1. Radiation der Insekten, verbunden mit Gigantismus

Ur-Eintagsfliege (Netzflügler)

(bis 50 cm Flügelspannweite!)

Myapoda

Der „Riesen-Tausendfüßler“ Arthropleura

Länge: 1 bis 3 m

Größter Arthropode, der je gelebt hat

Fundorte:

Schottland,

Pennsylvania

Ohio

Im Perm wieder

ausgestorben

Lurche und Kriechtiere

Das obere Karbon war das Zeitalter der Urlurche (salamanderartige, amphibische

Tiere mit Teilentwicklung im Wasser und anschließender Metamorphose:

Eier (ohne Dottersack) werden im Wasser abgelegt. Daraus entwickeln sich aus

fischartigen, aquatisch lebenden Larven nach einer Metamorphose amphibisch

lebende adulte Tiere.

Sind auf Wasserstellen

angewiesen

Spuren eines Urlurchs

Panzerlurche (Stegocephalen) bis 5 m Länge!

Entstehung der ersten Reptilien

Lurche waren nicht in der Lage, längere Zeit trocken liegende Gebiete zu

besiedeln, die sie für ihre Ontogenese freie Wasserflächen benötigen

es bestand im oberen Karbon eine von Vertebraten noch nicht besiedelte

ökologische Nische

Entstehung des „Eis“ mit Dotter als Nahrungsquelle für das Embryo

(Amnionei) -> Kalkschalen erst Ende Perm

Die „Metamorphose“ fand im schützendem Ei statt

Gleichzeitig begann sich die feuchte Haut der Lurchen mit Schuppen zu

bedecken, um das Austrocknen zu verhindern

Labyrinthodontier

ENTSTEHUNG DER ERSTEN REPTILIEN

Hylonomus – ältestes bekanntes Reptil (330 Ma, Kanada, eidechsengroß)