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Lexikon der Geowissenschaften: Neogen

Neogen, jüngere Periode des Tertiärs von 23,8-1,6 Mio. Jahren ; sie folgt auf das Paläogen. Das Neogen wird in zwei Epochen unterteilt, das Miozän (23,8-5,2 Mio. Jahre) und das Pliozän (5,2-1,6 Mio. Jahre). Die Miozän/Pliozän-Grenze ist durch einen globalen Meeresspiegelanstieg gekennzeichnet. Nach dem Neogen folgt das Quartär bzw. die Epoche des Pleistozäns. Von einigen Autoren werden das Pleistozän und das Holozän ebenfalls dem Neogen zugerechnet, was sich bisher aber nicht durchgesetzt hat. Der GSSP für die Paläogen/Neogen-Grenze, welche gleichzeitig auch die Oligozän/Miozän-Grenze ist, befindet sich innerhalb des Lemme-Carrosio-Profils in Norditalien (Allessandria Provinz). Er fällt mit einer Polaritätsumkehr des Magnetfeldes (Feldumkehr) zusammen und markiert die Grenze zwischen den Chrons C6Cn2r und C6Cn2n. Mit den Methoden der Magnetostratigraphie und Biostratigraphie ist der GSSP (und damit die Untergrenze des Neogens) weltweit in andere Profile korrelierbar. Die Obergrenze des Neogens ist gleichzeitig die Pliozän/Pleistozän-Grenze. Der GSSP dieser Grenze befindet sich im Vrica-Profil in Italien (Calabrien), sein Alter beträgt etwa 1,6 Mio. Jahre. Dieser GSSP fällt nicht genau mit einer Umkehr des Magnetfeldes zusammen und befindet sich gerade noch innerhalb des Chrons C2n.

Die Bezeichnung Neogen als zusammenfassende Kategorie für Miozän und Pliozän wurde von Hörnes (1853) eingeführt, weil die Molluska aus den Sedimenten des Miozäns und Pliozäns des Wiener Beckens einander sehr ähnlich waren, sich aber deutlich von den Faunen aus dem Eozän unterschieden (das Oligozän wurde zu jener Zeit noch nicht unterschieden). Heute wird das Neogen in acht Stufen unterteilt, von denen sechs auf das Miozän und zwei auf das Pliozän entfallen (geologische Zeitskala). Für die Paratethys wurden aufgrund von Besonderheiten der dortigen Faunen eigene Stufen definiert.

Die Biostratigraphie der neogenen Abfolgen basiert in marinen Sedimenten v.a. auf planktonischen Einzellern wie dem kalkigen Nannoplankton (Coccolithophoriden und Discoasteriden), den kieseligen Silicoflagellaten, Diatomeen und Radiolarien und den kalkschaligen Globigerinen. Mit Hilfe des kalkigen Nannoplanktons wird das Neogen in 18 Biozonen, sog. NN-Zonen, unterteilt. Die Globigerinen ermöglichen eine Zonierung in bis zu 20 Biozonen. Die kieseligen Organismen sind besonders für die Biostratigraphie von Tiefseesedimenten, die unterhalb der CCD (Carbonat-Kompensationstiefe) abgelagert wurden, wichtig. In marginal-marinen und brackischen Sedimenten werden Lamellibranchiaten, Gastropoden (Molluska), Ostrakoden und Otolithen für die relative Altersbestimmung verwendet, so z.B. in den Abfolgen der Paratethys und im Mainzer Becken. In lakustrinen und terrestrischen Abfolgen sind es außer pflanzlichen Fossilien (Charophyceae, Pollen, Sporen) v.a. die Säugetiere, die biostratigraphische Aussagen ermöglichen; das gesamte Neogen wird in 17 sogenannte Mammalier-Zonen (MN-Zonen) unterteilt.

Im Neogen setzte sich der seit dem Oligozän bestehende Trend zu einem kühleren und trockeneren Klima fort. Zum einen handelte es sich dabei um einen weltweiten Trend, der auf die Isolation der Antarktis seit dem Obereozän und die seither bestehenden zirkumantarktischen Meeresströmungen zurückgeführt wird und zu einer zunehmenden Vergletscherung der Antarktis führte. Zum anderen wurden die Klimaänderungen regional durch tektonische Ereignisse verstärkt, so z.B. im Westen Nordamerikas und in Ostafrika. Die Temperaturabnahme und die verminderten Niederschläge führten dazu, daß im Laufe des Neogens die zuvor weit verbreiteten tropischen Wälder durch offene Wälder und Graslandschaften (Savannen) verdrängt wurden und Kräuter und Gräser sich erstmals über weite Flächen ausbreiteten. Trotz der Abkühlung kann das Klima für die meiste Zeit des Neogens noch als subtropisch bezeichnet werden. Erst im jüngsten Neogen (Oberpliozän) vor etwa 3 Mio. Jahren erfolgte eine besonders rasche Abkühlung, in deren Gefolge auf dem nordamerikanischen und auf dem nordeuropäischen Kontinent (Grönland, Skandinavien) die ersten Inlandeismassen akkumulierten. Diese Abkühlung ist besonders durch Sauerstoffisotopen-Messungen an Foraminiferenschalen nachgewiesen.

Wichtige gebirgsbildende Ereignisse während des Neogens waren die Entstehung der Mittelmeergebirge (Atlas, Betische Kordillere, Pyrenäen, Schweizer Jura, Alpen, Karpaten, Apennin, Dinariden und Helleniden) und der Aufstieg des Himalajagebirges. Der Deckenbau und die Hebung der Mittelmeergebirge resultierten aus der Konvergenz der afrikanischen und der adriatischen Platte mit der europäischen Platte, die schon in der Kreide begonnen hatte und während des Neogens weitgehend ihren Abschluß fand. Im Gefolge der alpinen Gebirgsbildungen, und auch durch die Nordost-Drift Arabiens mit Bildung des Zagrosgebirges, wurde die ehemalige Tethys vom Indischen Ozean abgetrennt und zerfiel in das Mittelmeer und das Binnengewässer der Paratethys im Vorland der Alpen und Karpaten. Durch die entstandene Landverbindung zwischen Afrika und Eurasien kam es im Unter- und Mittelmiozän zu großen Faunenwanderungen. Der Himalaja entstand durch die Kollision von Indien mit der eurasischen Platte (vor etwa 50 Mio. Jahren) und die nachfolgende starke Deformation innerhalb der Indischen Platte zu Beginn des Neogens.

In Nordamerika führten neogene tektonische Prozesse zur erneuten Hebung der Rocky Mountains, der Sierra Nevada, des Colorado-Plateaus sowie der Appalachen. In das Neogen fällt auch die Extensionstektonik der Basin-and-Range-Provinz. In Mittelamerika kam es im jüngeren Neogen vor etwa 3,5 Mio. Jahren zur Hebung der Landenge von Panama und zur Trennung von Karibischem Meer und Pazifischem Ozean. Dadurch wurde der seit der Kreide isolierte südamerikanische Kontinent mit Nordamerika verbunden, was ebenfalls zu einer großen Faunenwanderung führte. Neben den Auswirkungen auf die Tierwelt hatte die Hebung der Landenge von Panama auch ozeanographische Konsequenzen, da der Golfstrom nunmehr nach Nordosten abgelenkt wurde.

In Ostafrika etablierte sich zu Beginn des Neogens ein Riftsystem, welches zur Öffnung des Roten Meeres und des Golfes von Aden sowie zur Entstehung der Afar-Senke führte. An die Afar-Senke schließen nach Südwesten die ebenfalls im Neogen entstandenen ostafrikanischen Gräben an, Intra-Plattenstrukturen, welche sich im Scheitel einer weitspannigen Aufwölbung der Asthenosphäre befinden. Große Süßwasserseen wie der Viktoria-See, der Tanganjika-See und der Malawi-See sind innerhalb dieses Grabensystems entstanden. Außerdem wurden seit dem Oligozän Vulkanite (v.a. Alkali-Basalte) im Zusammenhang mit den Grabenbrüchen gefördert. Bekannte Vulkane dieser Region sind der Mt. Kenia und der Kilimandscharo.

Der globale Meeresspiegel war im Neogen zunächst niedriger als zur Zeit des zurückliegenden Paläogens, entsprechend reicht die Verbreitung miozäner Sedimente rund um den Atlantik und das Mittelmeer nur wenig landeinwärts. Am Ende des Miozäns, etwa vor 6 Mio. Jahren, führte ein globales Absinken des Meeresspiegels um rund 50 m zur Isolation des Mittelmeeres vom Atlantik und nachfolgend zur Austrocknung des Mittelmeeres (sog. Messinian-Event). Es entstanden evaporitische Abfolgen, im Zentrum des östlichen Mittelmeeres auch Steinsalz. Die Flüsse, welche in dieses trocken gefallene Becken entwässerten, schnitten tiefe Täler ein und zapften durch rückschreitende Erosion die Paratethys an. Das führte schließlich zur Entwässerung der Paratethys in das Mittelmeerbecken und zum endgültigen Zerfall der Paratethys in isolierte Wasserkörper, die heute noch in Form des Schwarzen Meeres, des Kaspischen Meeres und des Aralsees vorliegen. Das globale Absinken des Meeresspiegels wird im Zusammenhang mit einer verstärkten Ausdehnung von Gletschereis in der Antarktis gesehen. Mit Beginn des Pliozäns kam es wieder zu einem globalen Meeresspiegelanstieg (bis vor etwa 4 Mio. Jahre), das Klima wurde noch einmal wärmer und das Mittelmeerbecken wurde wieder geflutet. In den an das Mittelmeer, an die Nordsee und an den Atlantik angrenzenden Gebieten sind pliozäne marine Ablagerungen weit landeinwärts der heutigen Küstenlinien verbreitet.

In Nordwestdeutschland hinterließ die neogene Nordsee mächtige Abfolgen aus Glimmertonen und Sanden. Ab dem Mittelmiozän zog sich die Nordsee allmählich in ihre heutige Begrenzung zurück und es kam zunehmend zur Ablagerung von fluviatilen Sanden, Kiesen und Tonen. Im Zuge dieser Regression entstanden in der Niederrheinischen Bucht mächtige miozäne Braunkohlen, die in ausgedehnten Tagebauen abgebaut werden. Die Transgression der Nordsee zu Beginn des Pliozäns, im Zusammenhang mit dem globalen Meeresspiegelanstieg, reichte nur noch in das Unteremsgebiet und bis Hamburg. Im übrigen norddeutschen Tiefland war die Sedimentation im Pliozän lakustrin und fluviatil und hinterließ eine Wechselfolge von Sanden und Kiesen, gelegentlich mit Tonen und Braunkohlen. Im Gebiet der heutigen Ostsee und im angrenzenden Nordostdeutschland und polnischen Flachland entstanden während des Neogens fluviatile Schwemmfächer und ausgedehnte Süßwasserablagerungen (v.a. Tone). In diese sind mächtige Braunkohlenflöze, wie z.B. die der Niederlausitz und des Weißelster Beckens, eingeschaltet. Neogene Sedimentationsräume waren in Mitteleuropa außerdem die Hessische Senke und die Rhön, deren miozäne lakustrine und fluviatile Bedeckungen heute jedoch weitgehend erodiert sind, sowie das Mainzer Becken und das Hanauer Becken, der Oberrheingraben, das nordalpine Molassebecken und das Gebiet des Eger-Grabens im Böhmischen Massiv.

Ein besonderes neogenes Ereignis war in Süddeutschland der Einschlag eines Meteoriten zu Beginn des Mittelmiozäns (vor 14,9 Mio. Jahren). Der Meteorit, der kurz vor dem Einschlag in mindestens zwei Teile zerbrach, hinterließ die Krater des Nördlinger Rieses und des kleineren Steinheimer Beckens. Sogenannte exotische, durch den Meteoriteneinschlag entstandene Gesteine sind der Suevit, eine Kristallinbrekzie, und die Bunten Trümmermassen. Die Kraterhohlformen füllten sich nachfolgend mit Wasser und es entstanden mittelmiozäne Seeablagerungen, die eine reiche Gastropoden- und Wirbeltierfauna geliefert haben.

Außer den durch Meeresspiegelschwankungen beeinflußten Prozessen erfolgten in vielen Regionen tektonische Hebungen, bruchtektonische Verstellungen und vulkanische Ereignisse. In Mitteleuropa wurden das Rheinische Schiefergebirge, das nordhessische Bergland, der Harz und im jüngsten Neogen auch die Rhön, der Spessart und der Odenwald sowie der Schwarzwald und die Vogesen gehoben. Intensiver Vulkanismus fand während des Neogens (Miozän) im Vogelsberg, im nordhessischen Bergland, in der Rhön und im Hegau statt; es entstanden v.a. Alkali-Olivin-Basalte, Nephelinite, Tephrite, Basanite und phonolithische Quellkuppen. Der Vogelsberg ist mit rund 2500 km2 das größte zusammenhängende Vulkangebiet Mitteleuropas. Weitere neogene Vulkangebiete, die allerdings schon seit dem Oberoligozän existierten, waren Westerwald und Siebengebirge, hier wurden basaltische Laven und Trachyttuffe gefördert. Ein kleineres Vulkangebiet ist der unter- bis mittelmiozäne Kaiserstuhl, der im Zusammenhang mit den Grabenbrüchen des Oberrheingrabens entstanden ist. Weiter im Osten sind der 400 m mächtige Vulkanitkomplex des Duppauer Gebirges im Bereich des Eger-Grabens (innerhalb des Böhmischen Massivs) sowie die Vulkanite des nordöstlich anschließenden Böhmischen Mittelgebirges zu erwähnen. Die basaltischen Laven wurden dort ebenfalls v.a. im Untermiozän gefördert.

Die Paläogen/Neogen-Grenze ist nicht durch ein besonderes Aussterbeereignis gekennzeichnet. Unter den Einzellern wurden die Globigerinen erstmals seit der Wende Eozän/Oligozän wieder artenreicher. Einzellige Kieselalgen, die Diatomeen, sind seit dem Neogen bis heute die wichtigsten Planktonproduzenten im Süßwasser. Die Molluskenfauna ist wie schon während des Paläogens durch die Vorherrschaft der Lamellibranchiaten und v.a. der Gastropoden charakterisiert, die Übereinstimmung mit den Gattungen der Gegenwart war im Neogen beinahe erreicht. Dagegen waren die Cephalopoda im Rückgang begriffen, und die Bachiopoda und Bryozoa waren wie schon im Paläogen nur noch reliktisch vertreten. Die Korallen jedoch, besonders die Scleractinia, erlebten zu Beginn des Neogens nochmals einen Aufschwung. Unter den Echinodermata waren besonders die irregulären Seeigel weit verbreitet. Die Wirbeltiere des Neogens sind durch zahlreiche adaptive Radiationen gekennzeichnet, die Frösche, Schlangen, Singvögel, Nagetiere, Wale, Primaten und viele weitere Säugetiergruppen betraf. Unter den Paarhufern (Artiodactyla) ist z.B. eine Radiation bei den Familien der Hirsche, Giraffen und Rinder zu verzeichnen. Die Radiationen der Wirbeltiergruppen resultierten v.a. aus der Klimaänderung während des Neogens und den dadurch entstandenen offenen Wäldern und Savannen, die eine Vielzahl von neuen Lebensräumen boten.

Schließlich erfolgte während des Neogens die Entwicklung des Menschen aus den Menschenaffen. Die ältesten Fossilien aus der Familie der Menschen (Hominidae) stammen aus dem Unterpliozän von Ostafrika und sind etwa 4 Mio. Jahre alt. Sie gehören zu der Art Australopithecus afarensis, von der u.a. ein weitgehend vollständiges Skelett bekannt ist ("Lucy"). Aus der Struktur des Beckens ist ersichtlich, daß diese Art bereits vollständig an einen aufrechten Gang (Bipedie) angepaßt war. Der Schädel hatte dagegen noch zahlreiche affenähnliche Züge. Vertreter der Gattung Homo haben sich vermutlich aus den Australopithecinen entwickelt. Die älteste Art ist Homo habilis und stammt mit einem Alter von etwa 2 Mio. Jahren aus dem jüngsten Neogen. Die nachfolgende Art Homo erectus wurde im ältesten Pleistozän gefunden und ist etwa 1,6 Mio. Jahre alt. [BR]

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