Devon (Geologie)

Devon SystemdesPhanerozoikums
Ära	Paläozoikum
System davor	Silur
Beginn	419,2mya
Ende	358,9mya
System danach	Karbon
Mittlerer atmo­sphä­ri­scherO2-Anteil	15 Vol.-% (71 % von heute)
Mittlerer atmo­sphä­ri­scherCO2-Anteil	2200ppm (Das 5,5-fache von heute)
Mittlere Bodentem­peratur	20 °C (6 °C über heute)
❮ System Serie Stufe ≈ Alter (mya) ❮ später später später jünger D e v o n Oberdevon Famennium 358,9 ⬍ 372,2 Frasnium 372,2 ⬍ 382,7 Mitteldevon Givetium 382,7 ⬍ 387,7 Eifelium 387,7 ⬍ 393,3 Unterdevon Emsium 393,3 ⬍ 407,6 Pragium 407,6 ⬍ 410,8 Lochkovium 410,8 ⬍ 419,2 früher früher früher älter

DasDevon(Aussprache: [deˈvoːn]) ist in der Erdgeschichte das viertechronostratigraphischeSystembzw. die viertegeochronologischePeriode innerhalb desPaläozoikums.Es begann vor etwa 419,2 Millionen Jahren und endete vor etwa 358,9 Millionen Jahren (sieheGeologische Zeitskala). Das Devon folgt auf dasSilurund ging demKarbonvoraus.

Geschichte und Namensgebung

Der Name leitet sich von der britischen GrafschaftDevonab. Es wurde im Jahre 1839 von den englischenGeologenundPaläontologenRoderick MurchisonundAdam Sedgwickin die wissenschaftliche Literatur eingeführt. Sie schieden 1839 den Kern des Devons im heutigen Sinne als Gesteinsbildungen zwischen demsilurischenund dem gleichfalls neu eingeführten, Kohle führendenkarbonischenSystem aus.

Wesentlich war die von dem PaläontologenWilliam Lonsdaleübernommene Interpretation derSandsteinedes inEnglandweit verbreiteten „Old-Red-Sandsteins“und derKalkeim Norden der Grafschaft Devon als zeitgleiche Ablagerungen.

Definition und GSSP

Die Untergrenze des Systems Devon (und der Stufe desLochkoviums) bzw. die Silur-Devon-Grenze in der geologischen Überlieferung ist durch das Ersteinsetzen derGraptolithen-ArtMonograptus uniformisdefiniert.Der entsprechendeGSSPwurde 1972 auf dem Internationalen Geologischen Kongress (IGC) in Montreal festgelegt. Dieser befindet sich in einemAufschlussam HügelKlonknahe der GemeindeSuchomastyimOkres Berounsüdwestlich vonPrag(Tschechien). In diesem Profil erscheint in der Bank 20 erstmals die entsprechende Graptolithen-Art.

Die Obergrenze bzw. die Devon-Karbon-Grenze ist durch das Einsetzen derConodonten-ArtSiphonodella(Eosiphonodella)sulcatadefiniert.

Untergliederung des Devon

Lebensbild vonEusthenopteronaus dem Oberdevon. Dieser Fleischflosser war mithilfe seiner paarigen Muskelflossen und einer einfach gebauten Lunge imstande, sich in Ausnahmesituationen für kurze Zeit kriechend an Land fortzubewegen.

Das rund 57 Millionen Jahre umfassendeSystemdes Devons wird in dreiSerienunterteilt:

• System: Devon (419.2–358.9mya)
  • Serie: Oberdevon (Oberes Devon) (382.7–358.9 mya)
    • Stufe:Famennium(372.2–358.9 mya)
    • Stufe:Frasnium(382.7–372.2 mya)
  • Serie: Mitteldevon (Mittleres Devon) (393.3–382.7 mya)
    • Stufe:Givetium(387.7–382.7 mya)
    • Stufe:Eifelium(393.3–387.7 mya)
  • Serie: Unterdevon (Unteres Devon) (419.2–393.3 mya)
    • Stufe:Emsium(407.6–393.3 mya)
    • Stufe:Pragium(410.8–407.6 mya)
    • Stufe:Lochkovium(419.2–410.8 mya)

Für alle Stufen und Serien des Devons sind bereitsGSSPsfestgelegt und verabschiedet worden.

Paläogeographie

DiePalaeotethys.PlattentektonischeRekonstruktion zur Zeit desMitteldevons.Zwischen demHun-Superterranund Gondwana öffnet sich die Palaeotethys.

Old-Red-Sandstein lagertdiskonformauf silurischerGrauwackebeiJedburghin Südostschottland.

Im Verlauf des Silur stießen die beidenUrkontinenteLaurentiaundBalticaendgültig zusammen, so dass der KontinentLaurussiaentstand. Dieser paläozoische Kontinent wird auch „Old-Red-Kontinent “genannt, nach dem rotenOld-Red-Sandstein,der in dieser Zeit abgelagert wurde.

Durch die Kollision wuchs daskaledonische Gebirge,dessen Bildung bereits im Silur begonnen hatte. Zwischen Laurussia und dem teilweise über dem Südpol gelegenen SuperkontinentGondwanalag derRheische Ozean.

Im Obersilur war dasHun-Superterranvom Nordrand Gondwanas abgebrochen und driftete nach Norden auf Laurussia zu. Zwischen dem Hun-Superterran (bzw. Armorica) und Gondwana öffnete sich dadurch ein neues Meer, diePaläotethys.Bereits im Laufe des Unterdevon waren Teile des Hun-Superterrans, dieArmorica-Gruppe,unterSubduzierungdes Rheischen Ozeans mit ersten Krustenschollen von Laurussia kollidiert, die von Laurussia abgebrochen waren. Hier bildete sich im Laufe des Devons ein Meer (bzw. eine ozeanisierte kontinentale Kruste), der Rhenoherzynische Ozean. Dieser Bereich wurde im Laufe des Devons durch die Kollision Gondwanas mit Laurussia langsam wieder geschlossen.

Klima

DasKlimawährend des Devons war weltweit eher warm und trocken. Die Temperaturunterschiede zwischen den Polargebieten und den Äquatorregionen waren geringer als heute. Der Meeresspiegel lag aufgrund der geringen Menge anInlandeisrecht hoch. Auf dem heutigenSüdpollag Südamerika mit dem heutigen Amazonasbecken. Hier konnten sich in höheren Gebirgslagen aufgrund niedriger Temperaturen selbst Gletscher bilden, die Polargebiete waren aber nicht gänzlich von Eis bedeckt. In Gondwana auf der südlichen Erdhalbkugel in südlicheren Breiten herrschte ein warm-gemäßigtes Klima.

Entwicklung der Fauna

Fische des Devons.Rekonstruktionvon 1905.

Elginerpeton pacheni,ein früher Tetrapod aus den Devonschichten Schottlands.

DieFischeentwickeltensich, besonders diePanzerfische (Placodermi),in ungeheurer Vielfalt. Daher wird das Devon auch als „Zeitalter der Fische “charakterisiert. Der größte Fisch und zugleich das größte bekannte tierische Lebewesen dieser Periode warDunkleosteus,ein räuberisch lebender Panzerfisch aus dem späten Devon, der zu denArthrodirenzählt und mehrere Meter lang wurde. Außerdem erreichten dieStachelhaie(Aconthodii) den Höhepunkt ihrerArtenvielfalt.Erste gesicherte Funde dieser Fische aus der Überklasse derKiefermäulerstammen aus dem Silur, imPermstarben sie aus. DieQuastenflosserund dieLungenfischeerschienen erstmals im Devon.

Gegen Ende des Devons treten die erstenLandwirbeltiere(Tetrapoda) auf. Gattungen wieIchthyostega(vor rund 370 Millionen Jahren) undAcanthostegahatten eineamphibischeLebensweise. Sie gehören zu den früher als „Labyrinthodontia“zu den Amphibien gestellten Vierfüßern, die sich, den Fossilfunden ausGrönlandzufolge, im Devon aus den Quastenflossern entwickelt haben könnten.

Im Oberdevon entstanden vermutlich die ersten geflügelten Insekten.Eopterum devonicumundEopteridium striatumgalten in den 1960er Jahren als älteste Fossilnachweise geflügelter Insekten. Es stellte sich jedoch heraus, dass es sich bei den für Flügel gehaltenen Strukturen um die blattförmigen Teile desEndopoditenund desExopoditenvon Krebsbeinen handelte.

Innerhalb der Gruppe derKopffüßerentstanden ab demEmsiumdieAmmoniten,die für die stratigraphische Gliederung des Mittel- und Oberdevons bereits eine wichtige Rolle spielten.

Entwicklung der Flora

Das Devon markiert den Beginn der weiträumigen Eroberung des Festlandes durchPflanzen.Da größere landlebendePflanzenfressernoch nicht existierten, konnten sich große Wälder ausbreiten.

DieLandpflanzen,die sich vermutlich bereits imOrdoviziumentwickelt hatten, breiteten sich im Devon weiter aus. Auch hier kam es zu einer Radiation. Wichtige Pflanzen des Devons waren:Rhynia(Gattung derUrfarne),Baragwanathia(Gattung derBärlappgewächse),Zosterophyllum(Urfarne),Taeniocrada(Urfarne),Asteroxylon(Bärlappgewächse). In den fossilierten Wurzeln vonAsteroxylonund auch inRhyniawurden erste gesicherte Beweise derMykorrhizagefunden. Die Mykorrhiza stellt eineSymbiosevonPilzenmit Pflanzen dar, womit der Pflanze die Wasseraufnahme durch dieWurzelnerleichtert wird. So finden sich in den fossilierten Wurzeln vonAsteroxylonPilzhyphensowiePilzsporenvonPhycomyceten.Nach der Auffassung vieler Botaniker und Ökologen wurde der Landgang erst mit Hilfe der Pilze möglich.

Als größtes und eines der rätselhaftesten Landlebewesen seiner Zeit giltPrototaxites(„Nematophyton“). Die Gattung ist stratigraphisch vom Obersilur bis zum Oberdevon verbreitet und ihre Fossilien wurden lange Zeit sehr verschiedentlich interpretiert. Entsprechend wurde die Gattung verschiedenen Organismengruppen zugeordnet (u. a. denKoniferenund denAlgen). Mittlerweile ist die Interpretation als baumartigesSporophor(Stammdurchmesser bis zu 50 cm) eines „Riesenpilzes “oder einer „Riesenflechte “die von der Datenlage am besten gestützte.

Die MoosartPallaviciniites devonicusaus dem Oberdevon ist einer der ersten gesicherten Funde derMoose.Diese Art wird denLebermoosen,genauer der Unterklasse Metzgeriidae (auch als OrdnungMetzgerialesaufgefasst), zugerechnet. Die Moose müssen sich schon früher entwickelt haben, aber fossilierte Funde sind sehr selten.

In den sumpfigen, tropischen Gebieten des Oberdevons entstanden die ersten Wälder. Aus ihnen entstanden die ältesten Kohlevorkommen.

Durch die Verbreitung der Landpflanzen und die damit verbundene Steigerung derPhotosyntheseaktivitätstieg der Sauerstoffgehalt der Luft stark an. ImKarbonerreichte er einen Wert von etwa 35 Prozent.

Das Devon in Mitteleuropa

Die Gesteinsausprägung dersiliziklastischenund karbonatischen Sedimente aus dem Ablagerungsraum des küstennahenSchelfswird im Devon ‚Rheinische Fazies‘ genannt. Hier sind die für das Devon typischenBioherme(wellenresistente und schon seinerzeit reliefbildendeRiffkörper) zu finden. Als Riffbildner traten besonders die heute ausgestorbenenStromatoporen,RugosaundTabulatain Erscheinung. Die Riffbildung des Paläozoikums erreichte im Devon ihren Höhepunkt. Nach dem Aussterben am Ende des Devons wurden lange Zeit keine großen Riffe mehr gebildet, erst imMesozoikumentstanden wieder mächtige Riffe.

Ein Beispiel für ein kleines isoliertesAtoll-Riff, das während desGivetiumsund desFrasniumsgebildet wurde, ist derIbergim Harz. Größer ist derElbingeröder Komplex,der während desselben Zeitraums auf einem Vulkansockel entstand. Innerhalb dieser Atolle lebten auch dieBrachiopodenStringocephalus burtiniundUncites gryphus.Sie werden in denMassenkalkendesRheinischen Schiefergebirgesgefunden und gelten alsLeitfossiliendes Givetiums. Fossile devonische Riffe sowie pelagische Karbonate gibt es auch südlich des eigentlichen heutigen Mitteleuropas in denKarnischen Alpen.Dort erreicht die Riffkalkfazies mehr als 1000 MeterMächtigkeit.Die Riffbildung nimmt ab dem Pragium rapide zu und erreicht im Givetium und Frasnium ihren Höhepunkt. Typische Lokalitäten für diese Kalke sind dieKellerspitzenund dieHohe Warte.

Auf dem tiefen Schelf und im offenen Ozean wurden in Mitteleuropa die Gesteine der ‚Herzynischen‘ und ‚Böhmischen Fazies‘ sedimentiert. Es sind häufig dunkel gefärbte Tone oder Mergel, in denenPlanktonoderNektonaus dem Wasserkörper fossil erhalten sind. Der Meeresboden war meistsauerstoffarm,so dass nur bereichsweise Bodenorganismen überliefert sind.Benthoswurde häufiger durchsubmarine Rutschungen,TrübeströmeoderSturmflutereignissealsAllochthoneingebracht. Auf Schwellen zwischen diesen Bildungen des tieferen Wassers konnten pelagische Kalke (Cephalopodenkalke) mit einer typischen Fauna ausCephalopodenundConodontensedimentiert werden.

Aussterbeereignisse

Im Oberdevon kam es im jüngstenFrasniumzu einem markanten zweiphasigenAussterbeereignis,das sich in derLithologiedurch das Auftreten dunkler, kohlenstoffreicher Gesteine äußert.

Die erste Beschreibung der Lithologie und derMakrofaunastammt vonFriedrich Adolf Roemer(1850)aus demKellwassertal,einem Seitental desOkertalsimHarz.Nach der Lokalität werden die dunklen, meistmergeligenGesteine als Kellwasser-Kalk und entsprechend das Ereignis als „Kellwasser-Ereignis“bezeichnet.

Vor dem Ereignis kam es während des Frasniums zu einem durch mehrere Regressionsereignisse unterbrochenen Anstieg des Meeresspiegels mit einem vermutlichen Höchststand zum Beginn des Ereignisses. Jede dieser mehrere zehntausend Jahre andauernden Phasen wird durch einen plötzlichen weiteren Anstieg desMeeresspiegelseingeleitet, der besonders in Lokalitäten im europäischen und nordafrikanischen Raum mit der Bildung von kohlenstoffreichen Kalken, Mergeln und Tonen unter anoxischen Bedingungen verknüpft ist. Die Sedimentation vonBrekzienund bzw. das Auftreten von Sedimentstrukturen wie die der „deformierten Rutschmassen “zeigen gegen Ende jeder der zwei Phasen eine plötzliche Meeresspiegel-Senkung an.Die zweite Phase leitet in eine nur durch kurze transgressive Pulse unterbrochene globale Absenkung des Meeresspiegels durch das gesamte Famennium ein. Diese eustatische Absenkung des Meeresspiegels wurde durch eine globale Abkühlung mit der Ausbildung einer Vergletscherung auf dem Südkontinent verursacht.Das bedeutendste der mit dem Kellwasser-Event verknüpften Aussterbeereignisse fand zum Ende der zweiten Phase statt.

Bei diesen Aussterbe-Ereignissen waren hauptsächlich marine Gruppen betroffen, die Landlebewesen wurden weniger reduziert. Einige der am stärksten betroffenen Gruppen waren u. a. dieTrilobiten,Acritarcha,dieTabulataundRugosa,Stromatoporen,Brachiopodaund diePanzerfische.

Literatur

• George R. McGhee Jr:When the Invasion of Land Failed. The Legacy of the Devonian Extinctions.Columbia University Press, New York 2013,ISBN 978-0-231-16057-5
• Ivo Chlupáč:The Bohemian Lower Devonian stages.Courier Forschungsinstitut Senckenberg, 55, Frankfurt am Main 1982, S. 345–400,ISSN0341-4116.
• F.A. Roemer:Beiträge zur geologischen Kenntnis des nordwestlichen Harzgebirges.In:Palaeontographica,3(1), Kassel 1850, S. 1–67.
• Peter Rothe:Quastenflosser und Nacktpflanzen: Das Devon.In:Biologie in unserer Zeit,33(2), Weinheim 2003, S. 107–115,ISSN0045-205X
• Martin J. S. Rudwick:The Devonian: A system born from conflict.In: M. R. House, C. T. Scrutton, M. G. Basset (Hrsg.):The Devonian System.In:Special Papers in Palaeontology,Bd. 23, London 1979, S. 9–21, 3 Abb.,ZDB-ID962621-9.
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• J.J. Veevers, C. McA. Powell:Late Paleozoic glacial episodes in Gondwanaland reflected in transgressive-regressive depositional sequences in Euramerica.Geological Society of America, Bulletin, 98, Boulder CO 1987, S. 475–487,ISSN0016-7606.
• Wolfgang Oschmann:Evolution der Erde. Geschichte der Erde und des Lebens.Haupt Verlag, Bern 2016,ISBN 978-3-8252-4401-9(UTB; 4401), S. 139–165.

Weblinks

Commons:Devon (Geologie)– Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• International Chronostratigraphic Chart 2020/03(Regelmäßig aktualisierte Chronostratigraphische Zeittafel derInternational Commission on Stratigraphy)
• Beispiele für Devon-Fossilien
• Stratigraphische Tabelle von Deutschland 2002.(PDF; 6,6 MB) Deutsche Stratigraphische Kommission (Hrsg.), Potsdam 2002,ISBN 3-00-010197-7
• Die Stratigraphische Tabelle von Österreich (sedimentäre Schichtfolgen)(PDF; 1,8 MB) Kommission für die paläontologische und stratigraphische Erforschung Österreichs der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (Hrsg.)