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Feuerökologie und Erdgeschichte

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Xenomorph:
Hallo Micha!

Wenn ich den englischen Text richtig verstehe war ja selbst diese "Urheimat" des BM, das Hochplateau im Bereich der heutigen Staaten Nevada/Idaho usw. nur ein Refugium für Koniferen, die das in den niedrigeren Lagen zu der Zeit herrschende feuchtwarme Klima nicht vertragen haben.

Das würde aber auch bedeuten, dass wir noch weiter in die Vergangenheit schauen müssen, wenn wir die Bedingungen kennen wollen, unter denen sich Seq. gig. entwickelt hat... wenn das überhaupt jemals einn Abschluss finden kann...

Tuff:
Das in den Texten behandelte Tertiär (die Zeit unmittelbar vor der großen Abkühlung und den folgenden Eiszeiten) umfasst rund 60 Millionen Jahre. Das genügt doch zur vollen Entwicklung einer eigenen Baumart oder ?

Ich habe hier viel von den Bedingungen der alten Hochplateaus gesprochen (Colorado-Plateau, Columbia-Plateau). Was war aber mit der Sierra Nevada ?  Diese war im Zeitraum der vermutlichen Entstehung der Gattung Sequaoidendron kein Gebirge wie heute:

(Ma = Millionen Jahre zurück, von heute)

"By 66 Ma, the proto-Sierra Nevada had been worn down to a range of rolling low mountains, a few thousand feet high. Twenty million years ago, crustal extension associated with the Basin and Range Province caused extensive volcanism in the Sierra. About 10 Ma, the Sierra Nevada started to form: a block of crust between the Coast Range and the Basin and Range Province started to tilt to the west. Rivers started cutting deep canyons on both sides of the range. Lava filled some of these canyons, which have subsequently eroded leaving table mountains that follow the old river channels."

Freie Überstzung:

"66 Millionen Jahre vor heute war die Proto-Sierra zu sanft rollenden Hügeln erodiert, nur ein paar hundert Meter hoch (Anmerkung: 'a few thousand feet' kann im Zusammenhabng mit 'Hügeln' wohl nur dies bedeuten). Vor 20 Millionen Jahren verursachte die Plattentektonik einen intensiven Vulkanismus in der Sierra. (Anmerkung: Was vorher aber auch schon der Normalfall war.) Vor etwa 10 Millionen Jahren formte sich die heutige Sierra Venada: Ein massiver Block zwischen Coast Ranges und Basin&Range (Nevada) der sich nach Westen kippend aus der Kruste herausschob. (Anmerkung: Daher ist die Sierra nach Westen flach abfallend, nach Osten scharfer Absturz). Flüsse begannen tiefe Canyons nach beiden Seiten abwärts zu graben. Einige dieser Canyons wurden später von Lava verfüllt, die dann nach und nach wegerodierte und die Table Mountains übrig ließ, welche sich entlang der alten Flußbetten finden."

Es ist klimatisch plausibel und für viele Regionen auch nachgewiesen, daß Wälder der Gattung Sequoia (welche sehr viel älter ist als Sequoiadendron) damals im ganzen Westlichen Nordamerika gute Lebensbedingungen fanden, und von der Küste bis tief ins Inland weit verbreitet waren.

Die Herkunft und Ausbreitung von Sequoiadendron aber bleibt ein Rätsel. Aus der geologisch hochaktiven Zeit des Tertiär in Nordamerika gibt es insbesondere für die Westlichen Gebirge kaum ausreichende Fossilienlagerstätten - sie wurden zu oft sehr tief veschüttet oder durch Erosion ins Meer abgetragen. Für Sequoianderon ist m.W. westlich von Mount Reba kein einziger tertiäter Fund bekannt.

Zeitlich sortieren sich die Sequoiadendron-Funde ganz grob so: Die älteren hoch im Norden (Idaho), die jüngeren in Nevada, und der jüngste im Westen (aber noch im Osten der Sierra) bei Mount Reba. Damit könnte eine mögliche 'Einwanderung' in die Sierra Nevada, von Norden und Osten her, für das Tertiär skizziert werden. Aber Vorsicht (siehe mein nächstes posting) !

Das relativ abrupte Emporsteigen der Sierra trocknete aber zugleich den ursprünglich sicher extrem humiden Lebensraum Nevadas (Basin&Range mit sehr gewässerreichen, fjordartigen Strukturen) aus. Viele Arten müssen quasi 'so eben noch' den Sprung über die scharfe Ostkante der Sierra zu den Westlichen, regenreichen Tälern geschafft haben. Wie man sich das vorzustellen hat, ist für mich rätselhaft !

Bakersfield:
Danke für die Zusammenfassung, Tuff.

Ich bin leider nicht so richtig im Thema. Meist lese ich mich nicht wirklich tief genug ein. Und bis zum nächsten Lesen in einigen Monaten (Jahren... :-[ ) habe ich dann natürlich schon einen Teil wieder vergessen.

Daher basiert meine Meinung dazu mehr auf einem Bauchgefühl als auf belastbaren Fakten.


--- Zitat von: Tuff am 20-Februar-2016, 01:17 ---Das relativ abrupte Emporsteigen der Sierra trocknete aber zugleich den ursprünglich sicher extrem humiden Lebensraum Nevadas (Basin&Range mit sehr gewässerreichen, fjordartigen Strukturen) aus. Viele Arten müssen quasi 'so eben noch' den Sprung über die scharfe Ostkante der Sierra zu den Westlichen, regenreichen Tälern geschafft haben. Wie man sich das vorzustellen hat, ist für mich rätselhaft !

--- Ende Zitat ---

Und das stellt mein Bauchgefühl sich so vor:

- als es östlich und nordöstlich der heutigen Sierra noch feucht genug war, existierten dort die Sequoiadendron-Urwälder

- die Gattung erreichte dann schließlich auch ihr heutiges Domizil; gerade rechtzeitig als es noch die "rolling hills" waren.

- beim Aufrichten der heutigen Gebirgskette, waren sie schon an Ort und Stelle (während östliche Groves vertrockneten) und die vulkanische Aktivität ließ sie zu Feuerspezialisten werden, sonst hätten sie diese Phase wohl auch nicht überleben können

Überhaupt erscheint mir der heutige pilzanfällige Sequoiadendron mit seiner Aversion gegen nasse Füsse und der Feuerregime-Nische kaum mit den fossilen Funden im Osten und Nordosten vereinbar zu sein. Mag sein, dass eine hohe Ähnlichkeit besteht, aber in ihren Bedürfnissen müssen das trotzdem zwei unterschiedliche Arten gewesen sein... ;) Eine Urform und eine weiterentwickelte und -angepasste Form.

Viele aus der Hüfte ääh dem Bauch geschossene Grüße,
Frank

Tuff:
Frank,

Das ist eine plausible Möglichkeit.

Dann wäre Sequoiadendron giganteum aber eine relativ junge Art. Es würde nahelegen, daß die sehr speziellen Anpassungen der Art möglicherweise nur in diesem speziellen Lebensraum Sinn machen.

Dies im Unterschied zu einer Art, welche bei weiträumigen Wanderungen durch *unterschiedliche Lebensräume* eine gewisse ökologische Bandbreite bewiesen hätte. Denken wir mal an Fichten die im Gebirge zuhause sind, aber auch in der Taiga und in Mooren. Von den ubiquitären Kiefern und Birken mal ganz zu schweigen.

Mit anderen Worten, Sequoiadendron giganteum wäre zu solchen Wanderungen kaum fähig, was man mit der heiklen Verjüngungs-Ökologie dieser Art ja auch gut begründen kann.

Jegliche Diskussionen über "Wanderungen" sind jedoch generell sehr spekulativ, gerade weil in der geologisch hochakiven Region der gesamten Westküste Nordamerikas (als Teil des durch Plattenkollisionen bedingten pazifischen 'volcanic belts') die Fossilien nur stark lückenhaft vorhanden sind.

Zum Beispiel könnten Sequoiadendron-Wälder auch im Tertiär schon entlang der Küste existiert haben. Vielleicht ist die Gattung so alt, daß sie schon in dem uralten Gebirge entstand, welches zum Tertiär hin bereits wieder abgetragen worden war ? Dann wären die Idhao-Funde bloß entfernte Ausnahmen, und die Häufung der späten Funde (Miozän) in Nevada nur der Tatsache zu verdanken, daß die Fossilien dort überdauerten und beständig waren (vielleicht auch gerade aufgrund der zunehmenden, konservierenden Trockenheit) - während sie überall sonstwo vernichtet wurden.

Dieses Alternativ-Modell müsste man erstmal widerlegen, bevor man von einer Nord -> Südwanderung ausgeht.

ps. Das praktisch schon seit dem Jura überwiegend subtropische humide Klima ging em Ende des Tertiär, im Miozän,  zuende - hier kündigte sich bereits der "einszeitliche" Einfluß an: Es wurde deutlich kühler und trockener, wenn auch noch lange ohne Vereisung. Es ist das Zeitalter der sogenannten Säugetier-'Megafauna', mit für unsere Verhältnisse riesigen und bizarren Ungetümen. Ich merke mir diese Eigenarten des Miozän gerne an den hier auftretenden Säbelzahntigern: Das Miau-Zähne Zeitalter  :D :D

Tuff:
Kurz gesagt, steht hier: Starke vulkanische Aktivität 40ma - 20ma, dann weniger stark, dann wieder von 16ma an (mit Entstehung der Sierra Nevada).

"A summary of potassium-argon dates shows that a high level of igneous activity in the Great Basin and adjacent regions during middle Tertiary time (40 to 20 my ago) was followed by a period of relative quiescence in middle Miocene time that lasted for several million years (from 20 to 17 my ago). Volcanism resumed 16 my ago mainly at the margins of the region and has continued to the present." [1]

Was in dieser Zeit in der gesamten, riesigen Region als 'stark' gilt kann man nicht mit historischen Ausbrüchen unserer Zeit (wie Äthna oder St. Helens) vergleichen. Der Ausbruch des St. Helens in Washington (1980) zum Beispiel war eigentlich eine ausgeprochen mickrige Eruption, ist aber als Lehrbeispiel sehr brauchbar, weil gut dkoumentiert.

Nehmen wir als Vergleichwert verschiedener Eruptionen mal zwei Werte: Das Volumen der insgesamt ausgeworfenen Massen, und die Entfernung, in der die Bedeckung mit Asche noch rund einen Fuß hoch ist (+/- 5cm) - also die "One-Foot-Distanz". Ein kleiner Schritt für einen Vulkan, aber ein riesiger für die, ähm ... ja. Es handelt sich in dieser Distanz oft nicht nur um Asche sondern hier und dort auch noch um herausgeschleudertes geschmolzenes Gestein - dieses erkaltet dann in der Form von Bims oder Tuff. Die insgesamt oberirdisch 'in die Luft' ausgeworfenen Massen (einschließlich gasreicher pyroklastischer Ströme) nennt man übrigens Tephra, im Unterschied zur (sowohl ober. als auch unterirdisch) fließenden Lava.

St. Helens Auswurfmasse: Total knapp 3 km³ - auf den ersten Blick eine unfassbar riesige Menge. Die Asche ging noch in 500 km Entfernung nieder.  Eine Mächtigkeit von 25 cm wurde in 16 km Entfernung 'downwind' gemessen, was im Vergleich eine sehr geringe Entfernung ist.

Dem stellen wir nun mal eine typische große Eruoption gegenüber: Die seit vielen Millionen Jahren aktive Region der heutigen Long Valley Caldera (östlich der Sierra) hatte ein 'größeres Event' vor 760 000 Jahren, bei dem 600 km³ (!) Masse ausgeworfen wurden, die Hälfte davon als Tephra (inklusive pyroklastischer Ströme).

"About half of this material was ejected in a series of pyroclastic flows of a very hot, 1,500 °F (820 °C), mixture of noxious gas, pumice, and ash that covered the surrounding area hundreds of feet (meters) deep. One lobe of this material moved south into Owens Valley, past where Big Pine, California now lies. Another lobe moved west over the crest of the Sierra Nevada and into the drainage of the San Joaquin River. The rest of the pyroclastic material along with 300 km³ (72 cu mi) of other matter, was blown as far as 25 mi (40 km) into the air where winds distributed it as far away as eastern Nebraska and Kansas. However, much of the material ejected straight into the air fell back to earth to fill the 2–3 km (1.2–1.9 mi) deep caldera two-thirds to its rim."

So ungefähr zwischen diesen beiden Extremen bewegte sich also der Vulkanismus des "pazifischen Feuerrings" in erdgeschichtlichen Zeiten.

So ein Ereignis ist für uns heute absolut unvorstellbar. Nur die Einwohner von Yellowstone träumen öfters davon :) Es ist aber klar, daß hier über sehr große Flächen mächtig Asche angehäuft wurde, wobei die mit sofortiger Wirkung 'lethale Zone', in der so gut wie gar nichts überleben würde, typischerweise den bei weitem kleinsten Anteil der gewaltigen Impaktzone ausmacht. Das bedeutet: Hunderte von Quadratkilometern in denen die Vegetation stark beschädigt ist und kurzfristig durch Einwirkungen abstirbt wie Feuer, osmotisches Austrocknen, alkalischer Schock, und natürlich bei kleineren Arten, also vor allem Bodenvegetation, einfach der Lichtmangel wenn sie unter die Asche geraten.

Wie reagiert die Vegetaion darauf, sagen wir mal, leicht angeschmort und ausgetrocknet und mit Asche überhäuft zu werden ? Der Regen wäscht zwar sehr schnell riesige Aschemassen als Schlamm in die Flüsse, aber für mindestens 2 Jahre sind die Bedingungen auf jeden Fall extrem. Welche Arten wandern wie schnell wieder ein ? Sicher haben diejenigen einen Vorteil, die direkt an Ort und Stelle überleben. Wer kann sich wie regenierieren ? Wer verkraftet den alkalischen Schock ? Wer kann die Asche sogar zu seinem Vorteil nutzen ?


Pazifischer Feuerring
https://de.wikipedia.org/wiki/Cascadia-Subduktionszone

Ein schöner Einstieg über den Mammoth Mountain :D
http://volcanoes.usgs.gov/volcanoes/long_valley/long_valley_geo_hist_71.html

Nicht vollständige Liste nur der *größeren* Events in der Region, man beginne bitte beim Yellowstone hotspot abwärts (der für uns interessante Zeitraum liegt bei grob 5 - 50 ma):
https://en.wikipedia.org/wiki/Large_volume_volcanic_eruptions_in_the_Basin_and_Range_Province


[1] E.H. McKeea and M.L. Silbermana (2002). Middle Miocene hiatus in volcanic activity in the Great Basin area of the Western United States. Earth and Planetary Science Letters Volume 8, Issue 2, April 1970, Pages 93-96.

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