Miocén

Miocén
Konec	5,333
Název	Miocén
Začátek	23,03
Perioda	Neogén
Éra	Kenozoikum

Miocén je první a chronologicky delší ze dvou geologických epoch periody neogénu spadající do éry kenozoika. Podle Mezinárodní stratigrafické komise (ICS) je období miocénu datováno do časového úseku před 23,03 až 5,333 miliony let (Ma). Epoše miocénu předcházel oligocén a po ní následoval pliocén. Během tohoto období o délce necelých 18 milionů let došlo k zásadním tektonickým, klimatickým a biologickým událostem, jež určily současnou podobu kontinentů a vytvořily přímé předpoklady pro vznik moderních ekosystémů.

Název epochy zavedl v roce 1833 skotský geolog Charles Lyell. Termín je složen ze starořeckých slov meíōn (méně) a kainós (nový, nedávný), což lze volně přeložit jako „méně současný“. Lyell tento název zvolil na základě analýzy fosilních nálezů; zjistil totiž, že ve vrstvách miocenních sedimentů se nachází přibližně o 18 % méně recentních (dodnes žijících) druhů mořských bezobratlých živočichů v porovnání s následujícím pliocénem.

Z hlediska vývoje Země je miocén obdobím masivních horotvorných procesů (alpinské vrásnění), uzavírání oceánu Tethys a radikálních výkyvů podnebí. Během takzvaného středněmiocenního klimatického optima zažila planeta jedny z nejvyšších teplot v celém kenozoiku, po nichž ovšem následoval strmý propad teplot spojený s masivním zaledněním Antarktidy. Na souši znamenal miocén expanzi travnatých plání na úkor pralesů, což spustilo explozivní adaptivní radiaci pasoucích se savců.

📝 Stratigrafie a datování

Epocha miocénu se v rámci mezinárodní stratigrafické škály dělí na šest chronostratigrafických stupňů (věků). Hranice těchto stupňů jsou definovány globálními stratotypy (GSSP), přičemž určujícím faktorem pro stanovení hranic jsou obvykle změny ve společenstvech mořských mikrofosilií (především dírkonošců a vápnitého nanoplanktonu) nebo výrazné změny v paleomagnetickém záznamu (reverze magnetického pole).

Následující tabulka obsahuje kompletní výčet všech miocenních stupňů podle aktuálních dat Mezinárodní stratigrafické komise bez jakéhokoliv zkracování:

Stupeň	Svrchní hranice (Ma)	Spodní hranice (Ma)	Pododdělení	Zásadní události a charakteristika
Messin	5,333	7,246	Svrchní miocén	Izolace Středozemního moře a messinská salinitní krize. Svrchní hranice definována na základě obnovení spojení s Atlantikem.
Torton	7,246	11,63	Svrchní miocén	Globální ochlazování, pokles hladiny světového oceánu, vrcholící expanze C4 travin na souši.
Serravall	11,63	13,82	Střední miocén	Nástup středněmiocenního klimatického přechodu (MMCT). Prudké snížení globálních teplot a růst antarktického ledovcového štítu.
Langh	13,82	15,97	Střední miocén	Vrchol středněmiocenního klimatického optima (MMCO). Transgrese moře hluboko do evropského kontinentu.
Burdigal	15,97	20,44	Spodní miocén	Postupné oteplování planety, rozsáhlé tektonické pohyby v oblasti dnešního Středomoří.
Aquitan	20,44	23,03	Spodní miocén	Začátek neogénu. Hranice s oligocénem je definována prvním výskytem dírkonošce druhu Paragloborotalia kugleri.

V lokálních stratigrafiích (například v oblasti střední Evropy a Paratethydy) se z důvodu izolace tamních moří a jezer používá regionální stratigrafické dělení (například stupně eger, eggenburg, ottnang, karpat, baden, sarmat, pannon, pont), které se s globální škálou překrývá pouze přibližně. Pro fosilní savce se používá samostatná zonace European Land Mammal Ages (ELMA), dělící miocén na zóny agen, orlean, astarac, valles a turol.

🌍 Paleogeografie a tektonika

V období miocénu zaujaly kontinenty polohu blížící se jejich současnému rozložení, ačkoliv s několika kritickými odlišnostmi. Historický superkontinent Gondwana byl již zcela rozpadlý. Austrálie se definitivně oddělila od Antarktidy a posunovala se severním směrem (o zhruba 15 milionů let zpět narazila na asijskou desku, což iniciovalo zdvih ostrovů dnešní Nové Guineje). Jižní Amerika byla po celý miocén izolovaným ostrovním kontinentem; k jejímu spojení se Severní Amerikou prostřednictvím Panamské šíje došlo až v pliocénu, což umožňovalo v miocénu volné proudění teplé rovníkové vody mezi Tichým a Atlantským oceánem.

Nejvýraznější paleogeografické změny probíhaly na styku africké, arabské a eurasijské tektonické desky. Tlak africké desky postupující k severu způsobil masivní fázovou orogenezi. Subdukční procesy a kolize zemské kůry vedly k výzdvihu pohoří Alpy, Karpaty, Apeniny, Kavkaz a Himaláj. Během těchto horotvorných procesů došlo k uzavření zbytků dávného rovníkového oceánu Tethys. Vznikla tak předchůdkyně dnešního Středozemního moře a severně od rodících se Alp a Karpat vznikl systém vnitrozemských moří známý jako Paratethys.

Messinská salinitní krize

Na samém konci miocénu, v chronostratigrafickém stupni messin (přibližně před 5,96 miliony let), došlo vlivem pokračující srážky africké a eurasijské desky a současného glacieustatického poklesu hladiny světových oceánů k přerušení spojení Středozemního moře s Atlantským oceánem. Tento jev vyvolal takzvanou messinskou salinitní krizi.

Středozemní moře během krátké geologické doby (řádově tisíce až desítky tisíc let) téměř kompletně vyschlo. Z mořského dna se stala horká pouštní deprese o hloubce přesahující 2 až 3 kilometry pod hladinou světového oceánu. V důsledku extrémního odpařování (evaporace) se na dně uložily vrstvy soli (halitu, sádrovce a anhydritu) dosahující na některých místech mocnosti až 3 kilometrů. Tato epizoda skončila přesně na hranici miocénu a pliocénu (před 5,333 miliony let) prolomením tektonické bariéry v dnešním Gibraltarském průlivu a katastrofickým znovuzaplavením středomořské pánve (takzvaná zancleánská potopa).

🌡️ Podnebí a miocenní klimatické optimum

Klimatický vývoj miocénu je charakteristický střídáním extrémně teplých a vlhkých epizod s následným radikálním ochlazením. Zpočátku, ve spodním miocénu, planeta navazovala na trend z přelomu oligocénu, přičemž teploty postupně stoupaly.

Vrcholem teplotního vývoje bylo středněmiocenní klimatické optimum (MMCO - Middle Miocene Climatic Optimum). Na základě měření magnetické susceptibility a datování pomocí izotopů vápníku a hořčíku (Mg/Ca paleotermometrie) u fosilních bentických dírkonošců (například rodu Oridorsalis) se datuje začátek tohoto optima do doby před 16,9 Ma, jeho pík do 15,3 Ma a konec do 13,8 Ma.

Fyzikální a chemické parametry atmosféry v době MMCO:

Průměrná roční povrchová teplota Země činila 18,4 °C (zhruba o 3 až 6 °C více než v předindustriální éře holocénu).
Koncentrace oxidu uhličitého (CO2) v atmosféře trvale dosahovala hodnot 400 až 600 ppm, v maximech možná až 800 ppm.
Hladina světového oceánu se nacházela o 20 až 60 metrů výše než dnes.
Oblasti Arktidy a částí Antarktidy byly téměř bez zalednění, teploty umožňovaly růst boreálních a smíšených lesů až do šířky 80° s. š.

Konec teplého období přinesl středněmiocenní klimatický přechod (MMCT - Middle Miocene Climate Transition) započatý zhruba před 14,7 až 13,8 Ma. Došlo k poklesu atmosférického CO2, silnému ochlazení oceánů (povrchová voda v severním Atlantiku se ochladila o 6 °C) a zformování stabilního a permanentního ledovcového štítu ve východní Antarktidě. Rozdíly teplot mezi rovníkem a póly se výrazně zvětšily, což zesílilo globální větrnou cirkulaci a vedlo ke ztrátě vlhkosti v kontinentálních nitrech.

🌿 Vývoj flóry

Změna globálního klimatu po MMCT měla devastační vliv na rozsáhlé lesní biomy, které do té doby pokrývaly většinu pevnin. Vlhké pralesy začaly ustupovat k rovníku. V Evropě a Severní Americe se do té doby běžné subtropické lesy měnily ve smíšené opadavé porosty přizpůsobené ročním obdobím a nižším srážkám.

Absolutně klíčovou biologickou událostí miocénu byla expanze trav (čeleď Poaceae). Dřívější travnaté porosty tvořily pouze okrajovou součást ekosystémů, avšak rostoucí aridita (suchost) kontinentálního nitra umožnila vznik zcela nových typů prostředí: savan, stepí a prérií. Ke konci miocénu navíc došlo k zásadní fyziologické inovaci u některých trav – k vývoji a globálnímu rozšíření fotosyntetické dráhy C4. Rostliny s C4 fotosyntézou dokážou mnohem efektivněji využívat oxid uhličitý a minimalizovat ztráty vody, což jim poskytlo obrovskou evoluční výhodu v chladnoucím a vysychajícím svrchním miocénu.

Traviny v miocénu uložily do svých buněčných stěn mikroskopická tělíska oxidu křemičitého (takzvané fytolity). Tím se staly vysoce abrazivními, což znesnadňovalo jejich konzumaci tehdejším býložravcům zvyklým na měkké listí stromů a keřů. Tento fakt fungoval jako silný selekční tlak na miocenní faunu.

🐾 Paleontologie a fauna

Fauna v miocénu již na první pohled připomínala moderní živočišná společenstva, avšak složení jednotlivých ekosystémů mělo svá hluboká specifika.

Suchozemští savci

Z důvodu rozšiřování travnatých plání započala masivní evoluční radiace savců adaptovaných na pastvu a běh v otevřeném terénu. U býložravců došlo k vývoji zubů s vysokými korunkami (hypsodoncie), které byly schopny odolávat obrušování od křemičitých fytolitů obsažených v trávě. V Severní Americe se diverzifikovali předchůdci koňů (rody jako Merychippus či Hipparion), velbloudovitých a rohatých turovitých přežvýkavců. Došlo k radiaci chobotnatců (například rod Gomphotherium nebo Deinotherium), kteří začali migrovat přes nově vzniklé pevninské mosty z Afriky do Eurasie a Severní Ameriky.

V rámci řádu primátů proběhla ve starším a středním miocénu vrcholná evoluční diverzifikace nadčeledi hominoidů. V Africe a později i v oblastech dnešní Evropy a Asie (včetně Španělska, Maďarska, Řecka a Turecka) žily desítky rodů hominoidů (např. Proconsul, Dryopithecus, Sivapithecus, Pierolapithecus). V závěru miocénu, zhruba před 7 miliony let, se na africkém kontinentu objevily formy považované za nejranější předky lidské evoluční linie, jako byl rod Sahelanthropus tchadensis.

Mořské prostředí

Vlivem ochlazování a vzniku silných mořských proudů upwellingu (výstup na živiny bohatých studených vod z hlubin) podél tichomořských pobřeží došlo k ohromnému rozvoji „lesů“ obřích hnědých řas (chaluh neboli kelpu). Tyto chaluhové ekosystémy poskytly potravní a úkrytovou základnu pro mořské savce. V miocénu se objevují a diverzifikují ploutvonožci (předci tuleňů a lachtanů), objevují se mořské krávy a formují se moderní linie kytovců včetně prvních oceánských delfínů a velkých kosticovců.

Vrcholným predátorem miocenních oceánů byl obří žralok Megalodon (Otodus megalodon), jehož fosilní zuby přesahující délku 15 cm jsou nacházeny v mořských sedimentech z tohoto období po celém světě. Specializoval se mimo jiné na lov hojných zástupců miocenních kytovců.

🏔️ Miocén na území Česka

Na území dnešního Česka zanechal miocén jedny z nejvýznamnějších geologických vrstev v zemi. Paleogeografická situace rozdělovala oblast na dva odlišné depoziční systémy: mořskou zónu na jihovýchodě a kontinentální (sladkovodní) zónu v prostoru Českého masivu.

Mořská ložiska (Morava a Slezsko)

Jihovýchodní část republiky (oblast Moravy a Slezska) byla po většinu spodního a středního miocénu zaplavena vodami vnitrozemského moře Paratethys. Toto moře proniklo přes Vídeňskou pánev do Karpatské předhlubně podél vnějšího okraje Karpat. V těchto oblastech nacházíme mocné vrstvy vápnitých jílů (též známých jako tégl), slínů, písků a štěrků. Z regionálního stratigrafického hlediska spadá tato mořská sedimentace do stupňů eggenburg, ottnang, karpat a baden.

V lokalitách jako Mikulov, Hrušovany nad Jevišovkou nebo Mokrá u Brna existují mimořádně bohatá naleziště fosilní fauny. Kromě mikrofosilií se zde nacházejí mořské mechovky, plži (rod Conus), mlži, ježovky, zuby žraloků (včetně mláďat rodu Megalodon) a kosti mořských savců. Se zvedáním Karpat se v mladším miocénu (sarmat, pannon) moře Paratethys stáhlo, ztratilo spojení se světovým oceánem a proměnilo se ve složitý systém brakických a sladkovodních jezer.

Sladkovodní a sopečná ložiska (Český masiv)

Většina Českého masivu se nacházela nad mořskou hladinou, avšak v důsledku dálkového pnutí způsobeného srážkou africké a evropské desky se zemská kůra trhala v hlubokých zlomech (ohárecký rift). Tento proces měl dva klíčové důsledky.

1. Rozsáhlý vulkanismus: Vznikly vulkanické komplexy Doupovských hor a Českého středohoří. Sopečná činnost vrcholila právě ve spodním miocénu. Z puklin se vylévala mafická (čedičová) láva a ukládaly se mocné vrstvy tufů. 2. Vznik pánví a vznik hnědého uhlí: Vlivem poklesu ker (subsidence) v tektonickém příkopu podél Krušných hor vznikla jezera a močály. V oblastech dnešní Mostecké, Sokolovské a Chebské pánve panovalo subtropické a posléze mírně teplé klima s obrovským množstvím biomasy. Právě z rašelinotvorných močálů stromového typu s dominancí vlhkomilných jehličnanů (jako byl tisovec Glyptostrobus nebo rod Quasisequoia) vznikla současná ložiska hnědého uhlí, která tvoří energetickou základnu severozápadních Čech. Z těchto usazenin je paleontologicky velmi dobře prozkoumaný povrchový lom Bílina (doklady o drobných rybách rodů Umbra, vodních kapradinách Salvinia a mnoha dalších obratlovcích i flóře).

Dalším významným sedimentem je takzvané Mydlovarské souvrství v oblastech Českobudějovické a Třeboňské pánve v jižních Čechách, jež představuje zbytky rozsáhlých miocenních jezer plných zbytků fosilních řas (rozsivek) a jílů.

💡 Pro laiky

Představme si miocén jako geologický zlom mezi prehistorickým světem pralesů a moderním světem otevřených plání. Na počátku miocénu pokrývaly hluboké tropické a subtropické lesy velkou část planety a to až daleko na sever. Když ale během několika milionů let oceány ochladly a Antarktidu natrvalo přikryl těžký led, narušilo to koloběh vody a srážek na celé planetě. Kontinenty uvnitř začaly extrémně vysychat.

Stromy na suchu nedokázaly přežít v takovém množství jako dřív. Jejich místo postupně obsadily traviny, které do té doby tvořily spíše plevel ve spodním patře lesa. Tráva je ale pro většinu tvorů nestravitelná; obsahuje v buňkách křemen (tvrdý minerál), takže kousat běžnou trávu je jako kousat pískový papír – zuby živočicha se rychle obrousí na kost. To si vyžádalo drastickou proměnu zvířat. Miocenní koně a nosorožci si vyvinuli obrovské, dlouhé zuby s vysokými korunkami, které rostly celý život, a dokázali tak novou nekonečnou pastvu konzumovat. Zároveň ztratili výhodu skrytého života v pralese. Na otevřené stepi není kam se schovat před predátory. Zvířatům se tak začaly prodlužovat nohy, začala běhat po špičkách (kopytech) a spoléhala se na rychlost a běh v obrovských stádech – úplně stejně jako dnešní zebry či pakoně.

Z geografického hlediska byl konec miocénu rovněž svědkem doslova apokalyptické události. Zemské desky na jihu Evropy se stlačily tak nešikovně, že uzavřely dnešní Gibraltarský průliv. Středozemní moře přestalo být zásobováno vodou z Atlantiku a během pár tisíc let kompletně vyschlo. Lidé tehdy nežili, ale kdyby ano, mohli by projít suchou nohou plnou pouštních solných dun ze Španělska rovnou do Afriky. Moře se vrátilo až za stovky tisíc let, když se bariéra obrovským vodopádem protrhla.

Zdroje