Fachbereich Geowissenschaften

Nach der „Kambrischen Explosion“ vor 545 Millionen Jahren war die Vergletscherung im späten Ordovizium (vor etwa 440 Millionen Jahren) die erste von drei Eiszeiten, die die Erde beeinflussten, sobald sie von tierischem Leben besiedelt war. Vom Beginn bis zum Abschmelzen dauerte dieser Gletscherzyklus weniger als 1 Million Jahre, hinterließ aber das zweitgrößte Aussterben auf der Erde.
Etwa 100 Millionen Jahre nach dem Ordovizium erlebte die Erde ihre längste und am weitesten verbreitete Vergletscherung, die als spätpaläozoische gondwanische Eiszeit bezeichnet wird. Zwischen 330 Millionen und 270 Millionen Jahren ermöglichte die glückliche Fügung globaler Gebirgsbildungsprozesse und die damit verbundene Beckenbildung, die während des Zusammenwachsens des Superkontinents stattfand, die exquisite und weit verbreitete Erhaltung von Gesteinsablagerungen weltweit, die Gegenstand jahrzehntelanger Forschung sind. Bezeichnenderweise ist die Gondwanische Eiszeit des späten Paläozoikums das einzige Beispiel für einen Klimawandel in einem Eishaus auf einer vegetierten Erde und damit das nächstliegende Analogon zum heutigen Zustand der Erde – und das einzige Beispiel für einen Übergang vom Eishaus zum Treibhaus, das die Auswirkungen auf die Tier- und Pflanzenökosysteme sowohl im marinen als auch im terrestrischen Bereich erfasst.

Im folgenden Abschnitt geben wir einen Überblick über die glazialen Ablagerungen in Nordafrika.

Spätordovizium-Vereisung in Nordgondwana

Nach Rubino et al, 2003

Glaziale Zyklen

Wie alle glazialen Episoden weist auch das jüngste Ordovizium mehrere Zyklen des Vorstoßes und Rückzugs der Eiskappe auf. Bislang wurden vier bis fünf Zyklen aufgezeichnet. Nicht alle Zyklen sind notwendigerweise überall aufgezeichnet, da die glazialen Einschnitte nicht immer übereinander, sondern auch nebeneinander liegen können. Alle diese Phasen definieren einen allgemeinen Rückzug der Eiskappe, aber jede Phase zeichnet einen Vorstoß des Eises auf, gefolgt von einer Überflutung und Progradation von Ablagerungssystemen, die zeitgleich mit dem Eisrückzug stattfinden. Ein Typenzyklus beginnt mit einer glazialen Erosion, die in der Regel durch ein glaziales Pflaster an der Talsohle umrissen wird. Dann kommt es zu einer raschen Überflutung, die zur Ablagerung eines kondensierten Abschnitts führt, oder es folgen unmittelbar gletschermarine schluffige Schiefer. Je nach regionaler Lage sind die Täler mit sandigen Ablagerungen aufgefüllt. Andere Täler sind vollständig mit fluvialen Sandsteinen gefüllt, und schließlich kommt es auch zu einer gemischten Füllung mit fluvialen an der Basis und dann deltaischen Systemen.

Diese Interpretation belegt eindeutig, dass der größte Teil der so genannten glazialen Abfolge in Wirklichkeit in einer marinen Umgebung abgelagert wurde. Dies bestätigt die bahnbrechenden Arbeiten von Legrand, der behauptete, dass die Transgression vor dem Silur stattfand.

Großräumige Architektur

Zahlreiche Gletschertäler wurden in Mauretanien und Libyen in Aufschlüssen identifiziert. Diese Täler bilden ein Netz und liegen entweder nebeneinander oder übereinander in den Fahrrinnen. Jedes Tal ist von einem einzigen stratigraphischen Zyklus ausgefüllt, kann jedoch von zahlreichen Gletscherpflastern überlagert sein. Die Breite reicht von 1 bis 10 km. Sehr oft sind entlang der Talflanken Schwerkraftinstabilitäten der vorglazialen Ablagerungen zu beobachten. Ihre Einschnitte scheinen eher mit dem Eis als mit fluvialen Prozessen zusammenzuhängen. In dieser Hinsicht wurden außer in Mauretanien nur sehr wenige überzeugende Beispiele für Tunneltäler beobachtet.

Die Talfüllung kann sich dramatisch ändern, einige Täler sind bis zur Einmündung gefüllt, andere sind unterfüllt, was zur Erhaltung voreiszeitlicher, verschütteter Hügel unter den silurischen Schiefern führt. Die endgültige Geometrie der späten aschgillischen Abfolge weist viele Ähnlichkeiten mit der quartären Abfolge in der Nordsee oder in der Keltischen See auf, wo ein untergegangenes Schelfeis auftrat.

Silurische Transgression

Die silurische Transgression wird gewöhnlich als postglaziale Transgression interpretiert; wir haben bereits gesehen, dass die erste Transgression während des jüngsten Ordoviziums stattfindet. Dies bedeutet, dass der Gletscherrückgang unterbrochen ist und die silurische Transgression wahrscheinlich das endgültige Abschmelzen aufzeichnet. Die Transgression ist diachron und hängt von der vorherrschenden Topographie ab. Das Ausgangsgestein scheint vorwiegend in regionalen Senken aufzutreten, die entweder durch glaziale Erosion oder durch fluviale Einschnitte entstanden sind, möglicherweise im Zusammenhang mit dem isostatischen Rückzug. Diese Senken werden in Verbindung mit einer späten Deformation die Migrationspfade steuern. Die sandigen glazialen Ablagerungen oder die untersten silurischen transgressiven Sandsteine, die unmittelbar unter dem Ausgangsgestein abgelagert wurden, sind das erste Reservoir, das gefüllt oder zumindest für die Migration genutzt wird, wie die Fülle der Aufschlüsse zeigt. Wenn die Abfolge des späten Aschgilliums (ca. 450 my) mehr schalig oder schluffig ist, könnte sie eine Abfallzone bilden oder zumindest die potenzielle Säule stark reduzieren.