Neogen

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Das Neogen ist das mittlere der drei Zeitalter der Erdneuzeit (Känozoikum). Es begann vor 23,03 Millionen Jahren mit dem Auftauen der Antarktis und endete vor 2,588 Millionen Jahren mit dem Ende des Pliozän. Ursprünglich (vor 2004) wurde das Paläogen mit dem Neogen zusammengefasst und als Tertiär bezeichnet. Auf dieses Tertiär folgt nach wie vor mit der Entstehung des Menschen dann das Quartär.

Die Untergrenze des Neogens markiert das erste Auftreten der Foraminifere Paragloborotalia kugleri und das Aussterben der Plankton-Art Reticulofenestra bisecta. Sein Ende markiert das Aussterben von Discoaster pentaradiatus und Discoaster surculus, zwei Vertreter des kalkigen Nanoplanktons.

Wichtige Ereignisse:

  • Alpidische Orogenese
  • Antarktis: Schmelzen der Polkappen
  • Antarktis: Erneute Vereisung
  • Neogene Megafauna
  • Messinische Salinitätskrise
  • Milancovic-Sensitivisierung der Erde


Unterteilung

Das Neogen teilt sich in zwei Serien, das Miozän und das Pliozän. Von diesen beiden ist das Miozän mit einer Dauer von 17 Millionen Jahren das länger andauernde. Beide Namen wurden vor 2004 bereits für die Serien des Tertiärs verwendet. Das Miozän teilt sich in sechs Stufen, in chronologischer Reihenfolge Aquitanium, Burdigalium, Langhium, Serravallium, Tortonium und Messinium. Das Pliozän mit einer Dauer von nur 2,8 Millionen Jahren teilt sich nur in zwei Stufen: Zancleum und Piacenzium.

Namensherkunft

Der Name Neogen leitet sich von den griechischen Begriffen neos (=neu, jung) und genos (=Zeitalter) ab. Man nennt es so, weil es zeitlich nach dem Paläogen stattfand und entsprechend das jüngere der beiden Zeitalter ist. Die bis 2004 geläufige Bezeichnung Tertiär geht auf Giovanni Arduino zurück, der 1759 den Begriff montes tertiarii (= die Dritte Art von Bergen) für alle Gesteine aus schlecht verfestigtem Sedimentgestein prägen wollte. Obwohl er in der Petrologie inzwischen überholt ist, hatte sich der Begriff in der Stratigraphie für alle Ablagerungen nach der Iridium-Anomalie gehalten.

Fundstellen

Das Neogen ist in Süddeutschland in der Alpenvorlandmolasse aufgeschlossen. Die Obere Süß- und Meerwassermolasse entstammen beispielsweise dem Miozän. Vereinzelte vulkanische Aktivität innerhalb Deutschlands, wie zum Beispiel die Entstehung des Parkstein-Vulkans (s. Oberpfalz-Exkursion) stammen ebenfalls aus dem Neogen.

Global wichtige Fundstellen für Fossilien des Neogens sind zum Beispiel die “Wiege der Menschheit” in Südafrika, die Olduvai-Schlucht in Tansania, die Gray Fossil Site in Tennessee, USA, Bullock Creek in Queensland, Australien, etc.

Geologie

Plattentektonik

Bis ins späte Neogen erreichten die Kontinente der Erde nahezu ihre heutige Position. Abgesehen von dem noch sinkenden Meeresspiegel sah die Welt mit einigen Ausnahmen schon nahezu identisch mit der heutigen aus.

Indien, das zu Beginn des Neogens noch auf einem Breitengrad mit Kenia befand, schob sich weiter nordwärts, subduzierte das Thetysmeer vollständig und kollidierte vor circa 10 bis 15 Millionen Jahren mit dem eurasischen Festland. Hier faltete es das höchste Gebirge der Erde, den Himalaya, auf.

Auch die Distanz zwischen Afrika und Europa verringerte sich im Lauf des Neogens noch etwas, das Tethysmeer wurde auch hier vollständig subduziert. Die Vorgelagerten Inseln der afrikanischen Platte, die das heutige Italien und Griechenland bilden, verschmolzen mit dem europäischen Hauptkontinent. An der Grenzregion bildeten sich die Gebirgszüge der Alpen, Karpaten und des Zagros-Gebirges. Die Gebirgsbildung sorgt für eine Hebung des gesamten europäischen Kontinents, während sich um die neuen Orogene Vorlandbecken bildete. Das Meer, das zwischen den vorgelagerten Inseln und dem afrikanischen Hauptkontinent lag wird als Paratethys oder Ur-Mittelmeer bezeichnet. Diese Paratethys machte im Rahmen der Klimaerwärmung zu Beginn des Miozäns mehrere Meerestransgressionen in die Vorlandbecken der Gebirge (z. B. entstand so das Molassemeer im heutigen Voralpenraum). Nach Rückgang des Meeresspiegels fielen diese Meere trocken und machten großen Flusssystemen Platz, die in den von den Meeren vorgezeichneten Becken flossen. Man spricht von einer Aussüßung der Paratethys.

Mit dem Kontinent-Kontinent-Kontakt bei Gibraltar vor ca. 6 Millionen Jahren wurde die Paratethys zum Binnenmeer und begann zu verdunsten. Das sogenannte Messinian Event (zu Deutsch Messinische Salinitätskrise) sah die Verdunstung von großen Teilen des Binnenmeers, wodurch sich an dessen Grund große Mengen an Evaporitgesteinen ablagerten. Als im Pliozän die Landbrücke bei Gibraltar wieder überflutet wurde und Atlantikwasser das Becken der Parathetys flutete, waren von dieser nur noch vereinzelte Kleinmeere und Seen übrig. Ab diesem Ereignis spricht man nicht mehr von einer Parathetys, sondern vom Mittelmeer.

Gegen Ende des Neogens führte das Absinken des Meeresspiegels und die Subduktion der pazifischen Platte an der Westküste von Nord-, bzw. Südamerika zur Entstehung einer Vulkankette, die beide Kontinente miteinander verband:. Es entstand der mittelamerikanischen Isthmus. Während sich die Kontinente verbanden, ging zwischen den Ozeanen eine Verbindung verloren, und mit ihr eine Meeresströmung, was zu einem Wandel in der mittelamerikanischen Fauna führte.

Sedimente

Die Sedimente des Neogens setzen sich im marinen Milieu vor allem aus Korallen- und Foraminiferenkalk zusammen, daneben gab es natürlich Sandstein- und Mergelablagerungen. Im terrestrischen Milieu entstanden Konglomerate und Brekzien. Eine für das späte Miozän in Oberbayern typische Ablagerung ist der Flinz, ein feinkörniges Fluss- und Seesediment mit hohem Glimmeranteil. Eine weitere geologische Landmarke Bayerns, das Nördlinger Ries stammt ebenfalls aus dem Neogen. Bei ihm handelt es sich um einen ca. 15 Millionen Jahre alten Meteoritenkrater.

Klima

Am Ende des Oligozäns war die Antarkis größtenteils wieder aufgetaut, wodurch die globale Durchschnittstemperatur zu Beginn des Miozäns wieder bei ca. 4°C über dem heutigen Niveau lagen.

Dieses Klima war vergleichsweise stabil, die stärkeren Temperaturschwankungen setzten erst vor ca. 12 Millionen Jahren ein, als die Antarktis wieder einen vollständigen Eisschild ausbildete und die Temperatur ungefähr auf das heutige Niveau sank.

Mit Ende des Pliozäns vor ca. 2,5 Millionen Jahren wurde die Erde zunehmend Milankovic-sensitiv, sprich in einem periodischen Zyklus von rund 150.000 Jahren wechselten sich Eiszeiten (Glaziale) mit Warmzeiten (Interglazialen) ab.

Massenaussterben

Flora und Fauna

Das Neogen war unumstritten das Zeitalter der Säugetiere. Im Miozän erreichten die Landsäuger ihre bis dato größten Ausmaße, mit Rhinozeros-Verwandten wie dem Paraceratherium, das bis zu 8,4 m lang werden konnte.

Auf allen Kontinenten dominierten jetzt Säugetiere aller Art, und eine Megafauna begann, sich zu entwickeln. Jedes Säugetier-Taxon brachte großwüchsige Vertreter hervor.

In Nord- und Südamerika entwickelten sich bis ins Pliozän hinein vor allem die Nebengelenktiere (Familie Xenarthra, umfasst Ameisenbären, Faultiere, Gürteltiere, usw.) zu prominenten Riesen weiter. Große gepanzerte Gürteltiere wie Glyptodon oder Doedicurus erreichten eine Länge von bis zu 3 m. Sie entwickelten massive, teils stachelbesetzte Schwanzkeulen, die denen der späten Ankylosauriern nicht unähnlich waren.

Überragt wurden die Glyptodonten jedoch von den Riesenfaultieren. Vertreter der Gattungen Megatherium konnten die Ausmaße heutiger Elefanten erreichen. Sie waren die größten jemals lebenden Vertreter der Familie Xenarthra, und ernährten sich rein herbivor.

Die Unpaarhufer brachten mit Vertretern wie Miohippus, Pliohippus und Megahippus größere Pferde hervor. Sie alle überragten ihre paläogenen Vorgänger, blieben jedoch in punkto Körpergröße noch unter ihren heutigen Verwandten. Auf der gesamten Nordhalbkugel traten im Neogen neue Pferdearten auf.

Eine noch sehr junge Familie der Paarhufer, die Flusspferde, entwickelte sich vor ca. 15 Millionen Jahren im miozänen Nordafrika. Wie auch die nahe mit ihnen verwandten Schweine sind Flusspferde Allesfresser und ernähren sich neben ihrer Hauptnahrungsquelle, Wasserpflanzen, auch von lebender Beute und Aas.

Unter den Walen hatte bereits im Oligozän eine Spaltung in Zahnwale und Bartenwale stattgefunden. Der erste Bartenwal, Janjucetus, hatte jedoch noch Zähne, die erst die miozänen Nachkommen langsam durch Filterbarten ersetzen würden. Unter den Zahnwalen spalteten sich die Pottwale von ihren kleineren Verwandten, den Zwergpottwalen und Delfinen (zu denen auch der Orca gehört) ab. Die miozänen Pottwale differenzierten sich vor allem durch ihre enorme Körpergröße, das größte bekannte Exemplar aller Zeiten war der bis zu 17,5 m lange Livyatan.

Kamele entwickelten sich im Obermiozän aus den Wiederkäuern und verbreiteten sich von Amerika aus über Landbrücken auf der gesamten Nordhalbkugel und im Norden Afrikas. Aus ihnen gingen später die afrikanischen Dromedare und Trampeltiere hervor, wie auch die amerikanischen Lamas, Alpakas, Guanakos und Vikunjas.

An der Grenze zwischen Oligozän und Miozän entwickelte sich zudem die Familie der Stirnwaffenträger (Pecora). Kleinere Vertreter wie Hirschferkel, die vor allem in Afrika und Asien weit verbreitet waren, trugen noch keine Stirnwaffen, ihre größeren Verwandten, Antilopen, Giraffen, Hirsche, Moschustiere und Hornträger (Kühe) jedoch schon. Sie verbreiteten sich über Landbrücken auf der gesamten Nordhalbkugel und in Afrika.

Die Gattung der Elefantenartigen breitete sich weiter aus und erreichte neue Höhen. Deinotherium erreichte eine Schulterhöhe von 4 m, spätere Vertreter wie das amerikanische Mastodon, das sibirische und kolumbianische Mammut und der Afrikanische Elefant würden diese Maße jedoch noch übertreffen.

Die Carnivora (Raubtiere) brachten zu all diesen Pflanzenfressern die passenden Räuber hervor. Große Raubkatzen wie Löwen und Tiger eroberten den Eurasischen und afrikanischen Raum. In Amerika verbreiteten sich vor allem die Säbelzahntiger enorm, Gattungen wie Smilodon erlegten ihre Beute mit einem unentrinnbaren Kehlenbiss.

Interessanterweise entwickelte sich auf dem australischen Kontinent die Beuteltier-Fauna auf ähnliche Weise. Thylacosmilus war ein Beuteltier, das dem südamerikanischen Säbelzahntiger enorm ähnelte. Kängurus wie das Procoptodon waren die primäre Beute der Säbelzahnbeutler ebenso die bis zu 2 m langen Riesenwombats wie Diprotodon.

Die Vögel standen nun im Schatten der größeren Säugetiere. Obwohl sich noch einige Male riesenwüchsige Exemplare entwickelten, so zum Beispiel die Terrorvögel (Phorusrhacidae) Südamerikas oder die Riesen-Moas Australiens, wurden sie meist schon wenig später von Säugetieren verdrängt. Der Selektionsdruck durch Raubkatzen und Nesträuber erlaubte tendenziell kleineren, schnelleren und vor allen flugfähigen Vögeln das Überleben und eine ungestörte Brut. Wer sein Nest in Bäumen errichtete, war vor den meisten Gefahren sicher.

Reptilien und Amphibien, die mit den größeren Raubtieren nicht konkurrieren konnten, entwickelten bevorzugt kleinere Arten.

Fische hingegen waren nur selten einer kontinuierlichen Bedrohung durch Säugetiere ausgesetzt, und ihre größten Vertreter, die Haie, waren diesen mehr als nur gewachsen. Lange existierten Hai und Wal als ebenbürtige Konkurrenten im Ozean. Die größten Wale erreichten im Miozän knapp 20 m Länge, einen Rekord, den die Haie hielten. Carcharocles megalodon, oft nur “Megalodon” genannt, überragte seinen nächsten heute lebenden Vertreter, den weißen Hai, um das ca. Dreifache seiner Körperlänge und das Achtfache seines Kiefervolumens. Wie alle Haie gehörte Megalodon zu den Knorpelfischen, von ihm sind also meist nur die gewaltigen Zähne überliefert. Die Entstehung des Isthmus zwischen Nord- und Südamerika schnitt für die Riesenhaie jedoch eine wichtige Strömung und Route ab, vermutlich zwischen ihren Jagd- und Laichgebieten, wodurch die Art vor ca 3,6 Millionen Jahren ausstarb.

Die Pflanzenwelt des Neogens war mit der heutigen nahezu identisch. Blütenpflanzen dominierten weltweit, Nacktsamer kamen an zweiter Stelle, Farne und Bärlappe abgeschlagen weit dahinter. Moose und Flechten verbreiteten sich vor allem in den durch die Klimaabkühlung größer werdenden borealen Gebieten.

Gegen Ende des Neogens entwickelte sich jedoch im Südosten Afrikas noch eine weitere Gattung, die Gattung Homo, zu der auch unsere Art Homo sapiens gehört.

Die Menschwerdung ist ein noch immer intensiv erforschtes Thema, es existieren unzählige Hypothesen und Rekonstruktionen der Entwicklung unserer Art, und ein hundertprozentig korrekter Konsens konnte bislang noch nicht erreicht werden. Populäre Hypothesen sind u. a. die Out-of-Africa-I- und Out-of-Africa-II-Hypothese, auf die hier und im GEOwiki-Artikel zum Quartär Bezug genommen wird.

Die Unterklasse der Trockennasenaffen ist durch Fossilfunde bereits aus dem Paläogen bekannt, aus ihr ging vor ca. 21 Millionen Jahren, zu Beginn des Miozäns, die Gattung Proconsul hervor. Auf sie folgte vor 16 Millionen Jahren Ramapithecus, vor 4 Millionen Jahren Australopithecus und schließlich vor circa 2,6 Millionen Jahren die Gattung Homo.

Jede dieser Arten differenzierte sich in mehrere physiologische Nischen, in unserer vermeintlich direkten Abstammunglinie brachte jede neue Gattung ein größeres Gehirn mit sich, spezialisierte sich weiter auf Seh- und Gehörsinn und verfeinerte die Handstruktur für ein effektiveres Leben in und unter den Bäumen.

Während dem späten Neogen kam es jedoch zu immer stärker werdenden Klimaschwankungen, die einen Rückgang der Wälder im Habitat des Australopithecus bedingten. Durch diese Veränderung zu einem Leben auf dem Erdboden gezwungen, entwickelten spätere Australopithecii eine leicht aufrechtere Körperhaltung und sogar die Fähigkeit eines kurzzeitig aufrechten Ganges, was eine höhere Sicht im Savannengras erlaubte. Die ersten Hominiden, die vermutlich nicht mehr auf die Bäume zurückkehrten, bildeten schließlich den Stamm der Gattung Homo. Mit dem ersten Vertreter der modernen menschlichen Gattung, Homo rudolphensis, endete das Neogen.

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Referenzen

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Vorlesungen des 2. Semesters Bc.S.Geowissenschaften „Erdgeschichte“ und „Einführung in die Systematik“, Ludwig-Maximilian-Universität 2020.

Vorlesung des 3. Semesters Bc.S.Geowissenschaften „Exogene Dynamik“, Technische Universität München 2020/2021


Weitere Informationen und Literatur

Lehrveranstaltungen

P3 Erdgeschichte
WP23 Evolution und Systematik

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Autor:innen

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Dieser Artikel wurde geschrieben und gegengelesen von:
Leonard von Ehr, Tanja Schulz-Mirbach
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