Quelltext der Seite Cryogenium

{{Schmale Geozeitskala|Proterozoikum=1}}
Das '''Cryogenium''' ist ein [[Chronostratigraphie|chronostratigraphisches]] [[System (Geologie)|System]] und eine [[Geochronologie|geochronologische]] Periode der [[Geologische Zeitskala|Geologischen Zeitskala]]. Es ist das neunte System des [[Proterozoikum]]s und das zweite des [[Neoproterozoikum]]s. Es begann vor {{Erdzeitalter/Beginn|Cryogenium}} Millionen Jahren und endete vor {{Erdzeitalter/Ende|Cryogenium}} Millionen Jahren, dauerte also {{Erdzeitalter/Dauer|Cryogenium}} Millionen Jahre. Es folgte auf das [[Tonium]] und ging dem [[Ediacarium]] voraus.

Da aus dem nachfolgenden Ediacarium die ältesten Fossilien komplexer [[Mehrzeller|mehrzelliger Lebewesen]] (einschließlich der mutmaßlich frühesten [[Bilateria|bilateralsymmetrischen Tiere]]) überliefert sind, spielte das Cryogenium wahrscheinlich eine bedeutende, jedoch bislang weitgehend unverstandene Rolle in der Evolution des „höheren“ Lebens.<ref>siehe z.&nbsp;B. Carl Simpson: ''Adaptation to a Viscous Snowball Earth Ocean as a Path to Complex Multicellularity.'' In: ''American Naturalist.'' Band&nbsp;198, Nr.&nbsp;5, 2021, [[doi:10.1086/716634]].</ref>

== Namensgebung und Definition ==
Der Name Cryogenium ist vom [[Altgriechische Sprache|Altgriechischen]] ''{{lang|grc|κρύος}}'' (kryos) mit der Bedeutung ''kalt'' bzw. ''Eis'' und ''{{lang|grc|γένεσις}}'' (genesis) mit der Bedeutung ''Geburt, Entstehung'' abgeleitet. Der Name spielt auf die damalige annähernd globale [[Eiszeitalter|Vereisung]] der Erde an.

Im Gegensatz zu den meisten anderen Systemen des Proterozoikums ist nur der Beginn des Cryogeniums nicht durch ein [[GSSP]] definiert, sondern durch ein [[Global Standard Stratigraphic Age|GSSA]] (Global Stratigraphic Standard Ages), das heißt durch einen absoluten Zahlenwert, der nicht an ein Referenzprofil gebunden ist. Das Ende des Cryogeniums, zugleich Beginn des Ediacariums, ist über den GSSP des Ediacariums definiert.

== Ereignisse während des Cryogeniums ==
=== Eiszeiten ===
In die Periode des Cryogeniums fallen die [[Sturtische Eiszeit|Sturtische]] (720 bis 658 [[mya (Zeitskala)|mya]]) und [[Marinoische Eiszeit]] (655 bis 635 mya) mit annähernd globaler Vereisung (siehe „[[Schneeball Erde]]“). Allerdings ist das Ausmaß der Vereisung durch neuere Forschungsergebnisse etwas relativiert worden und die kritischen Stimmen mehren sich.<ref>Emmanuelle Arnaud: ''Giant cross-beds in the Neoproterozoic Port Askaig Formation, Scotland: implications for snowball Earth.'' In: ''Sedimentary Geology'', 165 (1–2), Amsterdam 2004, S. 155–174, {{ISSN|0037-0738}}, [[DOI:10.1016/j.sedgeo.2003.11.015]]</ref> Am Äquator bestanden wohl doch eisfreie Gebiete. Viele neuere Modelle gehen heute eher von einer „Slushball Earth“ (aus dem [[Englische Sprache|Englischen]] übersetzt mit ''Schneematscherdball'') aus.<ref>Małgorzata Moczydłowska: ''The Ediacaran microbiota and the survival of Snowball Earth conditions.'' In: ''Precambrian Research'', 167 (1–2): Amsterdam 2008, S. 1–15, {{ISSN|0301-9268}}, [[DOI:10.1016/j.precamres.2008.06.008]]</ref>

Die sich anschließende [[Gaskiers-Eiszeit]] (ca. 579 mya<ref name=Pu>{{Literatur |Autor=Judy P. Pu, Samuel A. Bowring, Jahandar Ramezani, Paul Myrow, Timothy D. Raub, Ed Landing, Andrea Mills, Eben Hodgin, Francis A. MacDonald |Titel=Dodging snowballs: Geochronology of the Gaskiers glaciation and the first appearance of the Ediacaran biota |Sammelwerk=Geology |Band=44 |Nummer=11 |Seiten=955 |Datum=2016 |DOI=10.1130/G38284.1}}</ref>) gehört bereits zum Ediacarium. Möglicherweise war der Sturtischen Eiszeit noch eine Vereisung vorausgegangen, die so genannte [[Kaigas-Eiszeit]] um 750 mya, die aber nicht so deutlich dokumentiert ist.<ref>{{Literatur | Autor=Macdonald, F. A. u. a.| Jahr=2010| Titel=Calibrating the Cryogenian| Sammelwerk=Science| Band=327| Seiten=1241-1243| DOI=10.1126/science.1183325}}</ref>

Bei den glazigenen Ablagerungen des Cryogeniums handelt es sich vorwiegend um [[Diamiktit]]e oder proximale, proglaziale Sedimente, die in passiven Riftgräben während des Auseinanderbrechens von Rodinia abgesetzt wurden. Sie finden sich auf vielen der damaligen Paläo- und Mikrokontinente, wie beispielsweise westliches [[Nordamerika]], [[China]], [[Australien (Kontinent)|Australien]], [[Westafrika]], [[Südamerika]] und [[Oman]]. In der Schichtenabfolge zeichnen sich die glazigenen Sedimente durch ihr abruptes Einsetzen, aber genauso auch durch ihr jähes Verschwinden aus. Gewöhnlich werden sie von so genannten ''Hutkarbonaten'' (Englisch ''cap carbonates'') abgeschlossen, die ungewöhnliche sedimentologische, geochemische und Isotopenverhältnisse an den Tag legen. Die Hutkarbonate (meist Kalke, aber auch Dolomite) entstanden unter steigendem Meeresspiegel nach Beendigung der Vereisungen.<ref>{{Literatur |Autor=James, N. P. u. a.| Jahr=2001| Titel=Later Neoproterozoic cap carbonates: Mackenzie Mountains, northwestern Canada: precipitation and global glacial meltdown| Sammelwerk=Canadian Journal of Earth Sciences| Band=38| Seiten=1229-1262}}</ref><br>
Die beiden für das Cryogenium charakteristischen Vereisungen waren von starken, positiven und negativen Exkursionen der δ<sup>13</sup>C-Werte begleitet.<ref>{{Literatur | Autor=Kirschvink, J. L. u. a.| Jahr=2000| Titel=Paleoproterozoic snowball Earth:  Extreme climatic and geochemical global change and its biological consequences| Sammelwerk=Proceedings of the National Academy of Sciences, USA| Band=97| Seiten=1400-1405}}</ref><br>
Nach fast 1000 Millionen Jahre währender Abwesenheit kehrten die [[Bändererz]]e erneut wieder und in ihrem Gefolge [[Phosphorit]]e und [[Mangan]]erze. Während des Cryogeniums wurden auch weltweit [[Schwarzschiefer]] abgelagert.<ref>{{Literatur | Autor=Condie, K. C. u. a.|Jahr=2001| Titel=Precambrian superplumes and supercontinents: a record in black shales, carbon isotopes and paleoclimates?| Sammelwerk=Precambrian Research| Band=106| Seiten=239-260}}</ref> Der [[Sulfat]]gehalt des Meerwassers nahm einen niedrigen Wert ein.<ref>{{Literatur | Autor=Hurtgen, M. T. u. a.|Jahr=2002| Titel=The sulfur isotopic composition of Neoproterozoic seawater sulfate: implications for a snowball earth?| Sammelwerk=Earth and Planetary Science Letters| Band=203| Seiten=413-429}}</ref>

Noch vor Beginn des Cryogeniums begann der [[Superkontinent]] [[Rodinia]] um 750 mya auseinanderzubrechen und der umgebende Ozean [[Mirovia]] schloss sich allmählich. Als Neuformation sollte während des Ediacariums der Superkontinent [[Pannotia]]  mit dem Ozean [[Panthalassa]] hervorgehen. Die Ursachen der weltumspannenden Vereisungen dürften wahrscheinlich in diesem Auseinanderbrechen Rodinias begründet sein, da die Kontinentfragmente gen [[Äquator]] drifteten und sich dort ansammelten. Der Riftvorgang hatte gleichzeitig zu einem Herausheben der Kontinentbruchstücke geführt. Beide Effekte zusammengenommen hatten letztlich die [[Albedo]]  und gleichzeitig die Erosionsrate erhöht und somit über eine Erniedrigung der [[Kohlendioxid]]konzentration in der Atmosphäre die weltweite Abkühlung in Gang gesetzt. Die beginnende Abkühlung reduzierte ihrerseits wiederum die biologische Aktivität.<ref>{{Literatur | Autor=Van Kranendonk, M. J.| Jahr=2012| Titel=Chapter 16. A chronostratigraphic division of the Precambrian: Possibilities and Challenges| Sammelwerk=The Geologic Time Scale 2012| DOI=10.1016/B978-0-444-59425-9.00016-0| Verlag=Elsevier B. V.}}</ref>

=== Meteoriteneinschlag ===
In die Zeit des Cryogeniums fällt der [[Einschlagkrater]] von [[Strangways]] im [[Northern Territory]] Australiens. Der Impakt erfolgte vor 646 ± 42 Millionen Jahren, der Durchmesser des Kraters betrug mehr als 24, möglicherweise sogar bis 40 Kilometer.

== Biologische Entwicklung ==
[[Datei:Arcella sp.jpg|mini|300px|Die Amöbengattung ''Arcella'' unter dem Mikroskop]]
Aus dem Cryogenium liegen sog. „vasen-förmige Mikrofossilien“ vor, die sich mit einiger Wahrscheinlichkeit auf die Hüllen von [[Arcellinida]], einer Gruppe der gehäusetragenden Amöben ([[Thecamoeben]]) beziehen lassen. Entgegen früherer Annahmen war die Gruppe aber bereits vor der Sturtischen Vereisung im Fossilbericht präsent.<ref>Daniel J.G. Lahr, Anush Kosakyan, Enrique Lara, Edward A.D. Mitchell, Luana Morais, Alfredo L. Porfirio-Sousa, Giulia M. Ribeiro, Alexander K. Tice, Tomas Panek, Seungho Kang, Matthew W. Brown (2019): Phylogenomics and Morphological Reconstruction of Arcellinida Testate Amoebae Highlight Diversity of Microbial Eukaryotes in the Neoproterozoic. Current Biology (in press) [[doi:10.1016/j.cub.2019.01.078]].</ref> Mikrofossilien liegen auch von den [[Acritarcha]], einer problematischen Gruppe, die oft als Zysten oder Dauerstadien unbekannter einzelliger Eukaryoten interpretiert wird, vor. Vielzellige Algen müssen, durch den berühmten Fund von ''[[Bangiomorpha pubescens]]'' nachgewiesen, bereits lange Zeit vorher existiert haben<ref>Timothy M. Gibson, Patrick M. Shih, Vivien M. Cumming, Woodward W. Fischer, Peter W. Crockford, Malcolm S.W. Hodgskiss, Sarah Wörndle, Robert A. Creaser, Robert H. Rainbird, Thomas M. Skulski, Galen P. Halverson (2017): Precise age of Bangiomorpha pubescens dates the origin of eukaryotic photosynthesis. Geology 46 (2): 135-138. [[doi:10.1130/G39829.1]]</ref>, auch wenn unzweideutige Fossilfunde aus dem Cryogenium selbst fehlen. Der Fund eines ''[[Otavia|Otavia antiqua]]'' genannten Fossils<ref>{{Literatur |Autor=Brain, C. K. u. a.| Jahr=2012| Titel=The first animals: ca. 760-million-year-old sponge-like fossils from Namibia| Sammelwerk=S. Afr. J. Sci.| Band=108(8)| Seiten=1-8|DOI=10.4102/sajs.v108i1/2.658}}</ref>, das von seinen Entdeckern den [[Schwämme]]n zugeordnet worden ist, würde auch den Ursprung der vielzelligen Tiere ins Cryogenium oder eine frühere Epoche datieren; die Deutung als Schwamm wird aber von anderen Forschern bestritten<ref>Jonathan B. Antcliffe, Richard H. T. Callow, Martin D. Brasier (2014): Giving the early fossil record of sponges a squeeze. Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society 89 (4): 972-1004. [[doi:10.1111/brv.12090]].</ref>, so dass die Existenz von Metazoa im Cryogenium unsicher ist. Funde wie rätselhafte, scheibenartige Fossilien aus China, als „Jinxian Biota“ beschrieben<ref>Xingliang Zhang, Hong Hua, Joachim Reitner (2006): A new type of Precambrian megascopic fossils: the Jinxian biota from northeastern China. Facies 52: 169–181. [[doi:10.1007/s10347-005-0027-z]]</ref><ref>Cui Luo, Maoyan Zhu, Joachim Reitner (2016): The Jinxian Biota revisited: taphonomy and body plan of the Neoproterozoic discoid fossils from the southern Liaodong Peninsula, North China. Paläontologische Zeitschrift 90 (2): 205-224. [[doi:10.1007/s12542-016-0289-5]]</ref> könnten möglicherweise eukaryotische vielzellige Organismen repräsentieren, sind aber in ihrer Zuordnung völlig unsicher.

Schlüsselmikrofossilien des Cryogeniums:
* ''[[Cerebrosphaera|Cerebrosphaera buickii]]''
* ''[[Leiosphaeridia|Leiosphaeridia crassa]]''
* ''[[Bonniea|Bonniea dacruchares]]''
* ''[[Acaciella|Acaciella australica]]''
* ''[[Baicalia|Baicalia burra]]''
* ''[[Irridinitus]]''? – eine so genannte Twitya-Scheibe (engl. ''Twitya disc'') der [[Twitya-Formation]] in Kanada
* ''[[Sphaerocongregus]]''

== Stratigraphie ==
=== Bedeutende Sedimentbecken und geologische Formationen ===
* [[Jangtse-Kraton]], südliches [[China]]:
** [[Nantuo-Formation]] – 654 bis 635 mya
** [[Datangpo-Formation]] – 663 mya
** [[Liantuo-Formation]] – um 750 mya
* [[Vindhya-Supergruppe]] im Norden [[Indien]]s – 1700 bis 600 mya
* [[Otavi Group]] in [[Namibia]] – 760 bis 650 mya
** [[Abenab Subgroup]] – 720 bis 635 mya
*** [[Chuos-Formation]] (entspricht der Sturtischen Eiszeit) – um 720 mya
** [[Ugab Subgroup]] – 746 bis 720 mya
** [[Ombombo Subgroup]] – 760 bis 746 mya
* [[Pahrump Group]] im [[Death Valley]] – 1200 bis zirka 550 mya
* [[Grand Canyon Supergroup]] in [[Arizona]] – 1250 bis 700/650 mya
** [[Chuar Group]] – 770 bis 742 mya
* [[Windermere Supergroup]] in den [[Mackenzie Mountains]] und in Südwestkanada – 762 bis 728 mya
* [[Eleonore Bay Supergroup]] im Osten [[Grönland]]s – 950 bis 610 mya
* [[Polarisbreen Group]] auf [[Spitzbergen (Inselgruppe)|Spitzbergen]] – 700/650 bis 575 mya
* [[Akademikerbreen Group]] auf Spitzbergen – 800 bis zirka 700/650 mya
* [[Dalradian Supergroup]] in [[Schottland]] – 806 bis 480 mya
** [[Argyll Group]] – 645 bis 595 mya
** [[Appin Group]] – 659 bis 645 mya
** [[Grampian Group]] – 806 bis zirka 700 mya

== Literatur ==
* {{cite journal |author=James G. Ogg | title=Status on Divisions of the International Geologic Time Scale. | journal=Lethaia | year=2004 | volume=37 | issue= | pages=183–199 | url=http://www.stratigraphy.org/precambrian/Ogg_2003.pdf  |archiveurl=https://web.archive.org/web/20070929111321/http://www.stratigraphy.org/precambrian/Ogg_2003.pdf |archivedate=2007-09-29 | doi=10.1080/00241160410006492 }}
* Kenneth A. Plumb: ''New Precambrian time scale.'' In: ''Episodes'', 14(2), Beijing 1991, S. 134–140, {{ISSN|0705-3797}}.

== Weblinks ==
* [http://www.stratigraphy.org/ Internetseite der International Commission on Stratigraphy]
* [http://www.stratigraphy.org/ICSchart/ChronostratChart2017-02.pdf International Chronostratigraphic Chart Februar 2017] (PDF; 289&nbsp;kB)

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Zeitalter des Proterozoikum]]