Wer hat die erste Seite des Buches über die stratigraphische Struktur des Qinghai-Tibet-Plateaus aufgeschlagen?

Was ist das Gemälde auf dem Felsen? Genau wie ein Buch vom Himmel, das in der Welt zurückgelassen wurde.

Die Schichten des Qinghai-Tibet-Plateaus sind ein endloses Buch. Es handelt sich um ein riesiges Gebiet mit hohen Bergen, intensiven Erdkrustenbewegungen und häufigen Wechseln zwischen Land und Meer. Es dauert nur zig Millionen Jahre, um Land zurückzugewinnen. Vor 80 Millionen Jahren war dieses Binnenplateau, das heute als „Dach der Welt“ bekannt ist, noch ein Ozean. Verschiedene urzeitliche Lebewesen lebten und vermehrten sich darin und hinterließen unzählige Relikte des Lebens. Diese Relikte wurden unter dem Meer begraben, verwandelten sich im Laufe der langen historischen Veränderungen in Fossilien, wurden in die Gesteinsschichten am Grund des Qinghai-Tibet-Meeres eingraviert und verwandelten sich dann zusammen mit den durch die Bewegung der Erdkruste entstandenen Bergen und Hügeln im Himalaya in kleine Fossilien.

Das herrliche Qinghai-Tibet-Plateau beherbergt inmitten seiner Berge zahllose paläontologische Ressourcen. Bildquelle: Britannica

Das Qinghai-Tibet-Plateau ist eine der Regionen mit der vollständigsten stratigraphischen Entwicklung der Welt. Von der Antike bis zur Gegenwart sind in den hoch aufragenden Bergen Plateauschichten aus verschiedenen Epochen mit einer Gesamtdicke von fast 40.000 Metern verteilt. Die sedimentären Überreste paläontologischer Relikte sind vollständig und umfassend und machen diese Region zu einer der wenigen Regionen für die Erforschung der globalen biologischen Evolutionsgeschichte. Aufgrund der großen Höhe und des Sauerstoffmangels ist die wissenschaftliche Forschung in Qinghai-Tibet jedoch sehr schwierig. Bis in die 1980er Jahre war der Umfang paläontologischer Arbeiten auf dem Qinghai-Tibet-Plateau noch sehr gering, weite Bereiche blieben unerforscht und systematischere und detailliertere stratigraphische Untersuchungen waren noch seltener.

Doch die rauen Umgebungsbedingungen konnten den Kampfgeist der chinesischen Paläontologen überhaupt nicht erschüttern. In den letzten Jahren sind zahlreiche Wissenschaftler nach Qinghai-Tibet gereist, um dort geologische und paläontologische Untersuchungen durchzuführen. Über ihren Köpfen liegt der gänsefederweiche Schnee des Tianshan-Gebirges, und sie sind den Sandstürmen der Wüste Gobi ausgesetzt. Die Dokumente der wissenschaftlichen Expeditionen ihrer Vorgänger in Tibet sind ihre Karten; und der geologische Hammer in ihren Händen ist ihre Waffe. Dank der Bemühungen mehrerer Generationen konnten Wissenschaftler des Nanjing Institute of Geology and Paleontology der Chinesischen Akademie der Wissenschaften endlich die Seiten über das frühe Leben des Fossilienbuchs von Qinghai-Tibet – die Ediacara-Biota im Gebiet Quanjishan – öffnen.

Den ganzen Weg zum Berg sind die Lichter schwach

Im Jahr 1947 wurde im Ediacarium-Gebirge im Süden Australiens am oberen Ende der proterozoischen Schichten eine Schicht mit zahlreichen Weichtierfossilien entdeckt. Diese Fauna, zu der möglicherweise Hohltiere, Ringelwürmer, Gliederfüßer und einige mysteriöse, seit langem ausgestorbene Lebewesen gehören, wurde Ediacara-Biota genannt. Sie haben eine einzigartige Körperform, keinen Mund oder Darm, einen flachen Körper und können sich nicht bewegen. Ihre Körperform ist meist scheibenförmig, röhrenförmig und blattförmig. Bei diesen Tieren handelt es sich um die frühesten bekannten komplexen mehrzelligen Organismen. Sie zeigen uns die primitive Erscheinungsform des Lebens auf der Erde vor der kambrischen Explosion des Lebens und sind für das Verständnis der frühen Evolution der Tiere und der Paläogeographie von großer Bedeutung.

Dickinsonia, das repräsentativste Tier der Ediacara-Biota. Bildquelle: Wikipedia

Seitdem wurden in vielen Teilen der Welt ähnliche Organismen und verwandte Arten entdeckt. In China benannten Li Siguang und Zhao Yazeng bereits 1924 eine Schicht, die dem Ediacarium entspricht, und im Jahr 1963 erhielt sie offiziell den Namen „Dengying-Formation“. Sie stammt aus dem späten Ediacarium vor 550 bis 539 Millionen Jahren.

Die „Dengying-Gruppe“ ist nach der Dengying-Schlucht am Jangtse im Kreis Yichang in der Provinz Hubei benannt. Seit dem Jahr 2000 führt die Präkambrium-Forschungsgruppe des Nanjing Institute of Paleontology der Chinesischen Akademie der Wissenschaften langfristige Arbeiten im Drei-Schluchten-Gebiet von Hubei durch. Bei einer geologischen Felduntersuchung stellten Wissenschaftler fest, dass die Dächer einiger Bauern mit dünnen Steinplatten gedeckt waren, die aus den Ediacara-Schichten gegraben worden waren. Nachdem sie die Zustimmung der Hauseigentümer eingeholt hatten, stiegen sie auf die Dächer, um sie zu untersuchen, und machten unerwartet eine Entdeckung: Eine große Zahl von Spurenfossilien lag zwischen den Ziegeln, als hätte sie nur auf ihre Ankunft gewartet.

Die Dengying-Schlucht in Yichang, Hubei, bietet eine wunderschöne Landschaft. Bildquelle: Xuite

Später im Jahr 2011 kamen Zhou Chuanming, Chen Zhe, Wang Wei und Guan Chengguo erneut hierher. Als sie zu einem Bauernhof kamen, stellten sie fest, dass der Bauer die Ziegel durch neue ersetzte und die vom Dach entfernten Schieferplatten auf den Boden legte. Die Wissenschaftler waren sofort begeistert und begannen geschickt mit ihrer Untersuchung. Die harte Arbeit hat sich gelohnt, und die Steinplatten enthielten Fossilien von Ediacara. in den folgenden Jahren entdeckten sie in dem Gebiet mehr als 400 Ediacara-Fossilien, darunter mehr als ein Dutzend Gruppen: typische Ediacara-Fossilien (Hiemalora, Pteridinium, Rangea und Charniodiscus) sowie einige neue Arten, die nirgendwo sonst auf der Welt gefunden wurden, wie die hohlen, röhrenförmigen Fossilien aus übereinander gestapelten Ringen, die „Wuhe-Röhre“, sowie den Yilingwurm und die Paracharnia dengyingensis, von der es nur ein Fossil gibt.

Ein typischer Ediacara-Organismus, der Yilingwurm. Bildquelle: Nature

Fossilien von Diaphania. Bildquelle: Referenz [4]

Die „Dengying-Gruppe“ ist bis ins Zentrum von Guizhou, in den Osten von Yunnan, in den Süden von Shaanxi und in den Westen von Sichuan verbreitet. Danach zogen chinesische Wissenschaftler nach Westen und irrten durch den Staub. Wenn wir von Guizhou und West-Sichuan weiter nach Westen gehen, erreichen wir das riesige Qinghai-Tibet-Plateau, und auch die Erforschung der Ediacara-Zeit auf dem Qinghai-Tibet-Plateau beginnt.

Der Name des Insekts ist Chani, der Zeitpunkt hängt von Ihnen ab

Im Juli 2020 reiste das Forschungsteam für frühes Leben des Nanjing Institute of Paleontology and Paleontology der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Zusammenarbeit mit Forschern der Peking-Universität und der Technischen Universität Chengdu zu einer Untersuchung auf das Qinghai-Tibet-Plateau. Es gibt neue Gesichter bei dieser wissenschaftlichen Expedition: Pang Ke, Ouyang Qing, Lang Xianguo und andere, aber auch alte Bekannte wie Chen Zhe und Zhou Chuanming. Sie entdeckten typische Ediacara-Fossilien im Quanjishan-Gebiet am nördlichen Rand der Qaidam-Platte. **Dies ist nach der Drei-Schluchten-Region in Hubei die zweite Fundstätte von Ediacara-Fossilien in China und zugleich die älteste fossile Biota, die bisher auf dem Qinghai-Tibet-Plateau entdeckt wurde.

Diese neu entdeckten Ediacara-Fossilien in der Wrinkled Mountains-Formation werden durch Charnia repräsentiert. Charnnis ist ein thallusähnlicher Organismus, der im späten Ediacarium fest auf dem Meeresboden wuchs. Es hat ein blattähnliches Aussehen, keinen Mund und kein Verdauungs- oder Bewegungssystem. Es wird vermutet, dass es sich von freien Nährstoffen im Wasser ernährte. Obwohl Charneyia wie ein Farn aussieht, muss es sich um ein Tier und nicht um eine photosynthetische Pflanze handeln, da es in Sedimenten in Tiefen gefunden wurde, in die kein Licht gelangen kann.

3D-Rekonstruktion von Charnidida. Bildquelle: Free 3D

Die Entdeckung von Charnis ist von großer Bedeutung. Es handelt sich um das erste bekannte komplexe makroskopische Fossil aus dem Präkambrium und eines der typischsten Fossilien der Ediacara-Biota. Daher bedeutet seine Entdeckung, dass Ediacara-Organismen einst in der Qaidam-Platte lebten und das Alter der Schichten vorläufig anhand der Überlebenszeit von Charnis bestimmt werden kann – vor etwa 574 bis 540 Millionen Jahren.

Die in der Zhoujieshan-Formation gefundenen Chanis-Fossilien. Bildquelle: Referenz [7]

Der Name der Stätte ist Shaanxi, und der Standort wird durch den Stein bestimmt

Darüber hinaus wurde in der Zhoujieshan-Formation eine noch größere Zahl von Shaanxilithes-Fossilien entdeckt, nämlich mehr als 600 Stück. Shaanxi Trace ist ein gebändertes Fossil mit dicht angeordneten horizontalen Streifen. Der Abstand zwischen den „horizontalen Streifen“ beträgt üblicherweise 0,34 mm, die Gesamtlänge reicht von 2 bis 3 cm und die Breite reicht von 1 bis 5 mm. Die Kategorie und Morphologie der Shaanxi-Spur sind noch nicht völlig klar, aber auf Grundlage von Daten von sieben Fossilienfundstätten und einer großen Menge an fossilen Beweisen hat der chinesische Wissenschaftler Wang Xin ihre dreidimensionale Form in eine „Röhre in einer Röhre“-Struktur wiederhergestellt, die aus einer inneren Röhre besteht, die aus einer Reihe ineinander verschachtelter Becherstrukturen besteht, und einer (faltigen) folienartigen äußeren Röhre aus Kunststoff, wodurch ihr lebendiger Zustand glaubwürdiger wiederhergestellt werden konnte.

Die Wiederherstellung der Shaanxi-Spuren in Ärmelform sollte nicht den weichen Teil wiederherstellen, sondern nur die harte Schale widerspiegeln.

Bildquelle: Referenz [6]

Der ursprüngliche Bestandteil des Außenrohrs kann eine weiche organische Substanz mit einer gewissen Plastizität sein, die die Rolle der Umhüllung und Fixierung des Innenrohrs spielt. Die Komponente des Innenrohrs kann aus Chitin mit einer etwas höheren Härte bestehen, das die Rolle der Unterstützung und des Schutzes des zentralen Hohlraums spielt. Gleichzeitig schlug Wang Xin auf Grundlage seiner Forschung vor, dass die Shaanxi-Spuren eine sehr große morphologische Ähnlichkeit mit den lebenden Tiefsee-Röhrenwürmern aufweisen, und neigt dazu, die Shaanxi-Spuren als Ringelwürmer (Polychaeta) zu klassifizieren, d. h. als „Ediacara-Röhrenwurm“, der in einer flachen Meeresumgebung lebt, wobei der Anfang seines Röhrenkörpers in den Schlamm oder sandigen Untergrund eingebettet ist und der ein benthisches Leben führt.

Spurenfossilien, die von Forschern am Zhoujie-Berg in Shaanxi entdeckt wurden. Bildquelle: Referenz [7]

Moderner Vielborster. Bildquelle: YouTube

Die Shaanxi-Spur wurde erstmals in der Dengying-Formation des späten Ediacariums im Gebiet Ningqiang im südlichen Shaanxi entdeckt und stellt eine Schicht dar, die einer normalen Meeresumgebung nahekommt. Später wurde die Shaanxi-Spur in 550 bis 539 Millionen Jahre alten Schichten weit verbreitet gefunden, unter anderem in Südchina, Nordchina, Indien, Sibirien und Namibia, und wurde zu einem potenziellen Standardfossil für die Unterteilung und den Vergleich von Schichten aus dem späten Ediacarium.

Das Buch des Himmels wurde gegossen, wer wagt es, es umzudrehen?

Das gleichzeitige Auftreten von Chanisia- und Shaanxi-Spuren in der Zhoujieshan-Formation weist darauf hin, dass das Alter dieses Gebiets wahrscheinlich 550–539 Millionen Jahre beträgt, was der gleichen Periode entspricht wie die Ediacara-Dengying-Formation in der Provinz Hubei. Gleichzeitig haben Wissenschaftler herausgefunden, dass die Schichten der Zhoujieshan-Formation eng mit dem Tillit der Hongtiegou-Formation verbunden sind, was auf ein kaltes und eisiges Klima hindeutet. Moränen sind Gesteine, die durch direkte Ansammlung von Gletschern entstanden sind. Ihr Auftreten weist darauf hin, dass es zu dieser Zeit im Qaidam-Becken Gletscher- und Kaltklimaaktivitäten gab. Daher spekulieren die Forscher, dass das Qaidam-Becken im Ediacarium eher in einer gemäßigten oder kalten Zone gelegen haben könnte und nicht in der tropischen Region, wie allgemein angenommen.

Gletschermoräne ist Gestein, das durch direkte Ablagerung von Gletschern oder durch Gletscher- und glaziale Meereseinwirkung entstanden ist.

Bildquelle: AGU Blogosphere

Darüber hinaus haben Wissenschaftler eine weitere subtile Verbindung entdeckt. Das Gebiet des Zhoujie-Berges produziert Shaanxi-Spurenfossilien, während die westlichen und südlichen Ränder der heutigen nordchinesischen Schichten ebenfalls Shaanxi-Spurenfossilien produzieren. Zufälligerweise bestehen die Schichten an diesen beiden Stellen aus Tillit und Sandstein, was darauf hindeutet, dass sich die Qaidam-Platte damals möglicherweise in der Nähe der Nordchinesischen Platte befunden hat, wodurch sich die geografische Lage dieser Platte auf dem Qinghai-Tibet-Plateau im Ediacarium abschätzen lässt.

Infolgedessen wurde die erste Seite des stratigraphischen Buches von Qinghai-Tibet von jungen chinesischen Paläontologen aufgeschlagen. Obwohl dieses „Titelblatt“ in Zukunft bei neuen Erkundungen möglicherweise die zweite oder dritte Seite wird, hindert dies diese Erkundung nicht daran, dem Fossilienbestand des frühen Lebens im stratigraphischen Buch von Qinghai-Tibet einen entscheidenden Schritt hinzuzufügen. Dieses himmlische Buch sowie die in Zukunft zusammengestellten Bücher zur tibetischen Geologie können einen Satz hinzufügen: „Vor 550 bis 539 Millionen Jahren, im Ediacarium, als sich mehrzellige Organismen auszubreiten begannen, befand sich das Qaidam-Plateau des Qinghai-Tibet-Plateaus in der gemäßigten Zone und war ein flaches Meer in der Nähe der Nordchinesischen Platte.“

Quellen:

[1] Wei Zhensheng, Tan Yueyan. Überblick über tibetische Schichten[J]. Geologische Anthologie des Qinghai-Tibet-Plateaus, 1983(05):1-38.

[2] Hua Hong, Cai Yaoping, Min Xiao, Chai Shu, Dai Qiaokun. Die „Große Radiation“ der Röhrentiere am Ende des Ediacariums[J]. Journal of Northwest University (Natural Science Edition), 2020, 50(02): 141-174.

[3] Fang Ruisen, Liang Yue, Hua Hong, Zhang Zhifei. Das erste Auftreten des schwierigen Fossils Shaanxilithes aus der späten Ediacarium-Zeit im Zhujiaqing-Abschnitt von Huize, Yunnan und seine Bedeutung [J]. Acta Paleontologica Sinica, 2021, 60(01): 25-41.

[4] Liu Xusheng. Das weltweit einzige Laternenschatten-Insekt [J]. Land- und Ressourcenhandbuch, 2012, 9(06):75-76.

[5] Ding Qixiu, Chen Yiyuan. Entdeckung und Bedeutung von Weichkörperfossilien von Metazoen aus der Sinian-Zeit im Gebiet Xiadong in der Provinz Hubei [J]. Geowissenschaften, 1981(02):53-57+276.

[6]Wang X, Zhang X, Zhang Y, et al. Neue Materialien enthüllen Shaanxilithes als einen Cloudina-ähnlichen Organismus aus dem späten Ediacarium[J]. Präkambriumforschung, 2021, 362: 106277.

[7]Pang K, Wu C, Sun Y, et al. Neue Fossilien vom Ediacara-Typ und späte Ediacara-Stratigraphie aus dem nördlichen Qaidam-Becken (China): Paläogeographische Implikationen[J]. Geologie, 2021.