Panthalassa

In der historischen Geologie bezeichnet Panthalassa , auch bekannt als Panthalassischer Ozean ( vom altgriechischen πᾶν (pan) ‚ alles ‘ und θάλασσα (thalassa) ‚ Meer ‘ ), ^{[ 1 ]} den riesigen Superozean , der die Erde umgab und den Superkontinent Pangaea , den letzten in einer Reihe von Superkontinenten der Erdgeschichte , umschloss . Während des Übergangs vom Paläozoikum zum Mesozoikum ( vor etwa 250 Millionen  Jahren ) bedeckte der Ozean fast 70 % der Erdoberfläche, während der Superkontinent Pangaea den Rest einnahm. Der ursprüngliche, uralte Meeresboden ist durch die kontinuierliche Subduktion entlang der Kontinentalränder vollständig verschwunden . ^{[ 2 ]} Panthalassa wird auch als Paläopazifik („alter Pazifik“) oder Proto-Pazifik bezeichnet, da der Pazifische Ozean eine direkte Fortsetzung von Panthalassa darstellt.

Der Superkontinent Rodinia begann vor 870–845 Millionen Jahren (Ma) wahrscheinlich infolge eines Superplumes, der durch Mantelplattenlawinen an den Rändern des Superkontinents verursacht wurde, auseinanderzubrechen  . In einer zweiten Phase vor etwa 750  Ma begann sich die westliche Hälfte Rodinias aufzuspalten: Die westliche Kalahari und Südchina trennten sich von den westlichen Rändern Laurentias ; und bis vor 720  Ma hatten sich auch Australien und die Ostantarktis getrennt. ^{[ 3 ]} Im frühen Jura öffnete sich die Pazifische Platte , die aus einem Tripelpunkt der Panthalassa- Platten Farallon , Phoenix und Izanagi entstand . Panthalassa lässt sich anhand von magnetischen Lineationen und Bruchzonen rekonstruieren, die im westlichen Pazifik erhalten geblieben sind. ^{[ 4 ]}

Die meisten ozeanischen Platten, die den Meeresboden des Panthalassa-Ozeans bildeten, wurden subduziert. Daher sind traditionelle plattentektonische Rekonstruktionen, die auf magnetischen Anomalien basieren , nur für Überreste aus der Kreidezeit und später anwendbar. Die ehemaligen Ränder des Ozeans enthalten jedoch allochthone Terrane mit erhaltenen vulkanischen Bögen aus der Trias und dem Jura innerhalb des Panthalassa-Ozeans, darunter Kolyma-Omolon (Nordostasien), Anadyr-Koryak (Ostasien), Oku-Niikappu (Japan) sowie Wrangellia und Stikinia (Westnordamerika). Darüber hinaus wird die seismische Tomographie eingesetzt, um subduzierte Platten im Erdmantel zu identifizieren, aus denen sich die Lage ehemaliger panthalassischer Subduktionszonen ableiten lässt. Eine Reihe solcher Subduktionszonen, die als Telkhinia bezeichnet werden, definiert zwei separate Ozeane bzw. Systeme ozeanischer Platten – den Pontus- und den Thalassa-Ozean. ^{[ 5 ]} Benannte Randozeane oder ozeanische Platten sind (im Uhrzeigersinn) Mongol-Okhotsk (heute eine Nahtstelle zwischen der Mongolei und dem Ochotskischen Meer), Oimyakon (zwischen dem Asiatischen Kraton und Kolyma-Omolon), Slide Mountain Ocean (British Columbia), ^{[ 6 ]} und Mezcalera (Westmexiko).

Der östliche Rand des Ozeans fiel mit dem westlichen Rand (heutige Koordinaten) des Kontinents Laurentia zusammen. Der westliche Rand Laurentias entstand während des neoproterozoischen Auseinanderbrechens von Rodinia. Die nordamerikanische Kordillere ist ein Akkretionsorogen , das durch die sukzessive Anlagerung allochthoner Terrane entlang dieses Randes seit dem späten Paläozoikum wuchs. Devonischer Backarc-Vulkanismus zeigt, wie sich dieser östliche panthalassische Rand im mittleren Paläozoikum zu dem aktiven Rand entwickelte, der er bis heute ist.

Die meisten der so an Laurentia angelagerten Kontinentalfragmente , vulkanischen Bögen und Ozeanbecken enthielten Faunen mit Tethys- oder asiatischer Verwandtschaft. Ähnliche Terrane, die dem nördlichen Laurentia hinzugefügt wurden, weisen hingegen Ähnlichkeiten mit Baltica, Sibirien und den nördlichen Kaledonien auf . Letztere Terrane wurden wahrscheinlich entlang des östlichen Panthalassa-Randes durch ein Subduktionssystem vom karibisch - scotia -Typ angegliedert. ^{[ 7 ]}

Die Entwicklung der Panthalassa-Tethys-Grenze ist nur unzureichend erforscht, da nur wenig ozeanische Kruste erhalten ist. Sowohl der Izanagi- als auch der gegenüberliegende Pazifikboden wurden subduziert, und der sie trennende mittelozeanische Rücken subduzierte vermutlich vor etwa 60–55  Millionen Jahren . Heute wird die Region von der Kollision der Australischen Platte mit einem komplexen Netzwerk von Plattengrenzen in Südostasien, einschließlich des Sundaland- Blocks, dominiert. Die Ausbreitung entlang des Pazifisch-Phoenix-Rückens endete vor 83 Millionen Jahren am Osbourn-Graben im Tonga - Kermadec-Graben . ^{[ 4 ]}

Während des Perms bildeten sich in Äquatornähe auf den Tiefseebergen des mittleren Panthalassa Atolle . Als der Panthalassa während der Trias und des frühen Jura entlang seines westlichen Randes subduziert wurde, lagerten sich diese Tiefseeberge und Paläo-Atolle als allochthone Kalksteinblöcke und -fragmente am asiatischen Kontinentalrand an. ^{[ 8 ]} Ein solcher wandernder Atollkomplex bildet heute einen zwei Kilometer langen und 100 bis 150 Meter breiten Kalksteinkörper im zentralen Kyushu , Südwestjapan. ^{[ 9 ]}

Fusulinen , eine heute ausgestorbene Ordnung einzelliger Organismen, diversifizierten sich im späten Karbon und Perm stark und entwickelten Gigantismus – die Gattung Eopolydiexodina erreichte beispielsweise eine Größe von bis zu 16 cm – sowie strukturelle Komplexität, einschließlich Symbiosebeziehungen mit photosynthetisierenden Algen. ^{[ 10 ]} Dies ist als Biodiversifizierungsereignis im Karbon und frühen Perm bekannt . ^{[ 11 ]} Das Massenaussterben im Capitanium vor etwa 260 Millionen  Jahren setzte dieser Entwicklung jedoch ein Ende . Lediglich Zwergformen überlebten während des gesamten Perms bis zum endgültigen Aussterben der Fusulinen im Großen Sterben vor etwa 252  Millionen Jahren . Permische Fusulinen entwickelten zudem eine bemerkenswerte Provinzialität, die es ihnen ermöglicht, sie in sechs Domänen einzuteilen. ^{[ 12 ]} Aufgrund der enormen Größe von Panthalassa könnten zwischen der Entstehung verschiedener Fusulinengruppen bis zu hundert Millionen Jahre liegen. Bei einer angenommenen minimalen Wachstumsrate von 3 Zentimetern pro Jahr (1,2 Zoll/Jahr) wären die Seebergketten, auf denen sich diese Gruppen entwickelten, mindestens 3.000 km (1.900 Meilen) voneinander entfernt. Offenbar entwickelten sich diese Gruppen in völlig unterschiedlichen Umgebungen. ^{[ 13 ]}

Ein signifikanter Meeresspiegelabfall am Ende des Perms führte zum Massenaussterben an der Capitanium-Grenze . Die Ursache für dieses Aussterben ist umstritten, ein wahrscheinlicher Kandidat ist jedoch eine globale Abkühlungsphase, in deren Folge große Mengen Meerwasser in kontinentales Eis umgewandelt wurden. ^{[ 14 ]}

Im Osten Australiens entstanden im Zuge des New-England-Orogens Tiefseeberge , die die Hotspot- Geschichte von Panthalassa belegen. ^{[ 15 ]} Vom späten Devon bis zum Karbon konvergierten Gondwana und Panthalassa entlang des östlichen Randes Australiens in einem nach Westen einfallenden Subduktionssystem. Dabei bildeten sich (von West nach Ost) ein magmatischer Bogen, ein Vorlandbecken und ein Akkretionskeil. Die Subduktion endete im späten Karbon an diesem Rand und verlagerte sich nach Osten. Vom späten Karbon bis zum frühen Perm war das New-England-Orogen von einer Dehnungsphase geprägt, die mit einem Übergang von Subduktion zu Blattverschiebung zusammenhing. Im Perm setzte die Subduktion erneut ein, und die granitischen Gesteine ​​des New-England- Batholiths entstanden durch einen magmatischen Bogen. Dies deutet auf einen aktiven Plattenrand entlang des größten Teils des Orogens hin . Permische bis kretazische Überreste des konvergenten Plattenrandes, die als Fragmente in Zealandia ( Neuseeland , Neukaledonien und der Lord-Howe-Schwelle ) erhalten sind, wurden während des Auseinanderbrechens Ost-Gondwanas und der Öffnung der Tasmansee in der späten Kreidezeit bis zum frühen Tertiär von Australien abgetrennt . ^{[ 16 ]}

Die nördlich von Australien gelegene Kreide -Verbindungsplatte trennte die östliche Tethys von Panthalassa. ^{[ 17 ]}

Panthalassa war ein halbkugelgroßer Ozean, deutlich größer als der heutige Pazifik. Man könnte erwarten, dass diese Größe zu relativ einfachen Meeresströmungsmustern führen würde, etwa zu einem einzigen Wirbel pro Hemisphäre und einem weitgehend stagnierenden, geschichteten Ozean. Modellstudien deuten jedoch auf einen Ost-West- Temperaturgradienten an der Meeresoberfläche hin, bei dem das kälteste Wasser durch Auftrieb im Osten an die Oberfläche gelangte, während sich das wärmste Wasser westwärts in den Tethys-Ozean ausdehnte. Subtropische Wirbel dominierten das Zirkulationsmuster. Die beiden Hemisphärengürtel waren durch die wellenförmige Innertropische Konvergenzzone getrennt . ^{[ 18 ]}

Im nördlichen Panthalassa herrschten nördlich von 60°N Westwinde der mittleren Breiten und zwischen 60°N und dem Äquator Ostwinde. Die atmosphärische Zirkulation nördlich von 30°N ist mit dem Nordpanthalassa-Hoch verbunden, welches eine Ekman-Konvergenz zwischen 15°N und 50°N sowie eine Ekman-Divergenz zwischen 5°N und 10°N verursachte. Es entwickelte sich ein Muster, das zu einem Sverdrup-Transport führte , der in Divergenzgebieten nach Norden und in Konvergenzgebieten nach Süden gerichtet war. Westliche Randströme bewirkten einen antizyklonalen subtropischen Nordpanthalassa-Wirbel in den mittleren Breiten und eine meridionale antizyklonale Zirkulation mit Zentrum bei 20°N. ^{[ 18 ]}

Im tropischen nördlichen Panthalassa erzeugten die Passatwinde westwärts gerichtete Strömungen, während in höheren Breiten Westwinde äquatorwärts gerichtete Strömungen verursachten. Folglich transportierten die Passatwinde Wasser von Gondwana in Richtung Laurasia im nördlichen Panthalassa-Äquatorialstrom. Beim Erreichen der westlichen Ränder von Panthalassa bildeten sich durch starke westliche Randströmungen die östlichen Laurasiaströme. In mittleren Breiten brachte der nördliche Panthalassastrom das Wasser zurück nach Osten, wo ein schwacher nordwestlicher Gondwanastrom den Wirbel schließlich schloss. Die Wasseransammlung entlang des westlichen Randes, zusammen mit der Corioliskraft , erzeugte einen äquatorialen Panthalassa-Gegenstrom. ^{[ 18 ]}

Im südlichen Panthalassa-Gebiet rotierten die vier Strömungen des subtropischen Wirbels, des Süd-Panthalassa-Wirbels, gegen den Uhrzeigersinn. Die Südäquatoriale Panthalassa-Strömung floss westwärts zwischen dem Äquator und 10°S in die westliche, intensive Süd-Panthalassa-Strömung. Die Südpolarströmung vervollständigte den Wirbel als Südwestliche Gondwana-Strömung. Nahe den Polen erzeugten Ostwinde einen subpolaren Wirbel, der sich im Uhrzeigersinn drehte. ^{[ 18 ]}

• Feuerring  – Tektonischer Gürtel aus Erdbeben und Vulkanen
• Paläontologie  – Die Erforschung des vergangenen Lebens anhand von Fossilien
• Plattentektonik  – Bewegung der Lithosphäre der Erde

• „Frühe Trias“ . Paleomap-Projekt. 24. Januar 2001. Abgerufen am 27. Dezember 2016 .