Kambrium

Kambrium ⓘ
538,8 ± 0,2 - 485,4 ± 1,9 Ma VorꞒ Ꞓ O S D C P T J K Pg N
Die Erde in der Mitte der Kambrischen Periode
Chronologie
Etymologie
Formalität des Namens	Formal
Verwendung Information
Himmelskörper	Erde
Regionale Verwendung	Global (ICS)
Verwendete Zeitskala(n)	ICS-Zeitskala
Definition
Chronologische Einheit	Zeitraum
Stratigraphische Einheit	System
Erstmals vorgeschlagen von	Adam Sedgwick, 1835
Formalität der Zeitspanne	Formal
Definition der unteren Grenze	Auftauchen des Ichnofossils Treptichnus pedum
Untere Grenze GSSP	Abschnitt Fortune Head, Neufundland, Kanada 47.0762°N 55.8310°W
GSSP ratifiziert	1992
Definition der oberen Grenze	FAD des Conodonten Iapetognathus fluctivagus.
Obere Grenze GSSP	Abschnitt Greenpoint, Green Point, Neufundland, Kanada 49.6829°N 57.9653°W
GSSP ratifiziert	2000
Atmosphärische und klimatische Daten
Meeresspiegel über dem heutigen Stand	Stetiger Anstieg von 4 m auf 90 m

Das Kambrium ( /ˈkæm.bri.ən, ˈkeɪm-/ KAM-bree-ən, KAYM-; manchmal auch Ꞓ genannt) war die erste geologische Periode des Paläozoikums und des Phanerozoikums. Das Kambrium dauerte 53,4 Millionen Jahre vom Ende der vorangegangenen Ediacaran-Periode vor 538,8 Millionen Jahren (mya) bis zum Beginn der Ordovizium-Periode vor 485,4 mya. Seine Unterteilungen und seine Basis sind etwas im Wandel begriffen. Die Periode wurde von Adam Sedgwick als "kambrische Serie" bezeichnet, benannt nach Cambria, dem lateinischen Namen für "Cymru" (Wales), wo die kambrischen Gesteine Großbritanniens am besten zu sehen sind. Sedgwick identifizierte die Schicht als Teil seiner Aufgabe, zusammen mit Roderick Murchison die große "Transition Series" zu unterteilen, obwohl die beiden Geologen eine Zeit lang uneinig über die richtige Kategorisierung waren. Das Kambrium zeichnet sich durch einen ungewöhnlich hohen Anteil an Lagerstätten aus, d. h. an Orten mit außergewöhnlichem Erhaltungszustand, an denen sowohl "weiche" Teile von Organismen als auch deren widerstandsfähigere Schalen erhalten sind. Infolgedessen ist unser Verständnis der Biologie des Kambriums besser als das einiger späterer Perioden. ⓘ

Das Kambrium markiert einen tief greifenden Wandel des Lebens auf der Erde: Vor dem Kambrium waren die meisten lebenden Organismen klein, einzellig und einfach (die Fauna des Ediacaran bildet eine bemerkenswerte Ausnahme). Komplexe, vielzellige Organismen wurden in den Millionen Jahren unmittelbar vor dem Kambrium allmählich häufiger, aber erst in diesem Zeitraum traten mineralisierte - und damit leicht versteinerte - Organismen auf. Die rasche Diversifizierung der Lebensformen im Kambrium, die als Kambrische Explosion bezeichnet wird, brachte die ersten Vertreter aller modernen Tiergruppen hervor. Phylogenetische Analysen haben die Ansicht gestützt, dass sich die Tiere (Metazoen) vor der kambrischen Radiation, im Kryogenium oder Tonium, monophyletisch aus einem einzigen gemeinsamen Vorfahren entwickelt haben: geißelartige koloniale Protisten, die den modernen Choanoflagellaten ähneln. Während in den Ozeanen vielfältige Lebensformen gediehen, dürfte das Land vergleichsweise karg gewesen sein - mit nichts Komplexerem als einer mikrobiellen Bodenkruste und einigen Weichtieren und Gliederfüßern (wenn auch nicht terrestrisch), die sich auf dem mikrobiellen Biofilm ernährten. Am Ende des Kambriums begannen sich Myriapoden, Spinnentiere und Hexapoden zusammen mit den ersten Pflanzen an das Land anzupassen. Die meisten Kontinente waren wahrscheinlich trocken und felsig, weil es keine Vegetation gab. Flache Meere säumten die Ränder mehrerer Kontinente, die beim Auseinanderbrechen des Superkontinents Pannotia entstanden waren. Die Meere waren relativ warm, und das Polareis fehlte während eines Großteils dieser Zeit. ⓘ

Kambrium System des Phanerozoikums ⓘ
Ära	Paläozoikum
System davor	Ediacarium
Beginn	541 mya
Ende	485,4 mya
System danach	Ordovizium
Mittlerer atmo­sphä­ri­scher O2-Anteil	ca. 12,5 Vol.-% (63 % des heutigen Niveaus)
Mittlerer atmo­sphä­ri­scher CO2-Anteil	ca. 4500 ppm (12-faches heutiges Niveau)
Mittlere Bodentem­peratur	ca. 21 °C (7 °C über heutigem Niveau)
System Serie Stufe ≈ Alter (mya) später später später jünger K a m b r i u m Furongium 10. Stufe 485,4 ⬍ 489,5 Jiangshanium 489,5 ⬍ 494 Paibium 494 ⬍ 497 Miaolingium Guzhangium 497 ⬍ 500,5 Drumium 500,5 ⬍ 504,5 Wuliuum 504,5 ⬍ 509 2. Serie 4. Stufe 509 ⬍ 514 3. Stufe 514 ⬍ 521 Terreneuvium 2. Stufe 521 ⬍ 529 Fortunium 529 ⬍ 541 früher älter

Äonothem	Ärathem	System	Alter (mya) ⓘ
P h a n e r o z o i k u m Dauer: 541 Ma	Käno­zoikum Erdneuzeit Dauer: 66 Ma	Quartär	0 ⬍ 2,588
		Neogen	2,588 ⬍ 23,03
		Paläogen	23,03 ⬍ 66
	Meso­zoikum Erdmittelalter Dauer: 186,2 Ma	Kreide	66 ⬍ 145
		Jura	145 ⬍ 201,3
		Trias	201,3 ⬍ 251,9
	Paläo­zoikum Erdaltertum Dauer: 288,8 Ma	Perm	251,9 ⬍ 298,9
		Karbon	298,9 ⬍ 358,9
		Devon	358,9 ⬍ 419,2
		Silur	419,2 ⬍ 443,4
		Ordovizium	443,4 ⬍ 485,4
		Kambrium	485,4 ⬍ 541
früher	früher	früher

Das Kambrium ist eine Zeitspanne der Erdgeschichte, die dem Zeitraum von vor 541 bis vor 485,4 Millionen Jahren entspricht. Diese Periode ist durch eine explosionsartige Zunahme der Lebensformen gekennzeichnet, die sogenannte „Kambrische Explosion“. Während dieser Zeit entstanden, vermutlich infolge veränderter Umweltbedingungen im Meer (u. a. die Überschreitung eines bis dahin nicht erreichten kritischen Schwellwertes des Sauerstoff-Anteils im Wasser der Schelfmeere), fast alle heutigen Tierstämme. ⓘ

Stratigraphie

Global Boundary Stratotype Section and Point (GSSP) des Kambrium, Terreneuvium und Fortunium im Fortune Head Ecological Reserve, Neufundland, Kanada ⓘ

Der Beginn des Kambriums und damit des Phanerozoikums (und auch der Terreneuvium-Serie und der Fortunium-Stufe des Kambriums) wurde von der International Union of Geological Sciences (IUGS) mit dem Erstauftreten des Spurenfossils Trichophycus pedum definiert. Außerdem liegt die Grenze auch sehr nahe an einer negativen Kohlenstoff-Isotopen-Anomalie. Die Obergrenze (und damit auch der Beginn des Ordoviziums) ist das Erstauftreten der Conodonten-Art Iapetognathus fluctivagus, das wiederum knapp oberhalb der Basis der Cordylodus lindstromi-Conodonten-Zone liegt. Diese Grenze liegt nur wenig unter dem Erstauftreten von planktonischen Graptolithen. Zum globalen Referenzprofil (GSSP) für die Basis des Kambriums wurde 1992 eine 140 m starke Felsformation am Ende einer Landzunge bei Fortune Head auf der Burin-Halbinsel im Süden Neufundlands (Kanada) gewählt. Gleichzeitig wurde das etwa 2,2 km² große Gebiet als Naturdenkmal mit dem Namen Fortune Head Ecological Reserve unter Naturschutz gestellt. ⓘ

Das Kambrium folgte auf das Ediacaran und wurde durch das Ordovizium abgelöst. ⓘ

Die Basis des Kambriums liegt auf einer komplexen Ansammlung von Spurenfossilien, die als Treptichnus pedum bekannt ist. Die Verwendung von Treptichnus pedum, einem Referenz-Ichnofossil zur Markierung der unteren Grenze des Kambriums, ist problematisch, da sehr ähnliche Spurenfossilien, die zur Gruppe der Treptichniden gehören, weit unterhalb von T. pedum in Namibia, Spanien und Neufundland sowie möglicherweise im Westen der USA gefunden werden. Der stratigraphische Bereich von T. pedum überschneidet sich mit dem Bereich der Ediacaran-Fossilien in Namibia und wahrscheinlich auch in Spanien. ⓘ

Unterteilungen

Das Kambrium ist in vier Epochen (Serien) und zehn Zeitalter (Stufen) unterteilt. Derzeit sind nur drei Serien und sechs Stufen benannt und haben einen GSSP (einen international vereinbarten stratigrafischen Bezugspunkt). ⓘ

Da die internationale stratigraphische Unterteilung noch nicht vollständig ist, sind viele lokale Unterteilungen noch weit verbreitet. In einigen dieser Unterteilungen wird das Kambrium in drei Epochen mit lokal unterschiedlichen Bezeichnungen unterteilt - das frühe Kambrium (Caerfai oder Waucoban, 538,8 ± 0,2 bis 509 ± 1,9 mya), das mittlere Kambrium (St. Davids oder Albertan, 509 ± 0,2 bis 497 ± 1,9 mya) und das späte Kambrium (497 ± 0,2 bis 485,4 ± 1,9 mya; auch als Merioneth oder Croixan bekannt). Trilobitenzonen ermöglichen eine biostratigrafische Korrelation im Kambrium. Die Gesteine dieser Epochen werden dem Unter-, Mittel- oder Oberkambrium zugeordnet. ⓘ

Jede der lokalen Serien ist in mehrere Stufen unterteilt. Das Kambrium ist in mehrere regionale Faunenstufen unterteilt, von denen das russisch-kasachische System im internationalen Sprachgebrauch am häufigsten verwendet wird:

Korrelation der globalen und regionalen kambrischen Stratigraphie

	Internationale Reihe	Chinesisch	Nordamerikanisch	Russisch-Kazakhisch	Australisch	Regional ⓘ
C a m b r i a n	Furongisch		Ibexisch (Teil)	Ayusokkanisch	Datsonisch	Dolgellisch (Trempealeauisch, Fengshanisch)
					Payntonisch
			Sonnenwaptanisch	Sakisch	Iverisch	Ffestiniogisch (Fränkisch, Changshanisch)
			Steptoanisch	Aksayan	Idameanisch	Maentwrogisch (Dresbachisch)
			Marjumanisch	Batyrbayan	Mindyallan
	Miaolingisch	Maozhangisch		Maya	Bumerangisch
		Zuzhuangisch	Delamaranisch	Amgan	Undillianisch
		Zhungxian			Florianer
					Templetonisch
			Dyeranisch		Ordianisch
	Kambrium Serie 2	Langwangmiozän		Toyonisch		Lenisch
		Changlangpuan	Montezuman	Botomian
		Qungzusisch		Atdabanisch
	Terrenäuisch
		Meishuchuan Jinningisch	Placentisch	Tommotisch Nemakit-Daldynisch*		Cordubium
Präkambrium		Sinisch	Hadrynisch	Nemakit-Daldynisch* Sacharan	Adelaidean

*Die meisten russischen Paläontologen definieren die untere Grenze des Kambriums an der Basis der Tommotium-Stufe, die durch die Diversifizierung und die weltweite Verbreitung von Organismen mit Mineralskeletten und das Auftreten der ersten Archäozyten-Biotope gekennzeichnet ist. ⓘ

Datierung des Kambriums

Archaeocyathiden aus der Poleta-Formation im Gebiet des Death Valley ⓘ

Die International Commission on Stratigraphy (Internationale Kommission für Stratigraphie) gibt den Beginn des Kambriums mit 538,8 Millionen Jahren an und das Ende mit 485,4 Millionen Jahren. ⓘ

Ursprünglich ging man davon aus, dass die untere Grenze des Kambriums das erste Auftreten von komplexem Leben darstellt, das durch Trilobiten repräsentiert wird. Die Entdeckung kleiner Muschelfossilien vor den ersten Trilobiten und von Ediacara-Biotopen, die wesentlich früher auftraten, führte zu Forderungen nach einer präziseren Abgrenzung des Kambriums. ⓘ

Obwohl die Abgrenzung zu den jüngeren Gesteinen des Ordoviziums und den älteren Gesteinen des Präkambriums seit langem bekannt ist, wurde das kambrische System bzw. die kambrische Periode erst 1994 international ratifiziert. Nach jahrzehntelangen sorgfältigen Überlegungen wurde eine kontinuierliche Sedimentabfolge am Fortune Head, Neufundland, als formale Basis des Kambriums festgelegt, die weltweit durch das früheste Auftreten von Treptichnus pedum korreliert werden sollte. Die Entdeckung dieses Fossils einige Meter unterhalb des GSSP führte zu einer Verfeinerung dieser Aussage, und es ist die Ichnofossil-Ansammlung von T. pedum, die jetzt formell zur Korrelation der Basis des Kambriums verwendet wird. ⓘ

Diese formale Bezeichnung ermöglichte es, radiometrische Daten von Proben aus der ganzen Welt zu erhalten, die mit der Basis des Kambriums übereinstimmen. Frühe Datierungen von vor 570 Millionen Jahren fanden schnell Anklang, obwohl die zur Ermittlung dieser Zahl verwendeten Methoden heute als ungeeignet und ungenau gelten. Eine genauere Datierung mit Hilfe moderner radiometrischer Methoden ergibt ein Datum von vor 538,8 ± 0,2 Millionen Jahren. Der Aschehorizont in Oman, aus dem dieses Datum gewonnen wurde, entspricht einem deutlichen Rückgang des Kohlenstoff-13-Gehalts, der mit entsprechenden Ausschlägen in anderen Teilen der Welt und mit dem Verschwinden charakteristischer Ediacaran-Fossilien (Namacalathus, Cloudina) korreliert. Dennoch gibt es Argumente dafür, dass der datierte Horizont in Oman nicht der Grenze zwischen Ediacaran und Kambrium entspricht, sondern einen Fazieswechsel von marinen zu evaporitdominierten Schichten darstellt - was bedeuten würde, dass Daten aus anderen Abschnitten, die von 544 oder 542 Ma reichen, besser geeignet sind. ⓘ

Paläogeographie

Zu Beginn des Kambriums existierte ein großer Südkontinent Gondwana, der mit seinen nördlichen Ausläufern über den Äquator bis in nördliche Breiten reichte. Zu diesem Kontinent gehörten nicht nur die klassischen Gondwana-Kontinente (Afrika, Südamerika, Indien, Madagaskar, Australien, Antarktika, Arabische Halbinsel u. a.), sondern auch einige kleinere Blöcke, die später mit den Nordkontinenten verschweißt wurden, wie der Kleinkontinent Avalonia (Teile von Mittel- und Westeuropa), die Armorica-Terrangruppe (Teile von West- und Südeuropa), der Tarim-Block, der Sino-Koreanische Kraton und der Jangtse-Kraton. Diesem Großkontinent im Süden standen drei kleinere Kontinente gegenüber. Laurentia (Teile Nordamerikas und Grönlands), Baltica (Nordosteuropa) und Sibiria (Sibirien) lagen alle etwas südlich des Äquators. Laurentia war von Baltica und Gondwana durch den Iapetus-Ozean getrennt. Zwischen Baltica und dem Gondwana vorgelagerten Avalonia lag der Tornquist-Ozean. Sibiria war durch den Aegir-Ozean von Baltica getrennt. Isoliert von diesen Kontinenten war auch ein kleiner Kontinent Kasachstania, der im Karbon an Sibiria angeschweißt wurde. Der Südpol befand sich im Unterkambrium im heutigen nördlichen Südamerika. Er verlagerte sich bis zum Ende des Kambriums nach Nordafrika bzw. Gondwana wanderte entsprechend über den Südpol hinweg. Der Nordpol lag zur Zeit des Kambriums im Meer. ⓘ

In Ermangelung von Meereis - die großen Gletscher der Marinoischen Schneeball-Erde waren längst geschmolzen - war der Meeresspiegel hoch, was dazu führte, dass große Gebiete der Kontinente in warmen, flachen Meeren überflutet wurden, die ideal für Meeresleben waren. Der Meeresspiegel schwankte in gewissem Maße, was auf "Eiszeiten" hindeutet, die mit Ausdehnungs- und Schrumpfungsschüben einer südpolaren Eiskappe verbunden waren. ⓘ

In Baltoskandien verwandelte eine unterkambrische Transgression große Teile der subkambrischen Ebene in ein epikontinentales Meer. ⓘ

Klima

Während des frühen Kambriums war die Erde im Allgemeinen kalt, was wahrscheinlich darauf zurückzuführen ist, dass der alte Kontinent Gondwana den Südpol bedeckte und die polaren Meeresströmungen abschnitt. Die Durchschnittstemperaturen waren jedoch 7 Grad Celsius höher als heute. Wahrscheinlich gab es polare Eiskappen und eine Reihe von Vergletscherungen, die auf die Entwicklung von Landpflanzen und die damit verbundene Entfernung des Treibhausgases CO₂ aus der Atmosphäre zurückzuführen sind. Gegen Ende der Periode wurde es wärmer; die Gletscher zogen sich zurück und verschwanden schließlich, und der Meeresspiegel stieg dramatisch an. Dieser Trend setzte sich bis ins Ordovizium fort. ⓘ

Zu Beginn des Kambriums scheint eine globale Erwärmung eingetreten zu sein. Der Meeresspiegel stieg im Laufe des Unterkambriums beträchtlich an. Die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre war zu Beginn des Kambriums niedriger als heute, hatte aber vom ausgehenden Präkambrium zum Kambrium etwas zugenommen und stieg während des Kambriums weiter leicht an. Die CO₂-Konzentration stieg im Laufe des Kambriums stark an und erreichte an der Kambrium/Ordovizium-Grenze einen absoluten Höhepunkt, der während des gesamten Phanerozoikums nicht mehr erreicht wurde. ⓘ

Pflanzenwelt

Die kambrische Flora unterschied sich kaum vom Ediacaran. Die wichtigsten Taxa waren die marinen Makroalgen Fuxianospira, Sinocylindra und Marpolia. Aus dieser Zeit sind keine kalkhaltigen Makroalgen bekannt. ⓘ

Fossilien von Landpflanzen (Embryophyten) sind aus dem Kambrium nicht bekannt. Allerdings waren Biofilme und mikrobielle Matten auf kambrischen Watten und Stränden 500 mya. gut entwickelt, und Mikroben bildeten mikrobielle Erdökosysteme, die mit der modernen Bodenkruste von Wüstenregionen vergleichbar sind und zur Bodenbildung beitrugen. ⓘ

Ozeanisches Leben

Die Kambrische Explosion war eine Periode raschen Wachstums von Vielzellern. Das meiste tierische Leben während des Kambriums war aquatisch. Früher nahm man an, dass Trilobiten die vorherrschende Lebensform zu dieser Zeit waren, aber das hat sich als falsch erwiesen. Arthropoden waren die bei weitem dominierenden Tiere im Ozean, aber Trilobiten machten nur einen kleinen Teil der gesamten Arthropodenvielfalt aus. Was sie so zahlreich erscheinen ließ, war ihr schwerer, durch Kalziumkarbonat (CaCO₃) verstärkter Panzer, der sich viel leichter versteinern ließ als die zerbrechlichen Chitinpanzer anderer Gliederfüßer, so dass zahlreiche Überreste erhalten blieben. ⓘ

Diese Periode markierte einen starken Wandel in der Vielfalt und Zusammensetzung der Biosphäre der Erde. Die Ediacaran-Biota erlitt zu Beginn des Kambriums ein Massenaussterben, das mit einer Zunahme der Häufigkeit und Komplexität des Wühlverhaltens einherging. Dieses Verhalten hatte tiefgreifende und unumkehrbare Auswirkungen auf das Substrat und veränderte die Ökosysteme des Meeresbodens. Vor dem Kambrium war der Meeresboden von mikrobiellen Matten bedeckt. Am Ende des Kambriums hatten wühlende Tiere die Matten in vielen Gebieten durch Bioturbation zerstört. Infolgedessen starben viele der von den Matten abhängigen Organismen aus, während sich die anderen Arten an die veränderte Umwelt anpassten, die nun neue ökologische Nischen bot. Etwa zur gleichen Zeit kam es zu einem scheinbar raschen Auftreten von Vertretern aller mineralisierten Phyla mit Ausnahme der Bryozoen, die im unteren Ordovizium auftraten. Viele dieser Phyla waren jedoch nur durch Stammgruppenformen vertreten; und da mineralisierte Phyla im Allgemeinen einen benthischen Ursprung haben, sind sie möglicherweise kein guter Ersatz für (häufiger vorkommende) nicht mineralisierte Phyla. ⓘ

Eine Rekonstruktion von Margaretia dorus aus dem Burgess Shale, die einst für Grünalgen gehalten wurden, heute aber als Hemichordaten angesehen werden ⓘ

Während das frühe Kambrium eine derartige Diversifizierung aufwies, dass es als Kambrische Explosion bezeichnet wird, änderte sich dies im weiteren Verlauf des Zeitraums, als es zu einem starken Rückgang der Artenvielfalt kam. Vor etwa 515 Millionen Jahren überstieg die Zahl der aussterbenden Arten die Zahl der neu auftretenden Arten. Fünf Millionen Jahre später war die Zahl der Gattungen von einem früheren Höchststand von etwa 600 auf nur noch 450 zurückgegangen. Außerdem sank die Artenbildungsrate in vielen Gruppen auf ein Fünftel bis ein Drittel des früheren Niveaus. Vor 500 Millionen Jahren sank der Sauerstoffgehalt in den Ozeanen dramatisch, was zu Sauerstoffmangel führte, während gleichzeitig der Gehalt an giftigem Schwefelwasserstoff anstieg, was ein weiteres Aussterben zur Folge hatte. Die spätere Hälfte des Kambriums war überraschend karg und zeigte Anzeichen für mehrere rasche Aussterbeereignisse; die Stromatolithen, die durch riffbildende Schwämme, die Archaeocyatha, ersetzt worden waren, kehrten erneut zurück, als die Archaeocyathiden ausstarben. Dieser rückläufige Trend änderte sich erst mit dem großen ordovizischen Biodiversitätsereignis. ⓘ

Einige kambrische Organismen wagten sich an Land und brachten die Spurenfossilien Protichnites und Climactichnites hervor. Fossile Beweise deuten darauf hin, dass Euthycarcinoide, eine ausgestorbene Gruppe von Gliederfüßern, zumindest einige der Protichniten hervorgebracht haben. Fossile Spuren des Fährtenlegers der Climactichniten wurden nicht gefunden; fossile Fährten und Ruhespuren deuten jedoch auf ein großes, schneckenartiges Weichtier hin. ⓘ

Im Gegensatz zu späteren Perioden war die kambrische Fauna etwas eingeschränkt; frei schwimmende Organismen waren selten, die meisten lebten auf oder in der Nähe des Meeresbodens, und mineralisierende Tiere waren seltener als in späteren Perioden, was zum Teil auf die ungünstige Meereschemie zurückzuführen ist. ⓘ

Viele Erhaltungsformen sind einzigartig für das Kambrium, und einige konservieren weiche Körperteile, was zu einer Fülle von Lagerstätten führt. ⓘ

Symbol

Das United States Federal Geographic Data Committee verwendet ein "barred capital C" ⟨Ꞓ⟩ Zeichen, um das Kambrium zu repräsentieren. Das Unicode-Zeichen ist U+A792 Ꞓ LATIN CAPITAL LETTER C WITH BAR. ⓘ

Galerie

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  Stromatolithen aus der Pika-Formation (Mittleres Kambrium) in der Nähe des Helen Lake, Banff National Park, Kanada

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  Trilobiten waren zu dieser Zeit sehr häufig

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  Anomalocaris war ein frühes marines Raubtier unter den verschiedenen Gliederfüßern dieser Zeit

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  Opabinia war ein Lebewesen mit einem ungewöhnlichen Körperbau; wahrscheinlich war es mit Gliederfüßern verwandt

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  Pikaia war ein Stammchordat aus dem mittleren Kambrium

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  Protichniten waren die Spuren von Arthropoden, die an kambrischen Stränden lebten

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  Hallucigenia sparsa war ein Mitglied der Gruppe der Lobopodien, die als mit den modernen Samtwürmern verwandt angesehen wird.

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  Cambroraster falcatus war ein für die damalige Zeit großer Arthropode ⓘ

Systematik

Beim Kambrium handelt es sich um das unterste chronostratigraphische System und die älteste geochronologische Periode des Paläozoikums und damit des Phanerozoikums in der Erdgeschichte. Darunter bzw. zeitlich davor liegt die Ära des Neoproterozoikums (Äon Proterozoikum) mit dem Ediacarium als der erdgeschichtlich-jüngsten Epoche des Präkambrium. Darüber bzw. danach folgt die Periode des Ordoviziums. ⓘ

Aus den Schichten, die älter sind als das Kambrium, sind nur sehr wenige Fossilien bekannt geworden. Der gesamte Zeitraum von der Entstehung der Erde vor etwa 4,56 Milliarden Jahren bis zur Entwicklung der Tierwelt im Kambrium wird in der älteren Literatur als Präkambrium zusammengefasst. ⓘ

Geschichte und Namensgebung

Adam Sedgwick ⓘ

Der Name „Cambrian“ wurde erstmals 1835 von Adam Sedgwick vorgeschlagen. Sedgwick nutzte ihn für überwiegend als Tonschiefer ausgebildete Schichtenfolgen, die im Norden von Wales (sowie in Nord-England) aufgeschlossen sind. Er hatte erkannt, dass diese Schichten ein höheres relatives Alter haben als die von seinem Kollegen Roderick Murchison unter dem Namen „Silurian“ aus der gleichen Gegend beschriebenen Schichten. Der Name „Cambrian“ leitet sich vom lateinischen Namen von Wales (Cambria) ab. Später wurde der Begriff auf Schichten gleichen relativen Alters außerhalb Großbritanniens ausgedehnt und im deutschen Sprachraum zu „Kambrium“ abgewandelt. ⓘ

Ende des Kambriums

In der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden auch die Schichten, die direkt über den jüngsten Schichten des Kambriums liegen, noch als Silur bezeichnet. Nach Problemen bei der Grenzziehung wurde später für die basalen Schichten des Silurs in seinem ursprünglichen Umfang der Begriff Ordovizium geprägt, dieses wurde zwischen Kambrium und Silur eingeschoben. In der älteren Literatur kann deshalb das System des Ordoviziums fehlen bzw. können Schichten, die heute dem Ordovizium zugerechnet werden, als Untersilur bezeichnet sein. ⓘ

Das Kambro-Ordovizische Massenaussterben (englisch Cambrian-Ordovician extinction event oder auch Top of Cambrian excursion, abgekürzt TOCE) vor circa 488 Millionen Jahren beendete das Kambrium. ⓘ

Entwicklung der Fauna

Der Beginn des Kambriums ist gekennzeichnet durch die sogenannte „kambrische Explosion“, bei der in einem erdgeschichtlich recht kurzen Zeitraum sehr viele mehrzellige Tiergruppen entstanden bzw. im Fossilbericht erscheinen, deren grundsätzliche Baupläne sich teilweise bis heute erhalten haben. Der Beginn des Kambriums markiert somit für die Entwicklung der Tierwelt einen sehr wesentlichen Einschnitt in der Erdgeschichte, mit dem auch das Äonothem des Phanerozoikums begann, jener große geologische Abschnitt, in dem sich die Lebewelt, so wie wir sie heute kennen, entwickelte. ⓘ

Mit Ausnahme der Moostierchen (Bryozoa) waren im Kambrium bereits fast alle modernen Tierstämme vorhanden: Schwämme (Porifera), Nesseltiere (Cnidaria), Gliederfüßer (Arthropoda), Armfüßer (Brachiopoda), Weichtiere (Mollusca), Stachelhäuter (Echinodermata) und andere kleinere Stämme von Wirbellosen, wie auch die Vorläufergruppen der Wirbeltiere. Viele Arten entwickelten erstmals harte Skelette und Gehäuse. Das 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 von Gehäusen und Skeletten aus Kalziumkarbonat, die natürlich ein wesentlich besseres Fossilisationspotenzial haben als lediglich Weichteile, macht erklärbar, warum im Kambrium plötzlich so viele Tierstämme auftreten, über deren Vorfahren nichts bekannt ist. Vermutlich muss die Aufspaltung (Radiation) der vielzelligen Tiere (Metazoen) weit ins Ediacarium zurück verlegt werden. ⓘ

Als Leitfossilien zur biostratigraphischen Gliederung des Kambriums werden benutzt:

• Trilobiten
• Archaeocyathiden
• Brachiopoden ⓘ

Die wohl zu den Schwämmen zählenden Archaeocyathiden bauten die ersten größeren Riffe der Erdgeschichte. Sie starben zu Beginn des Oberkambriums wieder aus. ⓘ

Entwicklung der Flora

Im Gegensatz zu früheren Annahmen wird inzwischen davon ausgegangen, dass die Besiedelung des Festlands durch moosartige Pflanzen (Bryophyten) und frühe Pilzformen wahrscheinlich bereits im Mittleren Kambrium begann. ⓘ

Das Kambrium in Mitteleuropa

In Mitteleuropa gibt es nur sehr wenige Aufschlüsse bzw. Gebiete, in denen Gesteine des Kambriums an die Erdoberfläche treten. Es ist in den meisten Gebieten von dicken jüngeren Sedimentschichten bedeckt und/oder auch bei späteren Orogenesen metamorphosiert worden. Europa setzt sich aus verschiedenen geotektonischen Platten (Laurentia, Baltica, Avalonia und die Armorica-Terranes) zusammen, die zur Zeit des Kambriums z. T. sehr weit auseinander lagen. Sie wurden erst bei späteren Orogenesen in dieser Position zusammengefügt. Entsprechend vielgestaltig sind die Fazies und der Fauneninhalt der kambrischen Schichten in Mitteleuropa. ⓘ

In Deutschland sind in folgenden Regionen Gesteine kambrischen Alters nachgewiesen worden: Schwarzwald, Spessart, Nordrhein-Westfalen, Niedersachsen, Harz, Nordthüringen, Thüringisch-fränkisches Schiefergebirge, Fichtelgebirge, Bayrischer Wald, Oberpfälzer Wald, Erzgebirge, Vogtland, Lausitz, u. a. sowie auch in einigen Bohrungen Norddeutschlands, wobei besonders die Bohrung „Adlersgrund“ in der Ostsee von Bedeutung ist. Während die genannten anderen Aufschlussgebiete alle zu Avalonia und der Armorica-Terrangruppe gehören, also im Kambrium noch zu Gondwana gehörten, lag das Gebiet der Bohrung Adlersgrund im Kambrium auf Baltica. ⓘ

Darüber hinaus sind kambrische Geschiebe in Norddeutschland weit verbreitet. Sie stammen aus den skandinavischen Vorkommen, beinhalten aber auch Fossilien, die im Ursprungsgebiet bisher nicht gefunden wurden, z. B. Xenusion. ⓘ

Fossillagerstätten

Anomalocaris aus dem Burgess-Schiefer ⓘ

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 Fossilien, die keinem der heutigen Stämme zugeordnet werden können. Noch etwas älter ist die berühmte Chengjiang-Faunengemeinschaft im Maotianshan-Schiefer in China (Prov. Yunnan). Auch diese Fossillagerstätte ist durch ihre hervorragende Erhaltung von Weichteilen bekannt. Weitere bemerkenswerte kambrische Fossillagerstätten sind die Orsten. Orsten sind Kalkknollen, die in Alaunschiefer eingelagert sind. In diesen Kalkknollen wurden Chitinskelette in einer frühen Phase der Diagenese phosphatisiert und blieben dreidimensional erhalten. Mit schwacher Säure konnten diese hervorragend erhaltenen Chitinskelette von kambrischen Arthropoden und deren Larvenstadien aus dem Gestein herausgelöst werden. Der Begriff Orsten stammt aus Schweden, wo zwei derartige Fossillagerstätten bekannt sind. Inzwischen wurde eine „Orsten“-Fossillagerstätte auch im Kambrium Australiens entdeckt. ⓘ