Klima in der Erdgeschichte: Studien in der Geophysik (1982)

Mehr kann über die Verteilung von Feuchtigkeit und Trockenheit gesagt werden. Aus der größeren Ausbreitung von Evaporit-Fazies im späten Jura, zum Beispiel in Chile und den südlichen Teilen der Sowjetunion, folgerte Frakes (1979) einen allgemeinen Trend zu einem trockeneren Klima von Anfang an. Dies wird durch das Auftreten xerophytischer Pflanzen im späten Jura des letzteren Gebiets bestätigt (Vakhrameev, 1964). Das regionale Bild kann jedoch komplizierter sein. So enthält in Israel der untere Jura Evaporite, während der mittlere und obere Jura Kohlen enthält, so dass der klimatische Trend durch die Zeit von Goldberg und Friedman (1974) abgeleitet wird, um das Gegenteil von dem zu sein, was angenommen wird das allgemeine Bild. Dennoch gibt es reichlich spätjuraische Evaporiten in Südeuropa und im Nahen Osten. Goldberg und Friedman betonten die Bedeutung des regionalen Klimawandels und ziehen eine Analogie zum Golf von Mexiko. In Südtexas zum Beispiel wird ein trockenes Klima durch Gipsablagerungen in der Laguna Madre aufgezeichnet, während das feuchtere Klima von Louisiana durch Salzsumpfablagerungen reflektiert wird. Möglicherweise können lokale sumpfige Bedingungen in einem Gebiet mit mäßig trockenem Klima die Bildung dünner Kohlen fördern, In diesem Fall muss die Gültigkeit der Kohleverteilung als Klimaindikator genauer untersucht werden.

Frakes (1979) plädierte für eine Fortsetzung des globalen Trends zu größerer Trockenheit in der Kreidezeit. Auf Evaporit-Lagerstätten im Jura des westlichen Landesinneren der Vereinigten Staaten folgen jedoch kohlelagernde Lagerstätten in der Unterkreide. Andererseits unterstützt der Fazieswechsel von der Oberen Trias zum Unteren Jura in Westeuropa Frakes ‚Postulierung einer globalen Veränderung in Richtung erhöhter Luftfeuchtigkeit. So enthalten die Keuper-Rotbetten Evaporite und eine Reihe von Tonmineralien, in denen Kaolinit fehlt, was auf eine postdepositionale Magnesiumanreicherung in hypersalinem Wasser hindeutet (Jeans, 1978). Erhebliche Mengen an Kaolinit, was auf eine intensive Auslaugung auf einem Land mit einem warmen, feuchten Klima hindeutet, treten zuerst in den obersten Trias (rhätischen) marginalen Meeresablagerungen auf und setzen sich in den Lias fort (Will, 1969). Ein feuchtes Klima wird durch das Vorkommen in Nordeuropa von rhätisch-liassischen Pflanzenbeeten einschließlich Kohlen und vielleicht auch durch das weiter verbreitete Auftreten von liassischen Eisensteinen bestätigt (Hallam, 1975).

In Bezug auf die Ozeane hat das Modell von Fischer und Arthur (1977) für zyklische Wechsel, die etwa 32 Millionen Jahre dauern und bis in die Trias zurückreichen, zwischen polytaktischen und oligotaktischen Episoden großes Interesse geweckt. Polytaxische Episoden zeichnen sich durch eine hohe organische Vielfalt, höhere und gleichmäßigere ozeanische Temperaturen mit kontinuierlicher pelagischer Ablagerung, weit verbreiteter mariner Anoxizität und eustatischem Meeresspiegelanstieg aus. Im Gegensatz dazu sind oligotaktische Episoden wie derzeit durch niedrigere Meerestemperaturen mit ausgeprägterer Breitengradsedimentation, mariner Regression und mangelnder Anoxizität gekennzeichnet. Während polytaxischer Episoden führen warme, global ausgeglichene Klimazonen zu einer verringerten ozeanischen Konvektion, was zu einer Ausdehnung und Intensivierung der Sauerstoffminimumschicht führt, während kältere Klimaintervalle zu erhöhten Zirkulationsraten und einer besseren Sauerstoffversorgung des Meereswassers führen.

Während das Fischer- und Arthur-Modell für die Kreidezeit und das Känozoikum, für das wir umfangreiche Aufzeichnungen aus Tiefsee-Kernen haben, durchaus einen gewissen Wert haben mag, sind die Beweise, die sie für den Jura zitieren, wie Sauerstoffisotopendaten von Belemniten, zweifelhaft, und ich sehe keinen Grund für ihre Berufung auf eine oligotaktische Episode in Bathonian-Callovian Zeiten. Ich bin eher geneigt zu glauben, dass der gesamte Jura eine polytaxische Episode war, zumindest in Bezug auf Klima und ozeanische Zirkulation.

ABSCHLIEßENDE BEMERKUNGEN

Der vielleicht größte Fortschritt in der Zukunft wird von der paläoklimatischen Modellierung des von Gates skizzierten Typs (Kapitel 2) ausgehen. Die geographische Lage der Kontinente und Ozeane ist genau bekannt, und die Ausbreitung der epikontinentalen Meere, die gegen Ende des Zeitraums viel größer war als heute, kann einigermaßen genau geschätzt werden. Eine faire Annäherung an die durchschnittlichen jährlichen Temperaturverteilungen in verschiedenen Breitengraden kann durch die Verwendung von Daten über fossile Verteilungen erreicht werden, obwohl es sich als schwieriger erweisen kann, Temperatur, Saisonalität und Niederschlag zu quantifizieren. Vernünftige Schätzungen können auch über die Lage von Berggürteln gemacht werden.

Eine der Fragen von offensichtlichem Interesse ist, inwieweit die klimatisch ausgeglichene Welt des Jura mit ihren östlichen feuchten und westlichen trockenen Gürteln in erster Linie von der unterschiedlichen Geographie der Zeit im Vergleich zu heute abhängt. Darüber hinaus wäre es lehrreich, die klimatischen Auswirkungen eines mehr oder weniger fortschreitenden Anstiegs des Meeresspiegels während des größten Teils der Periode zu untersuchen, mit einer gleichzeitigen Überflutung kontinentaler Tiefländer und der Schaffung eines kontinuierlichen ozeanischen Gürtels niedriger Breite in der zweiten Hälfte der Periode nach Öffnung des ältesten zentralen Sektors des Atlantiks.

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