Entwicklung des Systems Erde
• Hintergrund und Geschichte der LV
• Präkambrium bis ins Neogen (Quartär nur Übersicht wegenWahlpflicht‐Modul im 6. Semester, MA. Nr. 3223)
• LV Struktur: Wesentliche Prozesse und Methoden, die Zeitachseals “roter Faden”; alle 14 Tage Übungen
• Klausur am 31.1.2013
• LV Unterlagen im Netz: http://www.geo.tu‐freiberg.de/dynamo/Abbildungen_Lehre.htm
LiteraturempfehlungenCondie, K.C. (1994): Archean crustal evolution.‐ Developments in Precambrian Geology II,
Elsevier, Amsterdam, 528 S.Condie, K.C. (2000): Plate tectonics and crustal evolution.‐ Butterworth & Heinemann, Oxford,
4. Auflage, 282 S.Condie, K.C. (2005): Earth as an evolving planetary system.‐ Elsevier, 5. Auflage, 447 S.Geyh, M.A. (2005): Handbuch der physikalischen und chemischen Altersbestimmung.‐ Wiss.
Buchgesellsch., Darmstadt, 211 S.Krömmelbein, K. & Strauch, F. (1991): Historische Geologie, Erd‐ und Lebensgeschichte.‐ 14.
Auflage, Enke Verlag, Stuttgart, 404 S.Lunine, J. (1999): Earth – Evolution of a habitable world.‐ Cambridge Univ. Press, 319 S.Rollinson, H. (2007): Early Earth systems – a geochemical approach.‐ Blackwell Publ., Malden,
285 S.Rothe, P. (2000): Erdgeschichte – Spurensuche Gestein.‐Wissenschaftl. Buchgesellschaft
Darmstadt, 240 S.Stanley, S.M. (2009): Earth System History.‐ 3. Auflage, Freeman and Co., New York, 551.Stewart, W.N. & Rothwell, G.W. (2009): Paleobotany and the evolution of plants.‐ 2. Auflage,
Cambridge Univ. Press, 521 S.Tröger, K.‐A. (1984): Abriß der Historischen Geologie.‐ Akademie‐Verlag, Berlin, 718 S.Walter, R. (2003): Erdgeschichte – Die Entstehung der Kontinente und Ozeane.‐ de Gruyter,
Berlin, 5. Auflage, 325 S.Windley, B.F. (1995): The evolving continents.‐ 3. Aufl., Wiley & Sons, New York, 526 S.
“Frühes Leben”
“Altes Leben”
“Mittelaltes Leben”
“Neues Leben”
1835: Adam Sedgwick & Roderic Murchison (Röm. für Wales)
“Sichtbares/offenb
ares
Lebe
n”
S Afrika
2,6
Biostratigraphie und Geochronologie• Biostratigraphie: Wesentlich seit dem 19. Jhdt.: Relative
Stratigraphie• Theorien zur Abschätzung des Alters der Erde (Stanley 2009):
– Salzgehalt des Ozeans >> 90 Ma (Joly 1899)– Sedimentakkumulation >> 100 Ma– Erdwärme >> 20 – 40 Ma (Kelvin 1865)
• Geochronologie: seit der Mitte des 20. Jhdt.
Radiometrische AltersbestimmungZerfallsgesetz:
N = Noe‐t, = Zerfallskonstante
Halbwertszeit: thalbe = ln2
Die Schließungszeit t eines Systems (z.B. Abkühlereignis einer Lava) kann mit
t = ln(1 + D/M)
ermittelt werden. D = Anzahl der heute vorhanden Tochterisotope, M = Anzahl der noch vorhandenen Mutterisotope (z.B. 40K > 40Ar).
NWA 3098 (R5 Chondrite)
Meteorites Australia
Das Alter der Erde Rb/Sr‐Alter aller Meteoriten*: 4.56 Ga
Minster et al. 1982 in Lunine 1999
*außer Meteoriten vom Mond & Mars
Nelson et al. 1997
Alter Zirkon aus dem Yilgarn‐Kraton (W Australia) mit SHRIMP U/Pb‐Altersdaten
Ca. 20 µm
Älteste kontinentale Kruste: Grünsteingürtel und TTG*‐Granitoid‐Gneis‐KomplexeBeispiel: Pilbara‐Block in NW Australia (*Tonalit‐Trondhjemit‐Granodiorit)
Ausschnitt aus Blatt Marble Bar, 1 : 250 000Van Kranendonk et al. 2001
Van Kranendonk et al. 2001
VertikaleDynamik durchDichte‐Inversion
MagmatismusüberMantelplume
Pilbara
Condie 1997
Wachstum kontinentaler Krusteflächentreue Darstellung
Präkambrium: ca. 87% der heutigenkontinentalenlithosphäre
Prozesse:• Akkretion von ozeanischen Inselbögen und
Intraplatten‐Vulkankomplexen
• kontinentales Rifting mit Mantel‐derivatemMagmatismus
• Magmatismus am aktiven Kontinentalrand
Rodinia
Sclavia & Superia
Gondwana
Maxima der magmatischen Aktivität beim Zusammenschiebenvon Superkontinenten
Bradley 2011, ESR
Nuna (oder Columbia)
Flächen‐normalisierte Granit‐Alter
• Welches ist jeweils der Kern‐Kontinent?• Welche Kontinente fehlen bei Gondwana?
Die proterozoischen Superkontinente
SWEAT =SW US, East Antarctica