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Was sind Fossilien?

Als Fossil bezeichnet man jedes Zeugnis vergangenen Lebens aus der Erdgeschichte. Alle aus früheren erdgeschichtlichen Zeiten überlieferten Lebensspuren, egal ob aus dem Tier- oder Pflanzenreich werden als Fossilien bezeichnet. Zu den Lebensspuren gehören auch Bewegungsspuren sowie Koprolithen.

Oft wurden Fossilien als Beweis der Sinflut angesehen. Wie kämen sonst Überreste von Meerestieren auf die Gipfel von Bergen.

Überliefert als Fossilien werden nur wenige Lebewesen. 99,9 % aller Lebewesen werden vorher gefressen bzw. verwesen bevor sie fossiliert werden können. Daher sind die Nachweise wann es welche Art gab und wie lange sie existierte nicht immer einfach zu führen.
Fossilien gibt es in vielen Größen. Von Makrofossilien wie große Sauropoden bis zu Mikrofossilien, die nur unter dem Mikroskop zu sehen sind. Doch sind beide sehr wichtig. Stellen sie doch beide wichtige Glieder in der Nahrungsketten dar. Ohne das Plankton im Meer würde es nie Sauropoden gegeben haben.
Letztendlich hängt jedes Lebewesen von anderen Lebewesen ab.
Mit jedem Fossil das gefunden wird, rundet sich das Bild ab. Machmal muss zwar wieder das Bild neu gezeichnet werden, aber nur so können wir uns vorstellen, wie die Lebewesen damals aussahen.
Anhand von Spurenfossilien können Wissenschaftler die Geschwindigkeit errechen mit der sich das Tier forbewegt hatte.
Doch sind solche Spuren auch Anlass zu Kontroversen. Spuren von Sauropoden werden häufig in Sedimenten gefunden, die auf Nähe zu Gewässern hinweisen. Sumpfige Landschaften, Überschwemmungsgebiete und Ufernahe Lebensräume müssen wohl der bevorzugte Aufenhaltsort zumindest mancher Sauropoden gewesen sein. Manche Forscher sind oder waren daher der Meinung, große Sauropoden wie der Brachiosaurus wären teilweise im Wasser auf Nahrungssuche gewesen. Dagegen sprechen jedoch der Wasserdruck der auf den Körper dieser Tiere ausgeübt worden wäre, sollte das Tier wirklich bis zu den Nasenöffnugen im Wasser gestanden haben. Moderne Forschungen zeigen am Computer mittels Simulationen, das schon der kleinste Wellengang zum Kentern dieser Tiere geführt hätte. Auch wäre wohl der Auftrieb der Körper durch die Luftsackatmung viel zu groß gewesen, als das Sauropoden mit den ganzen Körper untergetaucht wären. Dagegen sehr wohl möglich ist, das die Tier ihren langen Hals nutzten um in Ufernähe Unterwasserpflanzen abzuweiden. Ob auch Brachiosaurus durch seine Halsstellung dazu in der Lage war, ist aber fraglich. Denn zum Trinken dürfte auch ein Brachiosaurus die gleichen Probleme wie eine Giraffe gehabt haben.
Fossilien können uns viel über das Wachstum der Saurier sagen, wie alt sie wurden und welche Krankheiten sie manchmal befallen konnten.

Leitfossilien

Fossilien werden auch zu Bestimmung des Alters benutzt. Dazu braucht es sogenannte Leitfossilien. Leitfossilien sind Fossilien, anhand derer man die relative Altersbestimmung verschiedener Gesteinsschichten vornehmen kann. Findet man das gleiche Leitfossil in Sedimentgestein von verschiedenen Orten der Erde, so sind die Gesteine annähernd gleich alt. Typische Leitfossilien haben eine Überlebensdauer von 300.000 bis 1.000.000 Jahren. Ein ideales Leitfossil darf nur kurz existiert haben, nur so ist eine exakte Datierung möglich. Das Leitfossil sollte in vielen unterschiedlichen Lebensräumen vorhanden gewesen sein, damit es in unterschiedlichen Sedimenten nachgewiesen werden kann. Sie müssen weit verbreitet gewesen sein, damit es auch in weiter entfernten Orten zu finden ist. Dazu müssen sie leicht und deutlich bestimmbar sein und in hoher Anzahl vorkommen.
Typische Leitfossilien sind zum Beispiel Trilobiten, Grabtolithen und Ammoniten. Mit dieser Art der Altersbestimmung beschäftigt sich die Biostratigraphie . Sie beschäftigt sich mit der Gliederung und der relativen Bestimmung von Gesteinseinheiten unter zu Hilfenahme von Fossilien.
Nicolaus Steno erkannte im 17. Jahrhundert dass die räumliche Anordnung von Gesteinsschichten übereinander tatsächlich einer zeitlichen Abfolge der Gesteinsbildung nacheinander entspricht.
Dies nutzten dann andere Wissenschaftler um mit Hilfe von Leitfossilien Altersdeutungen vornehmen zu können.
Das Leitfossilprinzip besagt, dass eine bestimmte Fossiliengemeinschaft im Laufe der Zeit in einem bestimmten Gebiet von einer anderen Vergesellschaftung ersetzt wird. Sobald ein Fossil einmal aus einer Gesteinsabfolge verschwindet, kehrt es in der Abfolge nie mehr zurück.
Anders dagegen die Gesteine. Hier können sehr wohl sich die Ablagerungen wiederholen.
 

Die Altersbestimmung

Das Finden von Fossilien allein reicht natürlich nicht aus. Das Alter muss schon genauer bekannt sein. Hierzu gibt es verschiedene Lösungen.
 

relative Altersbestimmung

Diese Altersbestimmung wird als relative Altersbestimmung bezeichnet, da hier nicht das tatsächliche Alter gemessen wird. Dabei gilt, dass untere Schichten eher abgelagert worden sind als obere, und somit ältere Schichten unter jüngeren zu finden sind .
 

absolute Altersbestimmung

Für die absolute Altersbestimmung wird gemessen, wie hoch der Anteil natürlich vorkommender radioaktiver Elemente und ihrer Zerfallsprodukte ist.Da die Halbwertszeit der radioaktiven Elemente bekannt ist, kann daraus das Alter berechnet werden. Für das Berechnen des Alter von Gesteinen benötigt man Elemente mit sehr langen Halbwertszeiten.

 

Magnetostratigraphie:

Das Erdmagnetfeld hat sich im Lauf der Zeit oft umgepolt. Dieses Muster lässt sich in den Gesteinen wiederfinden und auszählen.
 

Eisbohrkerne:

Hier werden die Schichten gezählt, die jedes Jahr durch den Schneefall gebildet werden.
 

Dendrochronologie

Sie ermöglicht eine jahrgenaue Datierung von Hölzern mit Hilfe von Jahrringkalendern.

 

Wie entstehen Fossilien

Die Vorgänge vom Absterben eines Lebewesens bis zur seinen Auffinden als Fossil werden Fossilentstehung genannt. Ist das Lebewesen gestorben, beschäftigt sich die Biostratonomie mit der Einbettung des Lebewesen ins Sediment. Hierbei wird versucht zu ermitteln ob die Einbettung autochthon oder allochthon ist. Nach der Einbettung befasst sich die Fossildiagenese mit den Vorgängen die nun mit den im Sediment eingeschlossenen Lebewesen passieren.

Normalerweise wird das Tier entweder gefressen oder es setzt die Fäulnis oder die Verwesung ein. Wie kommt es nun zur Verwesung oder der Fäulnis?
 

Fäulnis und Verwesung

Die wichtigsten organische Stoffe des Körpers sind Eiweiß, Fett und Kohlenhydrate. Diese Stoffe werden, wenn Wasser und Sauerstoff vorhanden sind, bis auf anorganische Verbindungen abgebaut. Bei Sauerstoff erfolgt die Verwesung, bei Wasser und bei fehlen von Sauerstoff setzt die Fäulnis ein. Dann zersetzen anaerobe Bakterien die organische Substanz. Dabei kann Faulschlamm entstehen, der bei hohen Druck und Temperatur sich als Bitumen,Erdöl und Erdgas wiederfindet. Daher ist auch nur die Fäulnis ein Fossilationsprozess.
Weichteile und Hartteile des Tieres unterliegen verschiedener Prozesse beim Werden eines Fossils.

 

Weichteil- und Hartteilerhaltung bei Lebewesen

Weichteilerhaltung

Echte Weichteilerhaltung kommt unter folgenden Bedingungen zustande:
 

Gefrieren wie bei dem Mammuts Einbettung in Medien wie Harz oder Asphalt Austrocknung in aridem Klima oder durch hygroskopischer Stoffe

Meist wird die organische Masse durch mineralische Stoffe ersetzt, welche die Struktur der Masse bis in die kleinsten Einzelheiten nachbildet. Man findet diese Art der Erhaltung zum Beispiel bei Dinosauriern. Dann ist die Hautstruktur sehr gut erkennbar.

 

Hartteilerhaltung

Hartteile sind meist aus Kalk (Calcit, Aragonit), Calciumphosphat, Chitin und Zellulose.
Werden die Weichteile zersetzt beeinflußt das auch die Harteile. Denn die dabei entstehenden Gase können Säuren bilden, die dann wiederum die Hartteile angreifen und zersetzen können.

Calcit Calcit findet man zum Beispiel bei den Aptychen von Ammoniten und den Rostren von Belemniten. Aragonit Aragonit findet man z. B. bei Muscheln, Gastropoden sowie Grünalgen. Kieselsäure Kieselsäure findet man bei Radiolarien, Diatomeen und bei manchen Flagellaten. Chitin Chitin kommt bei Algen, Pilzen, Flechten, Mollusken,Anthropoden vor und bildet Skelette zum Beispiel bei Insekten. Es ist wesentlich resistenter als organische Stoffe, unterliegt aber den gleichen Bedingungen beim Zerfall.

Wie kommt es nun dazu, das das Tier im Sediment eingebettet wird?

Zuerst ist es wichtig zu wissen, das es zwei Möglichkeiten der Einbettung gibt. Das Tier kann am Lebensort bzw. Todesort eingebettet werden oder es wird zum Ort der Einbettung transportiert. Bei diesem Transport können die Tiere beschädigt worden sein. Sehr gut sind diese Beschädigungen bei Ammoniten zu erkennen.
Diese zwei Arten der Einbettung nennt man:

Autochthone Einbettung Wird das Tier am Lebensort bzw. Todesort eingebettet, nennt man das autochthone Einbettung. Diese Art der Einbettung ist bei benthischen Organismen verbreitet Allochthone Einbettung Ist der Ort der Einbettung nicht gleich dem Ort des Todes bzw. des Lebens, nennt man das allochthone Einbettung. Das tote Tier wurde also über eine gewisse Strecke transportiert.

Die Ablagerung des Tieres

Da wir nun wissen welche Arten der Einbettung es gibt, kommen wir nun zur Lage des Tieres bei der eigentlichen Einbettung. Verschiedene Faktoren können die Ablagerung des Tieres beeinflussen:
Als Beispiel nehmen wir an, das Tier starb im Wasser. Dann spielen Fließrichtung und Geschwindigkeit eine große Rolle bei der Ablagerung.
Bei der Einbettung kann die Fließrichtung des Gewässers die Lage des Tieres beeinflussen.
Unterschieden wird dabei zum Beispiel zwischen der Einkippung und der Einsteuerung.
 

• Einkippung     

 


Die Einkippung am Beispiel eines schüsselförmigen Körpers.
Die Schneckenschale dreht sich durch die Wasserströmung über der Spitze (Bild1)
und den Rand (Bild 2 und 3) und legt sich flach auf dem Boden. Nun bietet die Schale dem Wasser kaum noch eine Angriffsfläche und bleibt so liegen.
	Auf diese Weise können sogenannte Pflaster entstehen. Muschelschalen legen sich dicht an dicht und bilden so einen richtigen Belag.


 
• Einsteuerung     

 


Bei der Einsteuerung regeln sich die Körper nach der Fleißrichtung des Wasser ein.
Dabei drehen sich die Körper bei kegelförmiger Form über den dicksten Punkt und bleiben bei ungehemmter Einsteuerung mit der Spitze zur Strömung liegen.
	So können die bekannten Belemnitenschlachtfelder entstehen.

Fossil-Gemeinschaften

Fossil-Gemeinschaften oder auch Biozönose genannt, werden unterschieden zwischen Tieren, die zusammen lebten und am Lebensort erhalten wurden(siehe autochthon), sogenannte Thanatozönosen (Totengemeinschaften) und Tieren die aus verschiedenen Orten und Lebensbereichen stammen und in Grabgemeonschaften (Taphozönosen)stammen. Grabgemeinschaften sind entweder gemischt allochthon und autochthon oder rein allochthon. Die meisten Fossillgemeinschaften sind Taphozönosen.
Unterschieden werden diese in Schill,Pflaster und Bonebeds.
Schill besteht aus unzerbrochenen Resten, sind es zerbrochene Reste spricht man von Bruchschill. Pflaster sind flächenhafte Anordnung von Schalen. Bonebeds dagegen sind Anreicherungen von Knochen und Zähnen.
Sind ungewöhnlich viele Fossilien im Gestein vorhanden, bezeichnet man das als Fossillagerstätte. Fossillagerstätten unterscheidet man in Konzentratlagerstätten wie Kondensate,Seifen und die Konzentratfallen, und in Konservatlagerstätten.

	Kondensate entstehen bei entweder nicht oder kaum vorhandenen Sedimentation. Beispiele sind Höhlenlehme auf dem Festland
	Seifen, so werden Anreicherungen bezeichnet, welche auf sedimentäre Transportsonderung zurückgeführt werden können. Hier ist es ein Bonebed.

Zerfall und Ablagerung der Hartteile am Beispiel von Fischen

  Am Beispiel eines gerade verendeten Fisches möchte ich kurz umreißen, wie ein Fisch-Fossil entstehen kann. Ist ein Fisch gestorben richtet es sich nach dem Gasinhalt seiner Schwimmblase ob er entweder zu Boden sinkt oder auftreibt.
 
Nehmen wir mal an das ein Fisch Opfer eines Haiangriffes geworden ist. Der Hai hat den Fisch nur tödlich verletzt jedoch ist die Beute ihm entgleitet. Weiter gehen wir davon aus das die Schwimmblase bei diesen Angriff zerstört wurde und der Fisch zu Boden sinkt ohne das der Hai ihn fressen kann.

• Fisch sinkt im sauerstoffarmen Wasser     

Sinkt er in sauerstoffarmes Wasser ab,	so können die Hartteile unzerfallen
eingebettet werden und so gut erhalten	bleiben.

 

Beispiele für eine solche Erhaltung:

 

• Fisch schwimmt wieder auf     

Sinkt er nicht in sauerstoffarmen Wasser ab, so bilden sich Verwesungsgase
in der Leibeshülle, und der Fisch schwimmt auf. Er treibt nun auf dem Rücken,
Kopf und Schwanzflosse hängen nach unten. Je nach Achsenskelett zerfallen
die Fische oft schon während des Treibens. Einzelne Elemente lagern sich am Boden ab.

 

Ob ein Fisch als Fossil überliefert wird oder nicht hängt davon ab, ob er nach dem Tode rasch zu Boden sinkt und in einem sauerstoffarmen Bereich zu liegen kommt bzw. die Fischleiche durch Vorkommnisse wie Verschüttung, den Sauerstoff im Wasser entzogen wird.

 

Zerfall und Ablagerung eines toten Vogel

 

Tote Vögel gehen im Wasser nicht unter, sondern treiben an der Wasseroberfläche aufgrund der in ihren Knochen befindlichen Luftsäcken und der Luft in den Federkleid.

Tote Vogel treiben lange, während sie Teile ihres Skelettes verlieren. Als erstes lösen sich die Flaumfedern. Dann lösen sich die Fußknochen ab.

Nun löst sich der Kopf, sodann fallen die Schwung- und Schwanzfedern aus.

Der Rumpf zerfällt als letztes.

 

Komplette Vogelleichen können nur an Land erhalten bleiben.

Zerfall und Ablagerung von Reptilien und Säugetieren

Marine Lebewesen

Sinkt das tote Tier nicht zum Meeresboden, bzw. treibt das tote Tier wieder auf passiert folgendes mit der Leiche:

Bei toten Reptilien oder Säugern ermöglicht die Gasentwicklung ein langes treiben an der Wasseroberfläche. Zuerst löst sich der Unterkiefer.

Danach zerfallen die Extremitäten,Schwanzspitze und der Schädel.

Nun löst sich noch der Rumpf auf.

Sinkt das tote Tier zu Boden und in sauerstoffarmes Wasser kannes durch Sedimente bedeckt werden und so erhalten bleiben.

Landlebewesen

	Wird das tote Tier verschüttet bzw. wird der Tierleichnam mit Sediment bedeckt, bevor ein Aasfresser es frißt oder die Verwesung beginnen kann, besteht die Möglichkeit das es als Fossil erhalten bleiben.
	Der Tierkadaver kann auch vor der Sedimentierung durch die Sonne ausgetrocknet worden sein und als "Mumie" versteinert werden.

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