Pangaea

Überblick und Bedeutung

Pangaea, alternativ Pangäa, war ein Urkontinent, der alle im Perm vorhandenen Landmassen der Erde umfasste. In der Theorie der Plattentektonik gilt Pangaea als Superkontinent und als der bisher letzte Superkontinent der Erdgeschichte. Er bestand vom Späten Karbon vor 325 Millionen Jahren bis in den Jura vor 150 Millionen Jahren. In diesen Zeitraum fielen sowohl das große Massenaussterben am Ende des Perm als auch der Beginn der evolutionären Entwicklung der Dinosaurier.

Einschließlich seiner Schelfsockel, also der flachen, untermeerischen Randbereiche der Kontinente, hatte Pangaea eine Fläche von rund 138 Millionen km². Davon gehörten 73 Millionen km² zum südlichen Bereich, der aus dem früheren Großkontinent Gondwana hervorgegangen war. Pangaea war vom weltumspannenden Ozean Panthalassa umgeben. Dessen riesige östliche Bucht war die Tethys.

Entstehung und Klima

Pangaea entstand vor allem durch den Zusammenschluss von Laurussia, dem sogenannten Old-Red-Kontinent, und Gondwana, dem Großen Südkontinent. Dafür schlossen sich der Iapetus-Ozean und der Rheische Ozean, während die Kontinentalplatten miteinander kollidierten. Weitere Bestandteile waren kleinere Peri-Gondwana-Elemente wie Perunica und Armorica, die Kratone des heutigen Sibirien, Kasachstans, Nord- und Südchinas sowie mehrere vulkanische Inselbögen. Ein Kraton ist ein sehr alter und geologisch stabiler Kernbereich eines Kontinents.

Die Vereinigung der Landmassen hatte weitreichende Auswirkungen auf das Klima. Die Kollision von Laurussia und Gondwana unterbrach den Wasser- und Wärmeaustausch durch äquatoriale Meeresströmungen. Die eingeschränkte ozeanische Zirkulation verstärkte den bereits im Karbon begonnenen globalen Abkühlungstrend. Diese als permokarbonische Vereisung bezeichnete Kältephase dauerte bis in das Perm hinein.

Zwischen 30° nördlicher und 30° südlicher Breite entstand außerdem parallel zum Äquator ein saisonal auftretender, sehr starker Monsuneinfluss. Dieser „Mega-Monsun“ brachte vor allem den küstennahen Gebieten Niederschläge.

Kollisionen und Gebirgsbildung

Beim Zusammenstoß der Kontinentalschollen während des Paläozoikums entstanden große Gebirge. Ihre Überreste sind heute noch als Rumpfgebirge in Westeuropa und Nordamerika oder als Bestandteile jüngerer Gebirge erkennbar. Stark verfaltete Teile der Erdkruste des früheren Kleinkontinents Avalonia befinden sich unter anderem in Neufundland, England, Norddeutschland, im Karpatenbogen, auf der Balkanhalbinsel sowie in Spanien und Marokko. Sie gehen auf eine erste Kollision Avalonias mit Baltica und eine zweite mit Laurentia zurück.

Zu den frühen Gebirgsbildungen gehörten die Takonische und die Kaledonische Orogenese im späten Ordovizium und im Silur, also vor 444–416 Millionen Jahren. Als Orogenese wird der geologische Vorgang der Gebirgsbildung bezeichnet. Die Takonische Orogenese betraf die Ostküste Laurentias. Die Kaledonische Orogenese erfasste nordwestliche Teile Europas, darunter Nordirland, Nord- und West-Wales, Schottland und Norwegen.

Einige zehn Millionen Jahre später folgte die Akadisch-Variszische Orogenese im Devon und Karbon vor 390–310 Millionen Jahren; die einzelnen Phasen gingen ineinander über. In West- und Mitteleuropa entstand dabei der Gebirgsgürtel der Varisziden. Er reichte vom heutigen Portugal und Westspanien über Südwestirland, Cornwall und Südwales bis zu zahlreichen Gebieten des europäischen Festlands. Dazu zählen das Armorikanische Massiv, Zentralfrankreich, die Ardennen, das Rheinische Schiefergebirge, Odenwald, Spessart, Harz, das Thüringisch-Fränkische Mittelgebirge, das Erzgebirge und die Böhmische Masse. Ein südliches Gebirgsband verlief vom Schwarzwald über die Vogesen und das französische Zentralmassiv bis nach Korsika und Sardinien.

Am Kanadischen Schild entstanden zunächst durch die Akadische und später durch die Alleghenische Orogenese die nördlichen Appalachen. Auch in Texas, Mexiko, Nevada und Arkansas wurden Gesteinsschichten aufgefaltet; in Arkansas entstanden die Ouachita-Berge. Im Perm, ab etwa 290 Millionen Jahren vor heute, kollidierte Baltica, das bereits zu Laurussia gehörte, mit dem sibirischen und dem kasachischen Kraton. Dadurch bildete sich der „Ur-Ural“.

In der Trias ab 250 Millionen Jahren entstanden im späteren Mitteleuropa die stark durch Ablagerungen auf dem Festland geprägten Schichten der Germanischen Fazies. Eine Fazies bezeichnet die charakteristische Ausbildung eines Gesteins oder einer Schichtenfolge unter bestimmten Ablagerungsbedingungen. Im Gebiet des heutigen Südeuropas und der Alpen lagerten sich dagegen stärker vom Meer geprägte Sedimente der Tethys ab.

Geologische Spuren und Rohstoffe

Die damals entstandenen Gebirge wurden durch Erosion stark abgetragen. Ihre früheren 6000 bis 8000 Meter hohen Gipfel sind heute höchstens noch als Rumpfgebirge erhalten oder bilden Gesteinsschichten innerhalb später entstandener Gebirge.

Sedimente des Iapetus-Ozeans lassen sich sowohl in den Appalachen als auch in den Kaledonischen Bergen als Sutur nachweisen. Eine Sutur ist die geologische Naht- oder „Verschweißungszone“, an der zwei Kontinentalschollen zusammenstießen. Nach 150 Millionen Jahren erfolgte zumindest ein Teil des späteren Auseinanderbrechens wieder entlang dieser ursprünglichen Verbindung.

Die Gebirgsbildungen hoben auch ältere Gesteinsschichten an. In der Böhmischen Masse des Waldviertels in Niederösterreich brachten die variszischen Hebungsvorgänge Gneise an die Oberfläche oder schoben sie über jüngere Gesteine. Diese Gneise stammen aus dem etwa 1,1 Milliarden Jahre alten Superkontinent Rodinia.

Mit der variszischen Gebirgsbildung waren zudem Magma-Aufstiege aus der Tiefe verbunden, durch die örtlich Erzlagerstätten entstanden. Gleichzeitig sanken Bereiche im Vorland der Gebirge ab. Dort sammelten sich abgetragener Gebirgsschutt und feine Sedimente in Sedimentbecken. Diesen Vorgängen verdankt unter anderem das Ruhrgebiet seine zahlreichen Kohlenflöze.

Zerfall und heutige Folgen

Ab der späten Trias, etwa 230 Millionen Jahre vor heute, begann Pangaea durch plattentektonische Prozesse auseinanderzubrechen. Zunächst war hauptsächlich der südliche Teil, Gondwana, betroffen. Dabei öffnete sich die Tethys nach Westen. Gleichzeitig begann die Bildung des Zentral- und Südatlantiks sowie des Antarktischen und des Indischen Ozeans.

Spuren dieses frühen Zerfalls sind die Grabenbruch-Sedimente und Basalte aus Trias und Jura in den Newark-Becken im Osten Nordamerikas. Grabenbrüche sind abgesunkene Bereiche der Erdkruste, die durch Dehnung entstehen. Weitere Zeugnisse sind jurassische Basalte, unter anderem in den Drakensbergen, und Dolerit-Gänge in den Karoo-Becken im südlichen Afrika.

Der frühere Nordteil Pangaeas, Laurasia, blieb länger bestehen. Er zerfiel erst im frühen Känozoikum weiter, als sich der Nordatlantik allmählich öffnete.

Der Erdmantel unter der ehemaligen Position Pangaeas ist bis heute heißer als in anderen Gebieten. Als Folge davon liegt Afrika ungefähr zehn Meter höher als die übrigen Kontinente.