Wie entstehen Fossilien

Fotos und Text: Klaus Vöge

Im Steinbruch
"Fossilien" ( latein. > fodere = graben ) war früher der Sammelbegriff für alle Dinge aus dem Erdreich, die ausgegraben wurden. Auch antike Reste. Der Begriff bezieht sich heute nur auf Versteinerungen von vorzeitlichen Tieren und Pflanzen. Das fossilführende Gestein (Sedimentgestein) ist ein Teil eines ehemaligen Meeres oder Festlands. In den Sedimentgesteinen ist meistens eine Vielzahl an unterschiedlichen Formen der Tier- und Pflanzengruppen enthalten. Dabei können einzelne Organismenreste in solchen Massen auftreten, dass sie gesteinsbildend sind.


Fossilbildung
Seit Jahrmillionen leben und sterben auf der Erdoberfläche eine Vielzahl von Pflanzen und Tieren, die ihre Spuren für uns hinterlassen haben und die wir zu deuten versuchen. Normalerweise werden die Lebewesen nach dem Tode in ihre ursprünglichen Bestandteile zurückverwandelt. Die Weichteile, die Knochen, die Panzer und die Schalen werden unter Mithilfe von Mikroorganismen chemisch zersetzt (verwesen) oder durch Wind und Wetter mechanisch zerrieben. Ein gefundenes Fossil ist immer ein Zufall der Natur. Das Lebewesen muss nach seinem Tode so bald wie möglich eingebettet werden (z.B. die Ameise im Bernstein, das Urpferd im Moor oder die Muschel im Schlamm) damit der Vorgang der Zersetzung nicht beginnen kann. Auf dem Festland bestehen die Voraussetzungen für den Versteinerungsprozess, bedingt durch die Witterung, nicht so häufig wie im Meer. Hier werden die Verwitterungsprodukte vom Land und die abgestorbenen Organismen des Meeres zusammengetragen und lagern sich als gesteinsbildendes Sediment ab. In diesen Sedimenten sind die Möglichkeiten der strukturerhaltenden Einbettung von toten Lebewesen erheblich höher. Deshalb werden maritime Fossilien häufiger gefunden als die von Landlebewesen. Trotzdem bleibt der Fossilbildung immer eine schöne Seltenheit.


Fossilerhaltung
Das Sediment (Schlamm, Sand, Kalkschlamm) wandelt sich im Laufe der Jahrmillionen in Gestein (Tone, Sandstein, Kalke) um. Die eingebetteten Organismen bzw. deren Hartteile nehmen an dieser Gesteinsbildung teil. Durch den entstehenden Druck werden die Lebewesen dabei jedoch zum Teil zerquetscht, flachgedrückt oder verformt. Es gibt viele Fossilien, an denen man die Kräfte erkennen kann, die auf sie eingewirkt haben. So sprechen wir von Ganzkörpererhaltung, wenn Schalenteil und Füllung erhalten ist. Eine Steinkernerhaltung liegt vor, wenn die Schale des Tieres weggelöst ist und nur noch die Füllung des Hohlraumes vorhanden ist. Sind sowohl die Schale und der Hohlkörper weggelöst, so nennt man die im Sediment vorhandene Negativform des Fossils eine Hohlformerhaltung. Weitere wichtige Faktoren bei der Fossilbildung sind chemische Umwandlungsprozesse in Verbindung mit Wasser. Nur ganz selten haben die Organismenreste in ihrer Ursprünglichkeit die Zeit überstanden. Das Wasser, das durch die Gesteinsporen dringt und Mineralstoffe mitführt, bewirkt, dass die eingeschlossenen Teile chemisch umgesetzt oder sogar chemisch völlig ausgetauscht werden. Die Flinte bzw. Feuersteine, die uns so häufig auffallen, sind ein Beispiel, wie ganze Sedimentschichten umkristallisiert werden können. Bei der Zersetzung von abgestorbenen Kieselalgen und Kieselschwämmen dringt die gelöste Säure (SiO2) in das Sediment und bildet hier die Feuersteinknollen. Durch diesen Prozess werden auch Fossilien im Feuerstein eingeschlossen oder selbst zu Flint umgewandelt. Derartige Vorgänge der Umkristallisation können sich im Laufe der Jahrmillionen mehrfach wiederholen.

Fossileinbettung Einbettung
Sie befasst sich mit der Beziehung eines Organismus und seiner Lage im umgebenden Sediment, wobei der Weg zwischen seinem Tod und der Lagerung nur schwer zu rekonstruieren ist. Im seltensten Fall entspricht der Todesort dem ehemaligen Lebensort.
Meist erfolgt die Einbettung jedoch nach einem längeren oder kürzeren Transportweg zu Lande oder im Wasser. Es ist verständlich, dass weite Transportwege die Fossilerhaltung nicht gerade begünstigen. Die Organismen werden z.T. in ihre Bestandteile zerlegt, auf dem Weg zerrieben oder anderweitig zerstört. So sind am Ort der endgültigen Einbettung nur noch Teile von den Skelettelementen vorhanden. Eine Rolle bei der Einbettung spielt auch die Wasserbewegung. So werden z.B. Muscheln fast immer mit der Wölbung nach oben eingebettet, da der Strömungswiderstand so am geringsten ist. Kegelförmige Organismen (Belemniten) werden gleichmäßig ausgerichtet.


Leitfossil
Leitfossilien haben eine besondere Bedeutung innerhalb der Paläontologie. Diese Fossilien sind nur in einer geologisch kurzen Zeitspanne vertreten, jedoch über eine weite geographische Verbreitung, wodurch weit voneinander entfernte Gesteinsschichten einer Zeitspanne zugeordnet werden können. Diese grobe Zuordnung wurde durch genaue Beobachtung über die Jahrzehnte immer mehr verfeinert. Später wurde die Zeitdauer der einzelnen Perioden aufgrund des radioaktiven Zerfalls von Isotopen absolut festgelegt.


Faziesfossilien waren zu Lebzeiten an ein bestimmtes Milieu (Fazies) gebunden. Z.B. sind Korallen mit einem Riff verbunden und das Leben auf den Riffen ist miteinander vergleichbar.


Spurenfossilien sind Hinterlassenschaften ehemaliger Lebewesen wie Wohnbauten, Fressbauten, Weidespuren, Ruhe- und Kriechspuren. Sie können sowohl im Sediment selbst, wie auch in oder an Resten anderer Organismen auftreten. Die Verursacher der Spuren sind in den wenigsten Fällen bekannt.


Lebende Fossilien sind stammesgeschichtliche Lebewesen, die sich als einzelne Art über einen geologisch langen Zeitraum erhalten haben und heute noch leben.


Pseudofossilien sind Gebilde, die aussehen als seien sie echte Versteinerungen. Ihre Entstehung ist jedoch chemischer, physikalischer oder mechanischer Herkunft. Ein Beispiel sind die Dendriten (Eisen- und Manganoxyd) in den Solnhofener Platten, die an Pflanzen erinnern.


Müssen wir die rechtzeitige Einbettung eines Lebewesens schon als Sonderfall ansehen und berücksichtigen wir außerdem die Vielzahl der Zerstörungsmöglichkeiten, dann wird uns klar, dass nur häufig vorkommende Lebewesen als Fossil gefunden werden können und jeder Fossilienfund eine Seltenheit darstellt.