Vor etwa 540 Millionen Jahren, im frühen Kambrium, nahm die irdische Artenvielfalt plötzlich drastisch zu und die meisten Vorläufer der heutigen Organismengruppen entstanden. Sie lösten die teils bizarren Lebensformen des Ediacariums ab, darunter die ersten Mehrzeller. „Der Übergang vom Ediacarium zum Kambrium repräsentiert einen der bedeutendsten Zeitabschnitte der Erdgeschichte“, erklären Tao Wang vom Staatlichen Geologischen Institut in Peking und seine Kollegen.
Könnte Gondwana die kambrische Explosion ausgelöst haben?
Was die „kambrische Explosion“ damals auslöste, ist jedoch unklar. „Häufig wird dieses Phänomen dem Zyklus der Superkontinente zugeschrieben“, berichten die Forschenden. Denn wenn Landmassen verschmelzen oder zerfallen, kann dies tiefgreifende Auswirkungen auf Klima, Meeresströmungen und Lebenswelt haben. Tatsächlich bildete sich zur Zeit der kambrischen Explosion ein solcher Großkontinent: Gondwana. In ihm waren die heute auf der Südhalbkugel liegenden Erdteile zu einer großen Landmasse verschmolzen.
Vor rund 550 Millionen Jahren bildeten die irdischen Landmassen zwei große Kontinente. Doch wie groß der Südkontinent Gondwana damals wirklich war, ließ sich bisher nur schwer ermitteln. — © ttsz/ iStock
Doch bisher war strittig, wie groß das urzeitliche Gondwana war. „Gondwana gilt oft nicht als echter Superkontinent, weil er laut gängiger Ansicht nur rund 64 Prozent der kontinentalen Landfläche auf sich vereinte und damit relativ klein war“, schreiben Wang und seine Kollegen. „Andere Superkontinente wie Pangäa oder Rodinia umfassten dagegen mehr als 75 Prozent der gesamten irdischen Landfläche. Daher blieb unklar, ob Gondwana groß genug war, um die tiefgreifenden Umwälzungen zu Beginn des Kambiums zu erklären.
Fahndung nach Gondwanas Randfragmenten
Das Problem: Viele einstige Randbereiche Gondwanas liegen heute unter den Kontinenträndern und Gebirgszügen Asiens, Europas und Nordamerikas begraben. „Für gängige paläogeografische Rekonstruktionen ist es daher sehr schwer, diese fragmentierten und verschütteten präkambrischen Blöcke Gondwanas zu identifizieren und zu vermessen“, erklären die Geologen. Sie haben daher auf andere Weise nach diesen fehlenden Kontinentstücken gesucht.
„Wir haben eine kontinentale Samarium-Neodym-Isotopenkartierung genutzt, um die tiefliegenden Krustenteile dieser Orogene zu entschlüsseln“, berichten Wang und sein Team. Dafür werteten sie die Isotopenwerte von mehr als 25.000 Bohrproben aus den südöstlichen Randzonen Nordamerikas, Europas, Zentralasiens und aus Südasien aus. Mithilfe dieser Daten konnten sie die ursprüngliche Herkunft und Ausdehnung der Randfragmente Gondwanas rekonstruieren.
Der einstige Nordrand Gondwanas liegt heute unter den südlichen Teilen Nordamerikas, Europas und Asiens verborgen. Aus dieser Zone haben die Geologen die Isotopenwerte von Bohrproben untersucht. — © Wang et al./ Science Advances, CC-by 4.0
Gondwana-Reste auch unter Südeuropa
Die Analysen enthüllten: Die Bruchstücke vom Nordrand des urzeitlichen Gondwana sind sehr viel größer als bisher angenommen. Unter nahezu allen nördlichen Kontinenten identifizierten die Geologen große Krustenblöcke, die einst zum Südkontinent gehörten. „Besonders bemerkenswert ist der Fund eines ausgedehnten präkambrischen Grundgebirges innerhalb der tektonischen Struktur Kasachstans“, berichten sie. „Allein dieser Kontinentblock hat eine Fläche von mindestens 2,2 Millionen Quadratkilometern – das ist weit größer als zuvor angenommen.“
Aber auch unter dem Süden Europas finden sich Reste des Urkontinents Gondwana: Wang und seine Kollegen identifizierten eine langgestreckte Zone von Kontinentfragmenten, die von der Türkei und dem Iran bis nach Spanien reicht. „All diese tiefliegenden Krustenrelikte stammen unserer Interpretation nach von Gondwana“, berichten die Geologen. Ähnliche Relikte Gondwanas fanden sie auch unter den Appalachen in Nordamerika.
80 Prozent der Landmassen und ein gewaltiger Feuerring
Zusammengenommen legt dies nahe, dass der einstige Südkontinent Gondwana deutlich größer war als bislang angenommen. Er umfasste demnach eine Fläche von rund 123 bis 128 Millionen Quadratkilometern - statt nur rund 100 Millionen Quadratkilometern wie zuvor gedacht. „Unsere Ergebnisse zeigen ein ‚Greater Gondwana‘, das mindestens 80 Prozent der kontinentalen Landmassen der Erde in sich vereinte“, schreibt das Team. Ihre Schätzung sei zudem noch konservativ, weil sie viele potenzielle Gondwana-Bruchstücke wegen zu starker späterer Überformung nicht berücksichtigt haben.
„Unsere Studie liefert damit robuste Belege dafür, dass Gondwana ein echter Superkontinent war“, schreiben Wang und seine Kollegen. „Dies hat tiefgreifende Auswirkungen auf das Verständnis des Erdsystems im Übergang vom Ediacarium zum Kambrium.“ Denn entlang der Ränder dieses südlichen Superkontinents wurde Meereskruste unter die Landmasse subduziert und bildete einen urzeitlichen Feuerring, der fast um die ganze Erde reichte.
Motor der Evolution?
Dieser Subduktionsgürtel rund um Gondwana beeinflusste Strömungen, Nährstoffkreisläufe und das Klima. Damit könnte er die Bedingungen geschaffen haben, die die Explosion der Artenvielfalt vor 550 bis 500 Millionen Jahren möglich machten. „Die Bildung von ‚Greater Gondwana‘ und die Subduktion an seinen Rändern spielten demnach eine entscheidende Rolle für die geodynamischen und umweltbedingten Veränderungen, die der kambrischen Explosion zugrunde lagen“, postulieren Wang und seine Kollegen.
Quelle: Tao Wang (Institute of Geology CAGS, Beijing, China) et al., Science Advances, 2026; doi: 10.1126/sciadv.aeh6155
