Zeugen der erdgeschichtlichen Vergangenheit

Die Gesteinshülle der Erde unterliegt steter Veränderung. Gebirge werden über lange Zeiträume hinweg durch die Verwitterung zerstört und durch Wind, Gletscher, Flüsse und Meeresströmungen abgetragen. Sedimente lagern sich in Tälern und auf dem Meeresboden ab. Hier wirken die Vorgänge der Gesteinsverfestigung (Diagenese) auf die Ablagerungen ein, es entstehen die mächtigen Sedimentgesteine. Wenn diese durch Hebungen der Erdkruste an die Oberfläche gelangen, kann der Kreislauf der Gesteine von neuem beginnen. Eine der Aufgaben der Geologie besteht darin, die zeitliche Folge dieser Vorgänge aufzuhellen, weshalb sie die kennzeichnenden Ausbildungen der Sedimentgesteine untersucht (Stratigraphie). Der Begriff Fazies (lateinisch »Gesicht«) umfasst alle Merkmale, die bei einem Gestein oder einer Gesteinsschicht während der Ablagerung ausgeprägt worden sind. Hierzu rechnet man unter anderem die mineralische Zusammensetzung, die Form und Größe der einzelnen Bestandteile, sedimentäre Strukturen, Fossilien (Überreste vorzeitlicher Organismen), das Verhältnis zu den benachbarten Schichten, die Farbe und zuweilen auch den Geruch. An dem Mineralbestand lässt sich ablesen, ob das sedimentäre Gestein aus den im Meerwasser gelösten chemischen Verbindungen oder aus den Verwitterungsresten ehemaliger Gesteine aufgebaut ist. So zeigt z. B. das Vorhandensein von Granatkörnern, dass das Ausgangsgestein metamorph war, Olivinkristalle weisen auf die Herkunft aus magmatischen Gesteinen hin. Die Form und der Rundungsgrad transportierter Mineralkörner lässt Rückschlüsse auf den Transportweg zu: Eckige Mineralbruchstücke wurden nicht weit bewegt, gut abgerundete haben eine große Strecke zurückgelegt. Dabei muss allerdings die Härte der verschiedenen Mineralien berücksichtigt werden. Bestehen die Sedimentgesteine aus Mineralien gleicher Größe, deutet dies darauf hin, dass die Partikel durch Strömungen bewegt und sortiert wurden, bevor die Sedimentation erfolgte. Liegen unsortierte Mineralkörner nebeneinander, darf man einen schnellen Transport und eine plötzliche Ablagerung vermuten. Sedimentäre Strukturen zeigen auf die Bedingungen bei der Sedimentation hin. Rippelmarken entstehen in seichtem Wasser, Regentropfeneindrücke und Trockenrisse in ausgetrockneten seichten Becken. Feine Kreuzschichtung ist ein Indiz für Strömungen, deren Richtung ebenfalls festgestellt werden kann. Fossilien
Tiere wählen den für sie am besten geeigneten Lebensraum aus, bestimmbare Fossilien eines Gesteins können dem Geologen daher verraten, unter welchen Bedingungen das Gestein gebildet wurde. Man weiß beispielsweise, dass der Zweischaler Scrobicularia nur in sauerstoffarmem Schlamm lebt. Findet man nun in einem Schieferton das Fossil dieser Meeresmuschel, dann ist erwiesen, dass dies Gestein in einer sauerstoffarmen Umgebung abgelagert wurde. Die meisten Lebewesen reagieren empfindlich auf Änderungen der Umweltbedingungen. Wenn sich Fossilien in einer Sedimentserie also nicht in allen Schichten finden lassen, deutet das auf eine Veränderung der seinerzeitigen Umwelt hin. Ebenso wichtig ist der Erhaltungszustand der Fossilien. Sind die Hartteile zerbrochen und sortiert, so bedeutet das, dass die abgestorbenen Tiere wahrscheinlich durch Strömungen hinweg getragen wurden, manchmal gelangen sie dadurch in eine ihnen fremde Umgebung. Befindet sich andererseits ein Tier offensichtlich in seinem ursprünglichen Lebensraum, z. B. ein Grabtier in seiner Höhle oder sesshafte Organismen auf ihrem spezifischen Untergrund, dürfen die Ablagerungsbedingungen entsprechend rekonstruiert werden. Gelegentlich werden auch »verschleppte Fossilien« gefunden. Dies ist der Fall, wenn Fossilien aus dem ursprünglichen Gestein erodiert wurden und mit anderen Bestandteilen ein neues Sedimentgestein aufgebaut haben. Ihre Deutung führt leicht zu falschen Schlussfolgerungen. Die Zusammenstellung eines Gesamtbildes
Nach der Analyse der vielfältigen Ausbildungsformen sedimentärer Gesteine muss der Geologe versuchen, ein Gesamtbild zu erstellen. Manche Merkmale sind verwirrend und oft nur schwer zu interpretieren, andere sind kaum zweifelhaft. So ist das Querprofil einer Serie, die von Kalken zu Schiefern und Sandsteinen überleitet, ein Zeichen dafür, dass das Meer von den Sedimenten eines Flusses zurückgedrängt wurde. Vereisungsperioden sind unter anderem an den von den Gletschern geriefelten Gesteinen zu erkennen. Auch Tillite (eiszeitliche Ablagerungen) kann man anhand ihrer eckigen und völlig unsortierten Gesteinsbruchstücke einwandfrei identifizieren. Die mit all diesen Fragen befasste Paläogeographie ist ein Zweig der Historischen Geologie. Sie sucht die Verteilung von Land und Wasser in den vergangenen Zeiten der Erdgeschichte zu erhellen. Die Ergebnisse der sedimentären Untersuchungen erlauben dem Paläogeographen, Karten anzufertigen, die ein anschauliches Bild der Erde in ihren verschiedenen Epochen vermitteln. Nicht selten sind jedoch die Informationen so spärlich, dass die Karten nur auf Mutmaßungen beruhen. Immerhin wird dank der paläogeographischen Forschungsergebnisse deutlich, welch große Veränderungen auf der Erde stattgefunden haben. Es gibt keine Region, die beispielsweise von den Vorgängen des Gesteinszyklus nicht betroffen wäre. In manchen Gebieten wird die komplizierte erdgeschichtliche Entwicklung allerdings wohl nie restlos aufgeklärt werden.

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Info 22.11.2017 17:40
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