Allgemeine Paläontologie an der Universität zu Kiel

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Was ist Paläontologie?

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Was sind Fossilien?

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Was ist das Aktualismusprinzip?

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Welche Formen von Transport und Zerstörung betreffen Fossile?

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Was ist die Fossildiagenese?

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Wovon sind taphonomische Prozesse abhängig?

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Was sind Fossilgemeinschaften?

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Wann ist ein Fossil Autochthon?

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Wann ist ein Fossil Allochthon?

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Wie entsteht Fossil-Assoziation?

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Was sind Fossillagerstätten?

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Was sind die Regeln der Taphonomie?

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Allgemeine Paläontologie

Was ist Paläontologie?

Paläontologie ist die Wissenschaft von den fossilen (vorzeitlichen) Lebewesen. Eine wesentliche Quelle für die paläontologische Forschung sind Fossilien. Analog wird die Wissenschaft der rezenten Lebewesen Neontologie genannt.

Allgemeine Paläontologie

Was sind Fossilien?

Es werden drei Typen von Fossilien unterschieden:

  • Chemofossilien: Substanzen organischen Ursprungs (z.B. Aminosäuren, Lipide, Eiweiße) - Biomarker
  • Körperfossilien: mehr oder weniger stark veränderte Hartteile, deren Abdrücke oder Steinkerne
  • Spurenfossilien: Überlieferung der Tätigkeit von Lebewesen

Allgemeine Paläontologie

Was ist das Aktualismusprinzip?

Das Prinzip des Aktualismus baut sich auf vier Regeln auf:

  • Uniformität der Gesetze: Die auf der Erde wirkenden Naturgesetze sind in Raum und Zeit unveränderlich (z.B. Gravitation).
  • Uniformität der Prozesse: In der geologischen Vergangenheit wirkten gleiche oder ähnliche Prozesse wie diejenigen, welche sich heute beobachten lassen (z.B. Erosion infolge klimatischer Einflüsse, Wellenbildung infolge von Wind).
  • Uniformität der Rate: Die Geschwindigkeit, mit welcher geologische und biologische Prozesse ablaufen, soll unveränderlich sein.
  • Uniformität der Bedingungen: in der geologischen Vergangenheit sollen die gleichen Materialien vorhanden gewesen und die gleichen Bedingungen geherrscht haben wie heute.

Allgemeine Paläontologie

Welche Formen von Transport und Zerstörung betreffen Fossile?

  • Mechanische Zerstörung der Leichname und Hartteile durch Transport, Umlagerung, Abrieb und Zertrümmerung, geringe mechanische Wirkung von Schluff und Ton.
  • Transportmedien: Wind, Wasser, Eis.
  • Biologische Zerstörung: Tierfraß, bohrende Mikro-Organismen (Algen, Pilze); Muscheln, Schwämme und andere Tiere (Bioerosion).
  • Chemische Zerstörung: Lösung, Zersetzung oder Oxidation je nach dem umgebenden Milieu.

Allgemeine Paläontologie

Was ist die Fossildiagenese?

Die Fossildiagenese ist die überwiegend chemische Umwandlung und Lithifizierung der Organismenreste nach der Einbettung.

Fossildiagenetische Vorgänge: 

  • Abscheidungsvorgänge: Verkalkung, Verkieselung, Vererzung (Materialien: Pyrit, Limonit, Markasit, selten Gips, Phosphat) in Abhängigkeit vom chemischen Milieu des Bodens und des Sediments.
  • Lösungsvorgänge in Abhängigkeit vom Ausgangsmaterial, Sedimentart und Porenwasser: (SiO2 ist schwach löslich in Wasser, Radiolarien (SiO2) werden in Kalk meist gelöst. Aragonit ist wesentlich besser löslich als Calcit, daher werden Aragonitschalen schnell gelöst und führen eher zu Steinkernbildung, Schalenerhaltung ist eher bei calzitischen Material zu beobachten.)
  • Umkristallisation und Sammelkristallisation (Aragonit zu Calcit)
  • Geoden, Konkretionen (meist frühdiagenetisch), in seltenen Fällen Weichteilerhaltung, Karbonatknollen, Toneisensteine, SiO2, Pyrit, etc.
  • Deformation durch Kompaktion
  • Metamorphose kann bis zur vollständigen Vernichtung des Fossils führen.

Allgemeine Paläontologie

Wovon sind taphonomische Prozesse abhängig?

Reorientierung, Transport, Sortierung, Disartikulationsrate, Fragmentation, Korrosion, Abrasion, Lösungsgeschehen und Mineralisation sind abhängig von der Intensität der Wasserbewegung, Sedimentationsrate, Zeit und Chemismus am (Meeres)Boden und im Sediment.

Allgemeine Paläontologie

Was sind Fossilgemeinschaften?

Der Begriff "fossile Assoziation" bezeichnet die an einem Ort und in einem bestimmten stratigraphischen Intervall zusammen vorkommenden Fossilien ohne genaueres über die Genese auszusagen.

  • Lebensgemeinschaft (= Biozönose, "community"): Die Gemeinschaft der zusammen an einem Ort vorkommenden lebenden Organismen.
  • Totengemeinschaft (Thanatocoenose, "death assemblage", "indigenous assemblage"): Gruppe zusammen vorkommender Reste toter Organismen. Ihre Mitglieder haben am betreffenden Ort zusammen gelebt. Autochthon.
  • Grabgemeinschaft oder Einbettungsgemeinschaft (Taphocoenose, "fossil assemblage"): Gruppe von zusammen im Sediment eingebetteten toten Organismen, die aus verschiedenen Lebensbereichen stammen (z.B. Schill am Strand). Die meisten Fossil-Gemeinschaften sind Taphozönosen. Allochthon.
  • Palaeocommunity ("census assemblage"): fossile Gemeinschaft (Oryktocoenose), welche autochthon ist und die Zusammensetzung der ehemaligen Lebensgemeinschaft repräsentiert.
  • Langzeit-Durchschnittsgemeinschaft ("time-averaged assemblage"): fossile Gemeinschaft, deren Mitglieder autochthon sind, aber durch Akkumulation über längere Zeit (100 bis 10.000 Jahre) entstanden ist.
  • Kondensierte Assoziation ("biostratigraphically Condensed assemblage"): Entstanden durch langfristige Kondensation (100.000 bis 10 Millionen Jahre).
  • Allochthone Assoziation ("allochthonous assemblage"): Die Organismenreste wurden aus ihrem Lebensraum wegtransportiert. Falls es sich um ein Gemisch autochthoner und allochthoner Elemente handelt, kann der Begriff parautochthone Assoziation ("mixed assemblage") verwendet werden.
  • Aufgearbeitete Assoziationen ("remanie assemblage"): Organismenreste wurden aus signifikant älteren Schichten aufgearbeitet. Für den umgekehrten Fall der Intrusion jüngerer Elemente in ältere Schichten (Spaltenfüllungen, durch Spuren) existiert kein deutscher Begriff (engl.: "piped assemblage").

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Wann ist ein Fossil Autochthon?

Wenn es an Ort und Stelle eingebettet wurde.

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Wann ist ein Fossil Allochthon?

Wenn es nach dem Tod von seinem Ort wegtransportiert wurde.

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Wie entsteht Fossil-Assoziation?

Fossil-Assoziation kann auf unterschiedliche Weisen passieren:

  • Event(Ereignis-)konzentrationen: Schalenanreicherungen durch kurzfristig bzw. episodische Ereignisse (z.B. Sturm) geschaffen.
  • Kompositkonzentrationen sind zusammengesetzte Anreicherungen durch wiederholte Aufarbeitung und Transport.
  • Hiatuskonzentrationen sind kondensierte Folgen, durch geringe Sedimentationsrate, erosive Bedingungen und/oder anhaltende Bioturbation.
  • Rückstands(Lag-)konzentrationen bilden sich auf Erosionsflächen (z.B. bone beds)

In den meisten Fällen repräsentiert eine Fossil-Assoziation nicht die ursprüngliche

Lebensgemeinschaft, da Transport-, Kondensations-, diagenetische und Aufarbeitungsphänomene bei der Genese der Fossilien-Assoziation eine wichtige Rolle gespielt haben!

Allgemeine Paläontologie

Was sind Fossillagerstätten?

Fossillagerstätten sind Gesteinskörper, die „über alle Maßen“ reich an Fossilien sind und das außerdem von besonderer Qualität.

Konzentratlagerstätten sind Anreicherungen disartikulierter, oft zerbrochener organischer
Hartteile:

  • Kondensate entstehen bei geringer oder fehlender Sedimentation.
  • Seifen entstehen durch Transport.
  • Konzentratfallen entstehen durch Einschwemmungen

Konservatlagerstätten artikulieren erhaltene Multi-Element-Skelette und auch

Weichkörpererhaltung:

  • Stagnate bilden sich unter abiotischen Bedingungen.
  • Obrutionlagerstätten entstehen bei sehr schneller Einbettung.
  • Konservatlagerstätten entstehen in konservierenden Medium (z.B. Torf).

Allgemeine Paläontologie

Was sind die Regeln der Taphonomie?

  • Hartteile bleiben eher erhalten.
  • Erhaltung ist wesentlich besser bei schneller Einbettung, besonders in feinkörnigem Sediment (kaum Turbulenz) oder Abwesenheit von Aasfressern und Verwesung.
  • Beim Übergang von der Biozönose zur Thanatozönose gehen Informationen über die Häufigkeit der Spezies sowie über die Diversität und Struktur der Gemeinschaften verloren. Dies geht auf Zerfall und chemische Umwandlung bei der Verwesung, Transport, Lösung, Raub und Aasfresser zurück.
  • Fossilansammlungen bestehen aus autochthonen Bestandteilen, parautochthonen Bestandteilen, allochthonen Bestandteilen.
  • Taphonomischer Verlust, besonders durch Lösung und Bioerosion, ist in flachmarinen Milieus stark ausgeprägt.
  • Informationsverlust bei terrestrischen und fluviatilen Faunen und Floren ist in starkem Maße auf Transport, Zerfall, Sortierung und Zerbrechen durch Wasser, Raubtiere, Aasfresser und Zertrampeln zurückzuführen.
  • Bioturbation und physikalische Aufarbeitung führen zu zeitlicher Vermischung verschiedener Gemeinschaften und können zu erhöhter Diversität und Variationen in den morphologischen Mustern von Abstammungsfolgen führen.

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