Pangaea
(Die) Pangaea war ein Urkontinent, der alle im Perm vorhandenen Landmassen der Erde umfasste. Die Namensgebung geht auf Alfred Wegener zurück. Seit der Entwicklung der Theorie der Plattentektonik wird Pangaea als Superkontinent bezeichnet, der bisher letzte der Erdgeschichte. Dieser Kontinent existierte vom Späten Karbon (325 Millionen Jahre vor heute) bis in den Jura (150 Millionen Jahre vor heute), also in jenem Zeitraum der Erdgeschichte, in dem sich das große Massenaussterben am Ende des Perm abspielte und die evolutionäre Entwicklung der Dinosaurier begann. Die Ausdehnung Pangaeas betrug einschließlich der Schelfsockel rund 138 Millionen km², wovon 73 Millionen km² auf den südlichen Bereich mit dem ehemaligen Großkontinent Gondwana entfielen. ⓘ
Ursprung des Konzepts
Der Name "Pangäa" leitet sich vom altgriechischen pan (πᾶν, "alles, ganz, ganz") und Gaia oder Gaea (Γαῖα, "Mutter Erde, Land") ab. Die Vorstellung, dass die Kontinente einst eine zusammenhängende Landmasse bildeten, wurde von Alfred Wegener, dem Begründer der wissenschaftlichen Theorie der Kontinentalverschiebung, in seiner 1912 erschienenen Publikation Die Entstehung der Kontinente als Hypothese aufgestellt und durch Beweise untermauert. In seinem 1915 erschienenen Buch Die Entstehung der Kontinente und Ozeane erweiterte er seine Hypothese, indem er postulierte, dass alle Kontinente, bevor sie auseinanderbrachen und zu ihren heutigen Standorten drifteten, einen einzigen Superkontinent bildeten, den er "Urkontinent" nannte. ⓘ
Der Name "Pangaea" taucht in der 1920 erschienenen Ausgabe von Die Entstehung der Kontinente und Ozeane nur ein einziges Mal auf, als Wegener den alten Superkontinent als "Pangaea des Karbon" bezeichnet. Wegener verwendete die eingedeutschte Form "Pangäa", aber der Name ging in die deutsche und englische wissenschaftliche Literatur (1922 bzw. 1926) in der latinisierten Form "Pangaea" (vom griechischen "Pangaia") ein, insbesondere aufgrund eines Symposiums der American Association of Petroleum Geologists im November 1926. ⓘ
Ursprünglich schlug Wegener vor, dass das Auseinanderbrechen von Pangäa auf die Zentripetalkräfte der Erdrotation zurückzuführen sei, die auf die hohen Kontinente wirkten. Dieser Mechanismus erwies sich jedoch schnell als physikalisch unplausibel, was die Akzeptanz der Pangäa-Hypothese verzögerte. Arthur Holmes schlug den plausibleren Mechanismus der Mantelkonvektion vor, der zusammen mit den Beweisen, die die Kartierung des Meeresbodens nach dem Zweiten Weltkrieg lieferte, zur Entwicklung und Akzeptanz der Theorie der Plattentektonik führte. Diese Theorie liefert die heute weithin akzeptierte Erklärung für die Existenz und das Auseinanderbrechen von Pangäa. ⓘ
Beweise für die Existenz
Die Geografie der Kontinente, die an den Atlantischen Ozean grenzen, war der erste Beweis, der auf die Existenz von Pangaea hindeutete. Die scheinbar enge Übereinstimmung der Küstenlinien Nord- und Südamerikas mit denen Europas und Afrikas wurde fast sofort nach der Kartierung dieser Küsten bemerkt. Der erste, der die Vermutung äußerte, dass diese Kontinente einst miteinander verbunden waren und später getrennt wurden, war möglicherweise Abraham Ortelius im Jahr 1596. Sorgfältige Rekonstruktionen zeigten, dass die Abweichung bei 500 Faden (3.000 Fuß; 910 Meter) weniger als 130 km betrug, und es wurde argumentiert, dass dies viel zu gut sei, um dem Zufall zugeschrieben zu werden. ⓘ
Weitere Beweise für Pangaea finden sich in der Geologie der angrenzenden Kontinente, einschließlich übereinstimmender geologischer Trends zwischen der Ostküste Südamerikas und der Westküste Afrikas. Die polare Eiskappe aus der Karbonzeit bedeckte das südliche Ende von Pangaea. Glaziale Ablagerungen, insbesondere Geschiebelehm, gleichen Alters und gleicher Struktur finden sich auf vielen separaten Kontinenten, die zusammen den Kontinent Pangäa gebildet hätten. Die Kontinuität der Gebirgsketten ist ein weiterer Beweis dafür, wie z. B. die Kette der Appalachen, die sich vom Südosten der Vereinigten Staaten bis zu den Kaledoniden in Irland, Großbritannien, Grönland und Skandinavien erstreckt. ⓘ
Fossile Beweise für Pangäa sind unter anderem das Vorkommen ähnlicher und identischer Arten auf Kontinenten, die heute weit voneinander entfernt sind. So wurden beispielsweise Fossilien des Therapsiden Lystrosaurus in Südafrika, Indien und der Antarktis gefunden, zusammen mit Vertretern der Glossopteris-Flora, deren Verbreitungsgebiet sich vom Polarkreis bis zum Äquator erstreckt hätte, wenn die Kontinente in ihrer jetzigen Position gewesen wären; auch das Süßwasserreptil Mesosaurus wurde nur in bestimmten Regionen an den Küsten Brasiliens und Westafrikas gefunden. ⓘ
Paläomagnetische Untersuchungen der offensichtlichen polaren Wanderungswege stützen ebenfalls die Theorie eines Superkontinents. Geologen können die Bewegung der Kontinentalplatten bestimmen, indem sie die Ausrichtung der magnetischen Minerale in den Gesteinen untersuchen; wenn Gesteine gebildet werden, nehmen sie die magnetischen Eigenschaften der Erde an und zeigen an, in welcher Richtung die Pole relativ zum Gestein liegen. Da die magnetischen Pole mit einer Periode von nur wenigen Tausend Jahren um den Rotationspol driften, werden die Messungen zahlreicher Laven über mehrere Tausend Jahre hinweg gemittelt, um eine scheinbare mittlere Polposition zu ermitteln. Proben von Sedimentgestein und intrusivem Eruptivgestein weisen magnetische Orientierungen auf, die in der Regel ein Mittelwert der "säkularen Variation" in der Ausrichtung des magnetischen Nordens sind, da ihre remanenten Magnetisierungen nicht sofort erfasst werden. Magnetische Unterschiede zwischen Probengruppen, deren Alter um Millionen von Jahren variiert, sind auf eine Kombination aus echter Polarwanderung und der Drift der Kontinente zurückzuführen. Die Komponente der echten Polarwanderung ist bei allen Proben identisch und kann entfernt werden, so dass den Geologen der Teil dieser Bewegung bleibt, der die Kontinentaldrift zeigt und zur Rekonstruktion früherer kontinentaler Breiten und Ausrichtungen verwendet werden kann. ⓘ
Formation
Pangaea entstand durch den Zusammenschluss von Laurussia – dem Old-Red-Kontinent – und Gondwana – dem Großen Südkontinent – durch Schließung des Iapetus-Ozeans und des Rheischen Ozeans. Die Kollision der beiden Kontinentalplatten unterbrach den Wasser- und Wärmeaustausch der äquatorialen Meeresströmungen. Als Folge der eingeschränkten ozeanischen Zirkulation verstärkte sich der im Karbon beginnende globale Abkühlungstrend und dauerte bis in das Perm hinein an (permokarbonische Vereisung). Zusätzlich entstand parallel zum Äquator zwischen 30° nördlicher und 30° südlicher Breite ein saisonal auftretender, sehr starker Monsun-Einfluss („Mega-Monsun“), von dessen Niederschlägen vor allem die küstennahen Regionen profitierten. ⓘ
Die kleineren Peri-Gondwana-Elemente Perunica, Armorica, aber auch die Kratone des heutigen Sibirien, Kasachstans, Nord- und Südchinas sowie mehrere vulkanische Inselbögen waren weitere Konstituenten. Umgeben war Pangaea vom weltumspannenden Ozean Panthalassa und seiner riesigen östlichen Bucht, der Tethys. ⓘ
Pangaea ist nur der jüngste Superkontinent, der sich aus den geologischen Aufzeichnungen rekonstruieren lässt. Die Bildung von Superkontinenten und ihr Zerfall scheinen in der Erdgeschichte zyklisch verlaufen zu sein. Möglicherweise gab es vor Pangaea bereits mehrere andere. ⓘ
Paläomagnetische Messungen helfen Geologen bei der Bestimmung des Breitengrads und der Ausrichtung alter Kontinentalblöcke, und neuere Techniken können bei der Bestimmung der Längengrade helfen. Die Paläontologie hilft bei der Bestimmung des Klimas in der Antike, indem sie die aus paläomagnetischen Messungen ermittelten Breitengrade bestätigt, und die Verbreitung alter Lebensformen gibt Aufschluss darüber, welche Kontinentalblöcke zu bestimmten geologischen Zeitpunkten nahe beieinander lagen. Die Rekonstruktionen der Kontinente vor Pangaea, einschließlich der in diesem Abschnitt beschriebenen, bleiben jedoch teilweise spekulativ, und die verschiedenen Rekonstruktionen werden sich in einigen Details unterscheiden. ⓘ
Frühere Superkontinente
Der viertletzte Superkontinent, Columbia oder Nuna genannt, scheint sich im Zeitraum vor 2,0-1,8 Milliarden Jahren (Ga) gebildet zu haben. Columbia/Nuna zerbrach, und der nächste Superkontinent, Rodinia, bildete sich aus der Akkretion und dem Zusammenschluss seiner Fragmente. Rodinia bestand von vor etwa 1,3 Milliarden Jahren bis vor etwa 750 Millionen Jahren, aber seine genaue Konfiguration und geodynamische Geschichte sind nicht annähernd so gut verstanden wie die der späteren Superkontinente Pannotia und Pangaea. ⓘ
Einer Rekonstruktion zufolge zerfiel Rodinia beim Auseinanderbrechen in drei Teile: den Superkontinent Proto-Laurasia, den Superkontinent Proto-Gondwana und den kleineren Kongo-Kraton. Proto-Laurasia und Proto-Gondwana wurden durch den Proto-Tethys-Ozean getrennt. Danach spaltete sich Proto-Laurasia selbst auf und bildete die Kontinente Laurentia, Sibirien und Baltica. Baltica bewegte sich östlich von Laurentia, und Sibirien bewegte sich nordöstlich von Laurentia. Durch die Aufspaltung entstanden auch zwei neue Ozeane, der Iapetus-Ozean und der Paläoasiatische Ozean. Die meisten der oben genannten Massen verschmolzen erneut und bildeten den relativ kurzlebigen Superkontinent Pannotia. Dieser Superkontinent umfasste große Landflächen in der Nähe der Pole und in der Nähe des Äquators nur einen relativ schmalen Streifen, der die polaren Massen miteinander verband. Pannotia bestand bis 540 Ma, also bis zum Beginn des Kambriums, und zerbrach dann, wobei die Kontinente Laurentia, Baltica und der südliche Superkontinent Gondwana entstanden. ⓘ
Entstehung von Euramerika (Laurussia)
Im Kambrium lag der Kontinent Laurentia, aus dem später Nordamerika werden sollte, auf dem Äquator und war von drei Ozeanen umgeben: dem Panthalassischen Ozean im Norden und Westen, dem Iapetus-Ozean im Süden und dem Khanty-Ozean im Osten. Im frühen Ordovizium, um 480 Ma, löste sich der Mikrokontinent Avalonia - eine Landmasse, die Teile des späteren östlichen Neufundlands, der südlichen Britischen Inseln und Teile Belgiens, Nordfrankreichs, Neuschottlands, Neuenglands, Süd-Iberiens und Nordwestafrikas umfasste - von Gondwana und begann seine Reise nach Laurentia. Baltica, Laurentia und Avalonia vereinigten sich am Ende des Ordoviziums zu einer Landmasse namens Euramerica oder Laurussia und schlossen den Iapetus-Ozean ab. Die Kollision führte auch zur Bildung der nördlichen Appalachen. Sibirien lag in der Nähe von Euramerika, und zwischen den beiden Kontinenten befand sich der Khanty-Ozean. Während all dies geschah, driftete Gondwana langsam auf den Südpol zu. Dies war der erste Schritt zur Bildung von Pangäa. ⓘ
Kollision von Gondwana mit Euramerika
Der zweite Schritt bei der Bildung von Pangäa war die Kollision von Gondwana mit Euramerika. In der Mitte des Silur, 430 Ma, war Baltica bereits mit Laurentia kollidiert und hatte Euramerika gebildet, ein Ereignis, das als Kaledonische Orogenese bezeichnet wird. Avalonia war noch nicht mit Laurentia kollidiert, aber während sich Avalonia auf Laurentia zubewegte, schrumpfte der Meeresweg zwischen ihnen, ein Überbleibsel des Iapetus-Ozeans, langsam. In der Zwischenzeit löste sich Südeuropa von Gondwana und begann, sich über den Rheischen Ozean in Richtung Euramerika zu bewegen. Im Devon kollidierte es mit dem südlichen Baltikum. ⓘ
Im späten Silur spalteten sich Annamia und Südchina von Gondwana ab und begannen, sich nach Norden zu bewegen, wodurch der Proto-Tethys-Ozean in ihrem Weg schrumpfte und der neue Paläo-Tethys-Ozean in ihrem Süden entstand. Im Devon bewegte sich Gondwana selbst in Richtung Euramerika, wodurch der Rheische Ozean schrumpfte. Im frühen Karbon berührte Nordwestafrika die südöstliche Küste Euramerikas, wodurch der südliche Teil der Appalachen, das Meseta-Gebirge und das Mauretaniden-Gebirge entstanden - ein Ereignis, das als variszische Orogenese bezeichnet wird. Südamerika bewegte sich nach Norden in den Süden Euramerikas, während sich der östliche Teil von Gondwana (Indien, Antarktis und Australien) vom Äquator aus in Richtung Südpol bewegte. Nord- und Südchina befanden sich auf unabhängigen Kontinenten. Der Mikrokontinent Kasachstanien war mit Sibirien kollidiert. (Sibirien war seit der Deformation des Superkontinents Pannotia im mittleren Karbon über Millionen von Jahren ein eigenständiger Kontinent gewesen). ⓘ
Die variszische Orogenese hob das zentrale Pangäische Gebirge an, das in seiner Größe mit dem modernen Himalaya vergleichbar war. Da sich Pangäa nun vom Südpol über den Äquator bis weit in die nördliche Hemisphäre hinein erstreckte, entstand ein intensives Megamonsun-Klima, mit Ausnahme einer immerfeuchten Zone unmittelbar um das Zentralgebirge. ⓘ
Entstehung von Laurasia
Das westliche Kasachstan kollidierte im späten Karbon mit Baltica und schloss den Ural-Ozean zwischen ihnen und der westlichen Proto-Tethys in ihnen (Ural-Orogenese), was nicht nur die Bildung des Uralgebirges, sondern auch des Superkontinents Laurasia zur Folge hatte. Dies war der letzte Schritt bei der Bildung von Pangäa. In der Zwischenzeit war Südamerika mit dem südlichen Laurentien kollidiert, wodurch sich der Rheische Ozean schloss und die variszische Orogenese mit der Bildung des südlichsten Teils der Appalachen und der Ouachita Mountains abgeschlossen wurde. Zu diesem Zeitpunkt befand sich Gondwana in der Nähe des Südpols, und es bildeten sich Gletscher in der Antarktis, in Indien, Australien, im südlichen Afrika und in Südamerika. Der nordchinesische Block kollidierte im Jura mit Sibirien und schloss den Proto-Tethys-Ozean vollständig ab. ⓘ
Im frühen Perm spaltete sich die Cimmerische Platte von Gondwana ab und bewegte sich auf Laurasia zu, wodurch der Paläo-Tethys-Ozean geschlossen wurde, aber ein neuer Ozean, der Tethys-Ozean, an seinem südlichen Ende entstand. Die meisten Landmassen befanden sich in einem einzigen Ozean. In der Trias drehte sich Pangäa ein wenig, und die Cimmerische Platte bewegte sich noch bis zum mittleren Jura über die schrumpfende Paläo-Tethys. In der späten Trias hatte sich die Paläo-Tethys von Westen nach Osten geschlossen, wodurch die Cimmerische Orogenese entstand. Pangäa, das wie ein C aussah, mit dem neuen Tethys-Ozean innerhalb des C, hatte sich bis zum mittleren Jura aufgespalten, und seine Deformation wird weiter unten erklärt. ⓘ
 Paläogeographie der Erde an der Perm-Trias-Grenze, ca. 250 Mio. Jahre. Sibirien ist mit Pangäa verschmolzen, um den Aufbau des Superkontinents zu vollenden. ⓘ |
Leben
Pangäa bestand als Superkontinent 160 Millionen Jahre lang, von seinem Zusammenschluss vor etwa 335 Millionen Jahren (Frühkarbon) bis zu seinem Zerfall vor 175 Millionen Jahren (Mitteljura). In diesem Zeitraum fanden wichtige Entwicklungen in der Evolution des Lebens statt. Die Meere des frühen Karbon wurden von Riffelkorallen, Brachiopoden, Moostierchen, Haien und den ersten Knochenfischen beherrscht. Das Leben an Land wurde von Lycopsidenwäldern beherrscht, die von Insekten und anderen Gliederfüßern sowie den ersten Tetrapoden bewohnt wurden. Als Pangaea im mittleren Jura auseinanderbrach, wimmelte es in den Meeren von Weichtieren (insbesondere Ammoniten), Ichthyosauriern, Haien und Rochen sowie den ersten Knochenfischen mit Strahlenflossen, während das Leben an Land von Cycaden- und Nadelwäldern beherrscht wurde, in denen die Dinosaurier gediehen und in denen die ersten echten Säugetiere auftauchten. ⓘ
Die Entwicklung des Lebens in dieser Zeit spiegelt die Bedingungen wider, die durch den Zusammenschluss von Pangäa geschaffen wurden. Durch die Vereinigung des größten Teils der kontinentalen Kruste zu einer einzigen Landmasse verringerte sich die Ausdehnung der Meeresküsten. Die verstärkte Erosion durch die angehobene kontinentale Kruste führte dazu, dass Auen und Deltas im Vergleich zu flachen Meeresgebieten an Bedeutung gewannen. Der Zusammenschluss der Kontinente und die Hebung der Erdkruste führten auch zu einem zunehmend trockeneren Landklima, was die Entwicklung von amnioten Tieren und Samenpflanzen begünstigte, deren Eier und Samen besser an ein trockenes Klima angepasst waren. Der frühe Trend zur Austrocknung war im westlichen Pangäa am stärksten ausgeprägt, das zu einem Zentrum der Evolution und der geografischen Ausbreitung der Amnioten wurde. ⓘ
Kohlesümpfe bilden sich typischerweise in immerfeuchten Regionen in der Nähe des Äquators. Mit dem Zusammenschluss von Pangaea wurde die intertropische Konvergenzzone unterbrochen und ein extremes Monsunklima geschaffen, das die Kohleablagerung auf den niedrigsten Stand der letzten 300 Millionen Jahre brachte. Während des Perms beschränkte sich die Kohleablagerung weitgehend auf die Mikrokontinente Nord- und Südchina, die zu den wenigen Gebieten kontinentaler Kruste gehörten, die noch nicht mit Pangaea zusammengewachsen waren. Die extremen Klimabedingungen im Inneren von Pangaea spiegeln sich in den Knochenwachstumsmustern der Pareiasaurier und in den Wachstumsmustern der Gymnospermenwälder wider. ⓘ
Es wird angenommen, dass das Fehlen ozeanischer Barrieren den Kosmopolitismus begünstigt hat, bei dem erfolgreiche Arten eine weite geografische Verbreitung erlangen. Der Kosmopolitismus wurde auch durch Massenaussterben begünstigt, darunter das permisch-triassische Aussterbeereignis, das schwerste in der fossilen Überlieferung, und auch das triassisch-jurassische Aussterbeereignis. Diese Ereignisse führten zu einer Katastrophenfauna mit geringer Diversität und hohem Kosmopolitismus, einschließlich Lystrosaurus, der sich nach dem permisch-triassischen Aussterbeereignis opportunistisch in jeden Winkel von Pangäa ausbreitete. Andererseits gibt es Belege dafür, dass viele Pangäa-Arten trotz des Fehlens geografischer Barrieren provinziell waren und eine begrenzte geografische Reichweite hatten. Dies könnte auf die starken Klimaschwankungen je nach Breitengrad und Jahreszeit zurückzuführen sein, die durch das extreme Monsunklima verursacht wurden. So wurden beispielsweise kälteangepasste Pteridospermien (frühe Samenpflanzen) aus Gondwana durch das äquatoriale Klima an der Ausbreitung in ganz Pangäa gehindert, und nördliche Pteridospermien dominierten schließlich in der Trias in Gondwana. ⓘ
Massenaussterben
Die Tektonik und Geografie von Pangäa könnten das permisch-triassische Aussterben oder andere Aussterbeereignisse verschlimmert haben. So könnte beispielsweise die geringere Ausdehnung der kontinentalen Schelfgebiete dazu geführt haben, dass marine Arten vom Aussterben bedroht waren. In jüngeren und besser charakterisierten Teilen der geologischen Aufzeichnungen wurden jedoch keine Beweise für einen Effekt auf die Fläche der Arten gefunden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die mit der Bildung von Pangaea verbundene geringere Ausbreitung des Meeresbodens und die daraus resultierende Abkühlung und Absenkung der ozeanischen Kruste die Zahl der Inseln, die als Refugien für marine Arten hätten dienen können, verringert haben könnte. Die Artenvielfalt kann bereits vor dem Massenaussterben durch die Vermischung von Arten, die durch das Zusammenwachsen ehemals getrennter Kontinente möglich war, reduziert worden sein. Es gibt jedoch deutliche Hinweise darauf, dass klimatische Barrieren die ökologischen Gemeinschaften in verschiedenen Teilen Pangäas weiterhin voneinander trennten. Die Eruptionen der Emeishan-Fallen haben möglicherweise Südchina, eines der wenigen nicht mit Pangäa verschmolzenen Kontinentalgebiete, als Refugium ausgeschaltet. ⓘ
Rifting und Aufspaltung
Das Auseinanderbrechen von Pangaea verlief in drei Hauptphasen. ⓘ
Öffnung des Atlantiks
Der Atlantische Ozean öffnete sich nicht gleichmäßig, sondern das Rifting begann im nordzentralen Atlantik. Das erste Auseinanderbrechen von Pangäa wird für das späte Ladinium (230 Mio. Jahre) mit einer ersten Ausbreitung im sich öffnenden Zentralatlantik vorgeschlagen. Dann setzte sich das Rifting entlang des östlichen Rands von Nordamerika, des nordwestafrikanischen Rands und des Hohen Atlas, der Sahara und Tunesiens fort. ⓘ
Eine weitere Phase begann im frühen und mittleren Jura (ca. 175 Mio. Jahre), als Pangäa begann, sich vom Tethys-Ozean im Osten zum Pazifischen Ozean im Westen zu spalten. Das Rifting, das zwischen Nordamerika und Afrika stattfand, führte zu mehreren gescheiterten Rifts. Ein Riss führte zu einem neuen Ozean, dem Nordatlantik. ⓘ
Der Südatlantik öffnete sich erst in der Kreidezeit, als Laurasia begann, sich im Uhrzeigersinn zu drehen und sich mit Nordamerika im Norden und Eurasien im Süden nach Norden zu bewegen. Die Bewegung Laurasias im Uhrzeigersinn führte viel später zur Schließung des Tethys-Ozeans und zur Verbreiterung des Sinus Borealis", der später zum Arktischen Ozean wurde. Währenddessen bildeten sich auf der anderen Seite Afrikas und entlang der angrenzenden Ränder Ostafrikas, der Antarktis und Madagaskars neue Risse, die zur Bildung des südwestlichen Indischen Ozeans führten, der sich in der Kreidezeit öffnete. ⓘ
Durch plattentektonische Vorgänge begann Pangaea ab der späten Trias (etwa 230 mya) auseinanderzubrechen. Der Zerfall beschränkte sich zunächst auf den Südteil (Gondwana), mit Öffnung der Tethys nach Westen und Öffnung des Zentral- und Südatlantiks, sowie des Antarktischen und Indischen Ozeans. Geologische Zeugnisse des beginnenden Zerfalls sind unter anderem die triassisch-jurassischen Grabenbruch-Sedimente und Basalte der Newark-Becken im Osten Nordamerikas und die jurassischen Basalte (u. a. Drakensberge) und Dolerit-Gänge in den Karoo-Becken im südlichen Afrika. Der ehemalige Nordteil Pangaeas (Laurasia) bestand noch bis ins frühe Känozoikum, da sich der Nordatlantik erst zu diesem Zeitpunkt allmählich öffnete. ⓘ
Der Erdmantel unter Pangaeas ehemaliger Position ist noch immer heißer als anderswo. Daher liegt Afrika etwa zehn Meter höher als die übrigen Kontinente. ⓘ
Aufspaltung von Gondwana
Die zweite große Phase des Auseinanderbrechens von Pangäa begann in der frühen Kreidezeit (150-140 Ma), als sich die Landmasse von Gondwana in mehrere Kontinente (Afrika, Südamerika, Indien, Antarktis und Australien) aufteilte. Die Subduktion am Tethyan-Graben führte wahrscheinlich dazu, dass sich Afrika, Indien und Australien nach Norden bewegten und sich ein "Südindischer Ozean" öffnete. In der frühen Kreidezeit trennte sich Atlantica, das heutige Südamerika und Afrika, schließlich vom östlichen Gondwana (Antarktis, Indien und Australien). In der mittleren Kreide zersplitterte Gondwana und öffnete den Südatlantischen Ozean, als Südamerika begann, sich von Afrika nach Westen zu entfernen. Der Südatlantik entwickelte sich nicht gleichförmig, sondern riftete von Süden nach Norden. ⓘ
Zur gleichen Zeit begannen Madagaskar und Indien, sich von der Antarktis zu lösen und nach Norden zu wandern, wodurch sich der Indische Ozean öffnete. Madagaskar und Indien trennten sich in der späten Kreidezeit um 100-90 Ma voneinander. Indien bewegte sich mit einer Geschwindigkeit von 15 Zentimetern pro Jahr (ein plattentektonischer Rekord) weiter nach Norden in Richtung Eurasien und schloss den östlichen Tethys-Ozean, während Madagaskar stehen blieb und mit der Afrikanischen Platte verbunden wurde. Neuseeland, Neukaledonien und der Rest Seelands begannen, sich von Australien zu trennen, bewegten sich ostwärts in Richtung Pazifik und öffneten die Korallen- und die Tasmanische See. ⓘ
Öffnung der Norwegischen See und Aufbrechen von Australien und der Antarktis
Die dritte große und letzte Phase des Auseinanderbrechens von Pangäa fand im frühen Känozoikum (Paläozän bis Oligozän) statt. Laurasia spaltete sich auf, als Nordamerika/Grönland (auch Laurentia genannt) sich von Eurasien löste und die Norwegische See um 60-55 Ma öffnete. Der Atlantische und der Indische Ozean dehnten sich weiter aus und schlossen den Tethys-Ozean. ⓘ
In der Zwischenzeit spaltete sich Australien von der Antarktis ab und bewegte sich schnell nach Norden, so wie es Indien mehr als 40 Millionen Jahre zuvor getan hatte. Australien befindet sich derzeit auf Kollisionskurs mit Ostasien. Sowohl Australien als auch Indien bewegen sich derzeit mit 5-6 Zentimetern pro Jahr nach Nordosten. Die Antarktis befindet sich seit der Bildung von Pangäa (ca. 280 Mio. Jahre) in der Nähe des Südpols oder an diesem. Indien kollidierte ab etwa 35 Millionen Jahren mit Asien, wodurch sich die Himalaya-Orogenese bildete und der Tethys-See endgültig geschlossen wurde; diese Kollision dauert bis heute an. Die Afrikanische Platte begann ihre Richtung zu ändern, von Westen nach Nordwesten in Richtung Europa, und Südamerika begann sich nach Norden zu bewegen, wodurch es von der Antarktis getrennt wurde und zum ersten Mal eine vollständige ozeanische Zirkulation um die Antarktis möglich wurde. Diese Bewegung führte zusammen mit der abnehmenden Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre zu einer raschen Abkühlung der Antarktis und ermöglichte die Bildung von Gletschern. Diese Vergletscherung führte schließlich zu den kilometerdicken Eisschilden, die wir heute sehen. Während des Känozoikums fanden weitere wichtige Ereignisse statt, darunter die Öffnung des Golfs von Kalifornien, die Hebung der Alpen und die Öffnung des Japanischen Meeres. Das Auseinanderbrechen von Pangäa setzt sich heute im Rotmeer-Graben und im Ostafrikanischen Graben fort. ⓘ
Klimawandel nach Pangaea
Das Auseinanderbrechen von Pangäa ging mit dem Ausgasen großer Mengen von Kohlendioxid aus den Kontinentalrissen einher. Dies führte zu einem mesozoischen CO2-Hoch, das zu dem sehr warmen Klima in der frühen Kreidezeit beitrug. Auch die Öffnung des Tethys-Ozeans trug zur Erwärmung des Klimas bei. Die sehr aktiven mittelozeanischen Rücken, die mit dem Auseinanderbrechen von Pangäa einhergingen, ließen den Meeresspiegel auf den höchsten Stand seit Beginn der Erdgeschichte ansteigen und überfluteten große Teile der Kontinente. ⓘ
Die Ausdehnung der gemäßigten Klimazonen, die mit dem Auseinanderbrechen von Pangäa einherging, könnte zur Diversifizierung der Angiospermen beigetragen haben. ⓘ
Gebirgsbildungen
Im Zuge der Kollisionen der Kontinentalschollen im Paläozoikum kam es zu Gebirgsbildungen, deren Zeugnisse noch heute in einigen Rumpfgebirgen im westlichen Europa und Nordamerika vorhanden sind. So finden sich stark verfaltete Krustenteile Avalonias – aus der ersten Kollision mit Baltica und der zweiten Kollision mit Laurentia – in Neufundland, England, Norddeutschland, im Karpatenbogen und auf der Balkanhalbinsel sowie in Spanien und Marokko. ⓘ
Die ersten dieser Gebirgsbildungen sind die Takonische und die Kaledonische Orogenese im späten Ordovizium und im Silur (444–416 mya). Davon betroffen waren
- die Ostküste Laurentias (Takonische Orogenese)
- nordwestliche Teile Europas: Nordirland, Nord- und West-Wales, Schottland und Norwegen (Kaledonische Orogenese) ⓘ
Einige zehn Millionen Jahre später (die Phasen gehen ineinander über) folgte die Akadisch-Variszische Orogenese im Devon und Karbon (390–310 mya). ⓘ
- In West- und Mitteleuropa entstand der Gebirgsgürtel der Varisziden. Die variszischen Berge reichten vom heutigen Portugal und West-Spanien bis nach Südwest-Irland, Cornwall und Südwales (Pembrokeshire, Gower-Halbinsel und Vale of Glamorgan). Auf dem europäischen Festland beschreibt das Gebirge einen weiten Bogen: Armorikanisches Massiv in der Bretagne, Zentralfrankreich, Ardennen, Rheinisches Schiefergebirge; Odenwald, Spessart und Harz; Thüringisch-Fränkisches Mittelgebirge, Erzgebirge und schließlich am Ostrand die Böhmische Masse. Nach Süden zieht sich ein Gebirgsband vom Schwarzwald über die Vogesen und das französische Zentralmassiv bis nach Korsika und Sardinien.
- Am Kanadischen Schild entstanden die nördlichen Appalachen, zuerst in der Akadischen, später in der Alleghenischen Orogenese. In Texas und Mexiko kam es ebenso zu Auffaltungen wie in Nevada und in Arkansas (Ouachita-Berge).
- Im Perm (ab 290 mya) vollzog sich die Kollision Balticas – bereits Teil Laurussias – mit dem sibirischen und kasachischen Kraton, wodurch der „Ur-Ural“ entstand (siehe auch →Chanty-Mansi-Ozean).
In der Trias (ab 250 mya) bildeten sich im späteren Mitteleuropa die relativ stark durch kontinentale Sedimentation geprägten Schichten der Germanischen Fazies, während es im Bereich des heutigen Südeuropas und der Alpen zu stärker marin geprägten Ablagerungen der Tethys kam. ⓘ
Tektonische Begleiterscheinungen und Folgen
Alle Gebirgszüge dieser Epochen sind durch Erosion soweit sedimentiert, dass die ehemaligen Sechs- bis Achttausender-Gipfel bestenfalls als Rumpfgebirge sichtbar sind oder Schichten in späteren Gebirgsbildungen bilden. Besonders interessant erscheint die Tatsache, dass Sedimente des Iapetus-Ozeans sowohl in den Appalachen als auch in den Kaledonischen Bergen als Sutur nachweisbar sind. Das bedeutet, dass genau an der ursprünglichen „Verschweißungszone“ der Kontinentalschollen nach 150 Millionen Jahren – zumindest zum Teil – auch deren Bruch erfolgte. ⓘ
Wie bei jeder Gebirgsbildung kam es auch hier zur Hebung älterer Gesteinsschichten: In der Böhmischen Masse des Waldviertels in Niederösterreich wurden durch die variszischen Hebungsereignisse Gneise aus dem Superkontinent Rodinia von vor 1,1 Milliarden Jahren „zutage gefaltet“ bzw. auf jüngere Gesteinsschichten überschoben. ⓘ
Die variszischen Gebirgsbildungen hatten auch Magma-Aufstiege aus der Tiefe zur Folge, die mancherorts zu Erzlagerstätten geführt haben. Durch die im Vorland der Geosynklinalen auftretenden Senkungen sind dort auch abgetragene Massen von Gebirgsschutt und Feinsedimenten abgelagert worden (siehe auch Sedimentbecken). Diesen Vorgängen verdankt u. a. das Ruhrgebiet seine zahlreichen Kohlenflöze. ⓘ