Triassic-Jurassic Events - J. Reitner () - Erdgeschichte 2018

Triassic-Jurassic Events

     - Erdgeschichte 2018 -
 J. Reitner (jreitne@gwdg.de)

Retrospect:

End-Ordovician Mass Extinction

                                      Ordovician extinction
                                   (443-445 million years ago)

                                     Ordovician extinction
                                      was the second most
                                    devastating extinction to
                                     marine communities in
                                         earth history
                        MD
                                     About 85% of known
      PZ                           marine species died in this
                                           extinction
CM

            (Sepkoski, 1978,1979,1981,1984; Sheehan, 2001)

End-Ordovizium (445 Ma)

(Brenchley et al., 2006; Harper et al., 2014)

Interpretation:

                Corg

                                     Deep water sponge communities
                                     „escaping“ anoxic conditions

Autochthonous spiculite formation
at the sediment/oxycline interface
                                       Palaeorossella siniensis n.gen.n.sp

Frasne-Famenne                           (ca. 370 Ma)

- „Kellwasser-Ereignis“

- Mehrere Aussterbephasen

- 20% aller bekannten Tier-Familien und 70% aller bekannten Spezies

 sterben aus

- Insbesondere tropische marine Faunen betroffen

- Verschiedene Erklärungsansätze

    - Klima (Vereisung)

    - Meerespiegelschwankungen

    - Anoxia

                                                                               (www.stratigraphy.org)
    - (Vulkanismus, Impacts, Radiation der Landpflanzen)

- Komplexe Wechselwirkung zwischen einzelnen Prozessen!

Kellwasser Frasne-Famenne
Typlokalität

       OKW

                 UKW

Oberdevon
Frasne-Famenne Ereignis
     Globales Riff-Sterben
Black Shale Events (Kellwasser)
  Mikrotektit Lagen im oberen Kellwasser
   Black Shale event (Claeys et al. 1996)
               Crepida Zone
           Belgien und Südchina

       Nur an wenigen Stellen global
      gibt es Ir Anomalien (Südchina,
       Australien (Canning Becken).
        Im Canning Becken sind die
   Ir-Anomalien an Bakterien gebunden
                 (Frutexites).

       Keine weiteren Argumente!
    Die Massenextinktion könnte eine
   Folge eines großen Impaktes sein, es     Siljan-Krater, Mittelschweden
         ist aber nicht zwingend!           (368 My, 55 km)

Perm-Trias (ca. 252 Ma)
- Größtes bekanntes Aussterbe Ereignis des Phanerozoikums

- 90-96% aller bekannten marinen und 75% aller bekannten

 terrestrischen Arten sterben aus!

- Verschiedene Erklärungsansätze

    - Bildung von Pangaea

         - Verringerung von Schelf-Habitaten

         - Verminderte Ozeanzirkulation (anoxische/euxinische)

    - Vulkanismus (Sibirische Trapp Basalte, ca. 251 Ma)

         - Biogeochemische Kreisläufe?

         - Verwitterung/Klima (z.B. nuklearer Winter)?

         - Toxische Atmosphäre/Ozeane?                           (www.stratigraphy.org)

    - Impakt (C60 – C400 Fullerene, Impact Strukturen, Feuer)

Sibirische Trapp Basalte

Perm-Trias

                 P/T Xiakou
                 China
         Trias

         Perm

Black Shale

Trias

Lower Triassic
   249 My

Trias (252-201 Ma)

  Nothosaurus
                      Plateosauria
                Vorläufer der Dinosaurier

 Placodus

Triassische Meerwasserchemie
                   Niedrige Spreizungsraten

                                                                                         (Stanley & Hardie, 1998)

                                                      Mg:Ca – 5:1 = Aragonit
 (Stanley, 2001)                                      Mg:Ca – 2:1 = Calcit
Aragonit-Meer (als Folge von Pangaea; geringe Krustenbildung an mittelozeanischen Rücken => Mg/Ca hoch)

Germanische-alpine Trias

Biosphäre & Evolution

(Stanley, 2001)

 Re-Diversifizierung von Organismen, Superkontinent-Konfiguration erlaubte Landtieren weite Migration

Paläogeographie des
Germanischen Beckens   Keuper

        Buntsandstein

                        Aus Bloos 1998

                        Naturkunde Museum Stuttgart

Tethyale Trias: ostalpiner Schelf

Tethyale Trias: ostalpiner Schelf
             Helvetikum   Ostalpin

                                       Melliata
                                        Ozean
                                     Palaeotethys

                                           Melliata
                                           Kollision

Tethyale Trias: ostalpiner Schelf

Lebewelt der Trias

Alpine Trias (Noricum) Ammonit: Pinacoceras metternichi

Lebewelt der Trias

Chiroterium-Ticinosuchus
Buntsandstein

Buntsandstein: lakustrine Milieus

Eocyclotosaurus
Riesen-Lurch

SMNS

                                   Stromatolithe
                               Heeseberg/Untertrias
                            Typlokalität für Stromatolithe

Germanischer Muschelkalk

Gipskeuper
 Äulesberg

               Lungenfisch
                Ceratodus
               Trias Verein Thüringen
                                        Mastodonsaurus
                                        Wikimedia

wikimedia

Erste Säugetiere                    Synapside Vorläufer

                                                          JENKINS & PARRINGTON 1976

210 million-year-old fossil suggests mammalian            Morganucodontida
ancestors diversified in the Triassic
Haramiyavia clemmenseni, one of the earliest known
proto-mammals
Luo et al 2015, PNAS

Trias-Jura Aussterbe Ereignis
                                                                                5

                                                                     4

                                                                         Moderne Fauna

                                                Paläozoische Fauna

                             Kambrische Fauna

(Sepkoski, 1990; Droser & Finnegan 2003)

Central Atlantic
 magmatic province -
      CAMP

CO2, SO2, COS
CH4 (from methane hydrates)

Acidic Rain-Ocean Acidification

Letzte Conodonten-Rhät

                             Misikella posthernsteini

Während des Paläozoikums und der Trias wichtige Leitfossilien, sterben in der oberen Trias aus

Rhät – Aussterben der triassischen Ammoniten
Choristoceras marshi, die letzte Form

Adnet– rhätisches Korallenriff

Versauerung des Ozean-Wassers
  Frühdiagenetische Lösung des Aragonits
  Submarine Verkarstung der terminalen, rhätischen Korallen-Riffe
  Die entstandenen Hohlräume sind rotem Jura Sediment aufgefüllt
  Adnet

Massenaussterben besonders selektiv gegenüber Säure-sensitiven Organismen (inkl. Korallen)

Adnet– Trias/Jura Grenze

         Sinemurium

                 Hettangium:Tiefsee-Schwämme

         Rhät-Riff

Recovery Facies – sponge build ups and autochtonous spiculites
Adnet locality/Austria

TJB     Jurassic

              Sponge layer

      Triassic

Early Jurassic Sponge flourishing - World wide event
           Example: Alpine Tethyan Realm

          Jurassic-Hettangian: sponge communities

                                           Triassic-Rhaetian

Entwicklung der Neoammonidea

Übergang Trias-Jura, Stammformen der Neoammonidea
             Die ersten Jura Ammoniten

Faunenschnitt der terrestrischen Biota

Aussterben von mindestens 5 Hauptgruppen von großen Reptilien; Nischen für Dinosaurier frei

Floren-Wechsel an der T/J-Grenze

           Farne                                                                        Farne

                                                                                  (van de Schootbrugge et al., 2009)

Verschwinden typischer triassischer Baum-Pollen und “Fern Spike”: Störung der terrestrischen Ökosysteme?

Jura (201-145 Ma)

                    (www.stratigraphy.org)

Paläogeographie

Paläogeographie

http://www.angewandte-geologie.geol.uni-erlangen.de/sulzb_07.htm
                                                                   Bild R. Schoch, SMNS

Jurassische Meerwasserchemie
                   Niedrige Spreizungsraten

                      Hohe Spreizungsraten

                                                                                         (Stanley & Hardie, 1998)

(Stanley, 2001)

 Wechsel von Aragonit- zu Kalzit-Meeren aufgrund stärkerer Krustenbildung an mittelozeanischen Rücken

Toarcian Oceanic Anoxic Events-OAE: Posidonien Schiefer, Holzmaden

         Stenopterygius quadriscissus                                                Bositra radiata

         http://www.kulturstiftung.de/hilfe-fuer-depots/

                                                           Them et al Sci Rep 2017

Biosphäre & Evolution

(Stanley, 2001)

Zeitalter der Cycadeen (Palmfarne)

                                (www.wikipedia.org)

Wirbeltier-Evolution

 Ausbreitung der Dinosaurier über Pangaea

Dinosaurier

Unterscheidung basierend auf Beckenanatomie 2 Großgruppen: Ornithischia und Saurischia

Beispiele jurassischer Vertebraten

         Ichthyosaurier (z.B. Ophthalmosaurus)

Beispiele jurassischer Vertebraten

          Pterosauria (z.B. Pterodactylus)

Beispiele jurassischer Vertebraten

Archaeopteryx („Missing-Link“ zwischen theropoden Dinosauriern und Vögeln)

Erste Säugetiere

          Nature, 450, 1011-1019, 2007

Jurassische Säugetiere

   Haldanodon (Insektivor; Ober Jura)