Paratethys

Die Paratethys ( auch Paratethys-Ozean , Paratethys-Reich oder einfach Paratethys , was „neben der Tethys “ bedeutet) war ein großes, flaches Binnenmeer , das im mittleren bis späten Känozoikum , vom späten Paläogen bis zum späten Neogen , weite Teile des europäischen Festlandes und Westasiens bedeckte und als das größte Binnenmeer der Erdgeschichte gilt . In ihrer größten Ausdehnung erstreckte sie sich von der Region nördlich der Alpen über Mitteleuropa bis zum Aralsee in Zentralasien .

Die Paratethys entstand vor etwa 34 Millionen Jahren zu Beginn des Oligozäns [ ^{2 ] ,} als sich der nördliche Teil des Tethys-Ozeans (Peri-Tethys) durch die Bildung der Alpen , Karpaten , Dinariden , des Taurusgebirges und des Elburs vom mediterranen Teil des Tethys-Raums abspaltete. Im Oligozän sowie im frühen und mittleren Miozän war die Paratethys zeitweise wieder mit der Tethys oder ihren Nachfolgern (dem Mittelmeer oder dem Indischen Ozean ) verbunden . Zu Beginn des späten Miozäns wandelte sich das tektonisch eingeschlossene Meer jedoch in einen Megasee um, der sich von den Ostalpen bis ins heutige Kasachstan erstreckte ^{[ 3 ]} . Ab dem Pliozän (vor etwa 5 Millionen Jahren) flachte die Paratethys zunehmend ab. Das heutige Schwarze Meer , das Kaspische Meer und der Aralsee sind Überreste des Paratethysmeeres.

Der Name Paratethys wurde erstmals 1924 von Wladimir Laskarew verwendet. ^{[ 4 ]} Laskarews Definition umfasste ausschließlich Fossilien und Sedimentgesteine ​​des neogenen Meeressystems . Diese Definition wurde später erweitert und schloss auch die oligozänen Schichten ein . Die Existenz eines separaten Gewässers in diesen Perioden wurde aus der fossilen Fauna, darunter Weichtiere, Fische und Ostrakoden , abgeleitet . In Perioden, in denen die Paratethys oder Teile davon voneinander oder von anderen Ozeanen getrennt waren, entwickelte sich eine eigenständige Fauna, die in Sedimentablagerungen nachweisbar ist. Auf diese Weise lässt sich die paläogeographische Entwicklung der Paratethys erforschen. Laskarews Beschreibung der Paratethys wurde bereits 1845 von Sir Roderick Murchison in Kapitel 13 seines Buches vorweggenommen. ^{[ 5 ]}

Eines der Hauptmerkmale der Paratethys, das sie vom Tethys-Ozean unterscheidet , ist die weitverbreitete Entwicklung endemischer Fauna, die an Süß- und Brackwasser angepasst ist , wie es beispielsweise im Kaspischen Meer noch heute vorkommt. Diese besondere Fauna, in der Schalentiere süßwasserblütigen Ursprungs wie Limnex und Neritinex mit Formen der Cardiacae und Mytili vergesellschaftet sind, die typisch für teilweise salzhaltige oder Brackwasser sind, erschwert die Korrelation der geologischen Aufzeichnungen der Paratethys mit denen anderer Ozeane oder Meere erheblich, da sich ihre Faunen zeitweise unabhängig voneinander entwickelten. Stratigraphen der Paratethys verwenden daher eigene stratigraphische Stufen , die weiterhin als Alternative zur offiziellen geologischen Zeitskala der ICS dienen .

Die Paratethys war aufgrund ihrer Paläogeographie einzigartig : Sie bestand aus einer Reihe tiefer Becken, die während des Oxfordiums im Oberjura als Ausdehnung des Grabenbruchs entstanden, der den Zentralatlantischen Ozean formte . Während des Jura und der Kreidezeit war dieser Teil Eurasiens von flachen Meeren bedeckt, die die nördlichen Ränder des Tethys-Ozeans bildeten. Diese Becken waren durch schmale und flache Meeresstraßen miteinander und mit dem Weltozean verbunden, was den Wasseraustausch oft einschränkte und zu weit verbreiteter, lang anhaltender Sauerstoffarmut führte . ^{[ 1 ]} Die Paratethys geht direkt in die Peri-Tethys über, den nordwestlichen Arm des Tethys-Ozeans, der durch die Alpidische Orogenese vom übrigen Ozean abgetrennt wurde .

Die Paratethys erstreckte sich über ein großes Gebiet in Mitteleuropa und Westasien. Im Westen umfasste sie zeitweise das Molassebecken nördlich der Alpen , das Wiener Becken , das Äußere Karpatenbecken , das Pannonische Becken und weiter östlich das Becken des heutigen Schwarzen Meeres und des Kaspischen Meeres bis zur heutigen Position des Aralsees .

Die Grenze zwischen Eozän und Oligozän war durch einen starken Abfall des globalen Meeresspiegels ( eustatischer Meeresspiegel) und eine plötzliche, drastische Abkühlung des globalen Klimas gekennzeichnet. Gleichzeitig fand die Alpenfaltung statt, eine tektonische Phase, in deren Verlauf die Alpen, Karpaten , Dinariden , Taurusgebirge , Elbursgebirge und viele weitere Gebirgsketten am südlichen Rand Eurasiens entstanden. Die Kombination aus Meeresspiegelabfall und tektonischer Hebung führte zur teilweisen Trennung der Tethys- und Paratethys-Domänen. Aufgrund der geringen Verbindung zum Weltozean schichtete sich die Paratethys und verwandelte sich in ein riesiges sauerstoffarmes Meer .

Die westlichen und zentralen Paratethys-Becken waren im Oligozän und frühen Miozän intensiver tektonischer Aktivität und Sauerstoffarmut ausgesetzt und füllten sich mit Sedimenten . Im frühen Miozän bildeten sich in der Ostkarpatenregion lokale Gips- und Salzbecken. Das östliche Paratethys-Becken, das den größten Teil des Paratethys-Wassers enthielt, blieb fast 20 Millionen Jahre (35–15 Mio. Jahre) sauerstoffarm . In dieser Zeit fungierte die Paratethys als riesige Kohlenstoffsenke ^{[ 1 ]} , indem sie organische Substanz in ihren Sedimenten einschloss. Die Sauerstoffarmut in der Paratethys endete im mittleren Miozän vor etwa 15 Millionen Jahren ^{[ 6 ]} , als eine großflächige marine Transgression , die sogenannte Badenische Flut, die Verbindung zum Weltozean verbesserte und die Durchlüftung der Tiefenwasser der Paratethys auslöste. ^{[ 7 ]}

Nach der Badenischen Flut im mittleren Miozän war die Paratethys durch offene Meeresumgebungen gekennzeichnet. Brack- und Seebecken wandelten sich in durchlüftete Meere. Eine reiche Meeresfauna mit Haien (z. B. Megalodon ), Korallen , Meeressäugern , Foraminiferen und Nanoplankton verbreitete sich aus dem benachbarten Mittelmeerraum in der gesamten Paratethys, wahrscheinlich über den Trans-Tethys-Korridor, eine alte Meerenge im heutigen Slowenien . ^{[ 8 ]}

Die offenen Meeresumgebungen der Paratethys waren nur von kurzer Dauer. Etwa in der Mitte des mittleren Miozäns isolierten die fortschreitende Hebung der mitteleuropäischen Gebirgszüge und ein eustatischer Meeresspiegelabfall die Paratethys vom Weltozean und lösten eine Salinitätskrise in der Zentralen Paratethys aus. Die „ Badenische Salinitätskrise “ ^{[ 9 ]} erstreckte sich von 13,8 bis 13,4 Millionen Jahren vor heute ^{[ 10 ]} . Mächtige Evaporitschichten (Salz und Gips) bildeten sich in den Äußeren Karpaten sowie im Siebenbürgischen und Pannonischen Becken. Salzbergwerke gewinnen dieses mittel-miozäne Salz in Siebenbürgen: Turda , Ocna Mureș , Ocna Sibiului und Praid ; in den Ostkarpaten: Wieliczka , Bochnia , Cacica und Slanic Prahova ; und Ocnele Mari in den Südkarpaten, aber Evaporite kommen auch in Gebieten westlich der Karpaten vor: Maramureș , Ostslowakei ( Solivar-Mine bei Prešov ) und, in geringerem Maße, in der Pannonischen Senke in Mittelungarn .

Vor etwa 12 Millionen Jahren, kurz vor Beginn des späten Miozäns , verwandelte sich das Urmeer in einen Megasee, der sich über mehr als 2,8 Millionen Quadratkilometer von den Ostalpen bis ins heutige Kasachstan erstreckte und durch einen Salzgehalt zwischen 12 und 14 ‰ gekennzeichnet war. Während seiner fünf Millionen Jahre währenden Existenz beherbergte der Megasee zahlreiche Arten, die nirgendwo sonst vorkamen, darunter Weichtiere und Muschelkrebse sowie Miniaturausgaben von Walen, Delfinen und Robben. ^{[ 3 ] [ 11 ]} Im Jahr 2023 wurde dieser See vom Guinness-Buch der Rekorde als größter See der Erdgeschichte ausgezeichnet. ^{[ 12 ]} Gegen Ende des Miozäns führte die sogenannte Chersonische Krise, gekennzeichnet durch rapide Schwankungen der Umweltbedingungen und des Meeresspiegels, zum Aussterben eines Großteils der einzigartigen Fischfauna dieses Megasees. ^{[ 13 ]}

Als Teile des Mittelmeers während der Messinischen Salinitätskrise (vor etwa 6 Millionen Jahren) austrockneten, strömte zeitweise Wasser der Paratethys in die tiefen Becken des Mittelmeers. Im Pliozän (vor 5,33 bis 2,58 Millionen Jahren) teilte sich die ehemalige Paratethys in mehrere Binnenmeere, die zeitweise vollständig voneinander getrennt waren. Ein Beispiel dafür war das Pannonische Meer , ein Brackwassermeer im Pannonischen Becken . Viele dieser Meere verschwanden vor Beginn des Pleistozäns . Heute sind von diesem einst riesigen Binnenmeer nur noch das Schwarze Meer , das Kaspische Meer und der Aralsee übrig.

Während des mittelmiozänen Klimaoptimums beherbergte die Paratethys ein tropisches bis subtropisches marines Ökosystem mit sehr hoher Biodiversität und hohem Endemismus , einschließlich der Entstehung von Korallenriffen . ^{[ 14 ]} Teile der Paratethys, über dem heutigen Polen, waren tief genug, um ein bathypelagisches Ökosystem mit signifikantem Endemismus zu ermöglichen. Ein außergewöhnlich gut erhaltenes Zeugnis dieses Ökosystems ist die oligozäne Menilit - Formation , ein Flysch mit Fossilien pelagischer und Tiefseefische sowie mikrobiellen Matten . ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]} Diese Biodiversität wurde durch Umweltveränderungen im späteren Miozän stark beeinträchtigt. Die Korallenriffe wurden infolge der Abkühlung während der mittelmiozänen Klimakrise zerstört , während veränderte Zirkulationsmuster und die daraus resultierende Sauerstoffarmut die Tiefseehabitate vernichteten. Oberflächenlebende Arten erlitten einen signifikanten Rückgang aufgrund eines Zusammenbruchs der Zooplanktonpopulationen . Trotz ihrer Vielfalt war der kurzlebige „Biodiversitäts-Hotspot der Paratethys“ nur von kurzer Dauer und dauerte lediglich 3 Millionen Jahre. ^{[ 14 ]}

Die Isolation der Paratethys von anderen Ozeanbecken führte zur adaptiven Radiation und Diversifizierung zahlreicher endemischer Fischlinien. ^{[ 18 ]} Diese endemischen Fische waren eng mit modernen Gruppen verwandt, gehörten aber eigenen, heute ausgestorbenen evolutionären Radiationen an. So waren beispielsweise die Grundeln in der Paratethys eine besonders erfolgreiche Gruppe, mit zahlreichen endemischen Gattungen und Arten, die sowohl durch Fossilien als auch durch Otolithen belegt sind . Die heutige Vielfalt der pontokaspischen Grundeln ( Benthophilinae ) stammt wahrscheinlich von Überlebenden dieser Radiation ab. ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]} Auch viele verschiedene Familien der Heringsartigen ( Heringe , Maifische und Verwandte) erfuhren in der Paratethys eine umfassende Diversifizierung, von der zahlreiche fossile Gattungen bekannt sind. ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}

Die Verbindung zum Mittelmeer ermöglichte es vielen Knorpelfischen (Haien und Rochen), die Paratethys im frühen Miozän zu besiedeln. ^{[ 27 ]} Eine miozäne Tiefseehaifauna aus der Slowakei ist artenarm und wird hauptsächlich von Squaliformes dominiert , was auf ein stark belastetes Paläoökosystem hindeutet. ^{[ 28 ]} Spätere Fossilienfunde legen nahe, dass die zunehmende Isolation der Paratethys im mittleren Miozän zu einem signifikanten Rückgang der meisten kleinen bis mittelgroßen Tiefsee- und Hochseehaie führte. Größere Haie wie Megalodon und Cosmopolitodus überlebten jedoch in der Paratethys und waren von diesem Rückgang nicht betroffen, vermutlich aufgrund des weitverbreiteten Vorkommens von Meeressäugern als Nahrungsquelle. ^{[ 29 ]}

Die Paratethys beherbergte zahlreiche Meeressäugetierlinien, darunter Wale und Robben . Sie umfasste mehrere Gattungen von Zwergbartenwalen aus der Familie der Cetotheriidae , darunter Cetotherium rathkii und Ciuciulea davidi . Diese zählen zu den kleinsten jemals bekannten Bartenwalen, und es wird vermutet, dass diese Gruppe ihren Ursprung in der Paratethys hat. ^{[ 30 ]} Die Eurhinodelphiniden , eine ungewöhnliche Familie von Zahnwalen , scheinen im mittleren Miozän über das Mittelmeer in die Paratethys eingewandert zu sein. Überreste der weit verbreiteten Gattung Xiphiacetus wurden in Österreich gefunden. ^{[ 31 ]} Auch der urtümlichere Zahnwal Romaleodelphis scheint ein Endemit der Paratethys gewesen zu sein. ^{[ 32 ]} Im Laufe der Zeit entwickelten Meeressäugetiere als Reaktion auf den durch die Isolation der Paratethys erhöhten Salzgehalt unabhängig voneinander die Pachyosteosklerose , die zu dichten, massigen Knochen führte. Dieser Zustand scheint sich unabhängig voneinander bei Robben, Zahnwalen und Bartenwalen entwickelt zu haben und trat erstmals nach der Badenischen Salinitätskrise in der zentralen Paratethys auf, bevor er sich ostwärts ausbreitete. ^{[ 33 ]}

• Kaspische Senke  – Tiefliegende Flachlandregion, die den nördlichen Teil des Kaspischen Meeres umfasst
• Piemont-Ligurischer Ozean  – Ehemaliges Stück ozeanischer Kruste, das als Teil des Tethys-Ozeans angesehen wird
• Zancleische Flut  – Theoretische Wiederauffüllung des Mittelmeers zwischen dem Miozän und dem Pliozän
• Paläo-Tethys-Ozean  – Ozean am Rande Gondwanas zwischen dem mittleren Kambrium und der späten Trias

• Stampfli, GM; Borel, GD (2004). „Die TRANSMED-Transekte in Raum und Zeit: Einschränkungen der paläotektonischen Entwicklung des Mittelmeerraums“ . In: Cavazza W.; Roure F.; Spakman W.; Stampfli GM; Ziegler P (Hrsg.). Der TRANSMED-Atlas: Die Mittelmeerregion von der Kruste bis zum Mantel . Springer Verlag. ISBN 3-540-22181-6Die

• Vakarcs, G.; Magyar, I. "Erfrischte Meere oder Binnenseen: Eustasie und Geschichte der Paratethys" .
• Stampfli, Gérard. „Rekonstruktionen paléotectoniques globales“ . Universität Lausanne . Archiviert vom Original am 08.01.2012.