Pliozän

Das Pliozän ist in der Erdgeschichte eine chronostratigraphische Zeitintervall des Neogen. Es begann vor etwa 5,333 Millionen Jahren und endete vor etwa 2,588 Millionen Jahren. Vor dem Pliozän liegt das Miozän. Nach ihm folgt das Pleistozän, das Eiszeitalter, mit einem Wechsel von Warm- und Kaltzeiten bis ins Holozän, die geologische Gegenwart.

Namensgebung und Geschichte

Der Name stammt von Charles Lyell, der ihn 1847 zur Unterteilung des Tertiärs vorschlug.

Bis 2004 wurde das Pliozän als letzte Serie des Tertiärs vor dem Quartär angesehen. Dann wurde von Gradstein et al. in ihrer Publikation A Geologic Timescale vorgeschlagen, das Quartär ganz aufzugeben und Pleistozän und Holozän zum Neogen zu stellen. Dies rief jedoch heftigen Widerspruch von Seiten der verschiedenen Quartär-Vereinigungen hervor mit dem Ergebnis, dass das Quartär als System mit den beiden Serien Pleistozän und Holozän erhalten bleibt. Dem Pleistozän wurde zudem die oberste Stufe des Pliozäns, das Gelasium, zugeschlagen. Die Ratifizierung dieses Vorschlags durch das International Union of Geological Sciences (IUGS) erfolgte im Juni 2009.

Definition und GSSP

Als Basis der Serie (und als Basis der Stufe des Zancleum) wurde die Obergrenze der magnetischen Polaritäts-Chronozone C3r (rund 100.000 Jahre vor der Thvera normal-polaren Subchronozone C3n.4n) definiert. Außerdem liegt die Grenze nahe dem Aussterbehorizont der kalkigen Nanoplankton-Art Triquetrorhabdulus rugosus (= Basis der CN10b-Zone) und dem Erstauftreten der kalkigen Nanoplankton-Art Ceratolithus acutus. Die Obergrenze des Pliozäns (nach Ausgliederung des Gelasiums) ist die Isotopen-Stufe 103, die Basis der magnetischen Polaritäts-Chronozone C2r (Matuyama-Chronozone), und etwas darüber liegen die Aussterbehorizonte der kalkigen Nanoplankton-Arten Discoaster pentaradiatus und Discoaster surculus. Der GSSP (= globaler Eichpunkt) für den Beginn des Pliozäns (und damit auch die Grenze Zancleum/Messinium) liegt in der Nähe der antiken Stadt Herakleia Minoa (Sizilien, Italien).

Untergliederung

Das Pliozän wurde früher in drei Stufen unterteilt, nach der Ausgliederung des Gelasiums sind es nur noch zwei Stufen:

• System: Neogen (23,03–2,588 mya)
  • Serie: Pliozän (5,333–2,588 mya)
    • Stufe: Piacenzium (3,6–2,588 mya)
    • Stufe: Zancleum (5,333–3,6 mya)
  • Serie: Miozän (23,03–5,333 mya)

In den großen Sedimentationsbecken Mitteleuropas werden die dort abgelagerten Sedimente hauptsächlich mit regionalen Stufen gegliedert. Für das zentrale Paratethys-Becken werden folgende regionale Stufen benutzt:

• Romanium (entspricht etwa dem Piacenzium)
• Dacium (entspricht etwa dem Zancleum)

Klima

Im Pliozän war das Klima relativ stabil und warm. Der Anteil an Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre wurde durch Untersuchung von Δ13C organischen Materials aus Meeressedimenten und versteinerten Blättern ermittelt und betrug Mitte des Pliozän etwa 360 bis 400 ppm; eine Konzentration von 400 ppm wurde im Jahr 2014 wieder erreicht.

Die Jahresdurchschnittstemperaturen lagen zunächst etwa zwei Millionen Jahre lang rund 2 bis 3 °C über den Temperaturen vorindustrieller Zeit. Verschiedene Klimaproxies dokumentieren einen 15–25 Meter erhöhten Meeresspiegel im Vergleich zu heute. Ob und wie weit die Vulkanausbrüche des Supervulkankomplexes Altiplano–Puna Vulkan Komplex (APVC) vor 3,5 und 5,6 Mio. Jahren durch den Asche, Schwefeldioxid und Chlorgase für die Temperaturveränderungen als maßgeblicher Treiber verantwortlich sind, ist umstritten. Beide Ausbrüche entsprechen in etwa dem des bekannteren Yellowstone-Supervulkans. Dessen Ausbrechen und die damit einhergehende globale Verdunklung durch Asche gilt allgemein anerkannt als Kipppunkt für eine globale Abkühlung.

Im späten Pliozän vor 3,2 Millionen Jahren kündigte eine allmähliche Abkühlung das bevorstehende Quartäre Eiszeitalter an, wobei der CO₂-Gehalt im Verlauf von mehreren 100.000 Jahren auf 275 bis 300 ppm sank, mit einer weiteren Reduzierung während der folgenden Kaltzeitphasen. Mit der Vereisung der Arktis im Gelasium begann das Quartär, das bis heute andauert.