Holz oder Stein? EarthCache
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(other)
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Danke an goofy0110 fürs Zeigen der Location und die dadurch entstandene Cache-Idee!
Ihr benötigt einen Zollstock, Bandmaß o.ä. für diesen Cache!
Wie jede Naturwissenschaft hängt auch die Geologie mit anderen Wissenschaften zusammen, in diesem Fall mit der Biologie. Dieser Cache führt euch in die Wuhlheide. Was hier auf den ersten Blick aussieht wie ein Stück Baumstamm, entpuppt sich bei näherem Hinsehen als Stein, allerdings mit deutlich erkennbaren Holzstrukturen. Es gibt Bäume aus Stein, die in allen Farben schillern und viele Millionen Jahre alt sind. Für Wissenschaftler sind sie deshalb wichtige Zeugen der früheren Pflanzenwelt. Ein Schild daneben erklärt, dass es sich um ein Dadoxylon aus Chemnitz handelt.
Dadoxylon? Noch nie gehört...
Seit Jahrmillionen gibt es Bäume auf der Erde. Viele unterschiedliche Arten entwickelten sich, und viele sind auch wieder verschwunden. Laut Schild handelt es sich hier um den versteinerten Stamm eines solchen fossilen Nadelbaumes. Dadoxylon sind ausgestorbene baumförmige Samenpflanzen und relativ nah mit den Koniferen verwandt. Sie konnten mehr als 20 Meter hoch werden und lebten in der Zeit des Perm, also zusammen mit den Vorfahren der Dinosaurier.
Baumscheiben von Dadoxylon im Querschnitt (Abb. petrified-wood.de)
Doch wie wird eigentlich Holz zu Stein?
Versteinertes Holz ist ein Sedimentgestein, welches aus abgestorbenem, jedoch nicht verrottetem Holz entstand. Wenn ein Baum stirbt, dann wird sein Holz normalerweise mit der Zeit von Bakterien und Pilzen zersetzt – es verrottet. Doch die Mikroorganismen brauchen Sauerstoff für ihre Arbeit. Fehlt dieser, kann das Holz bei den richtigen Bedingungen zu einem Fossil werden. Um „zu Stein“ zu werden, darf also keine Luft zum Holzstück gelangen. Dies ist zum Beispiel der Fall nach einem Vulkanausbruch. Mit den früher reichlichen Vulkaneruptionen verbunden waren bis zu 1.000 °C heiße Auswürfe von Asche, Flüssigkeiten und magmatischen Gesteinen (Pyroklastika). Das vulkanische Material war von zerstörerischer Kraft; in der näheren Umgebung wurden alle Bäume und Pflanzen entwurzelt, abgebrochen oder aufrecht stehend mit Pyroklastika überdeckt. Unter der Asche- und Gesteinsdecke wurde die Fauna förmlich isoliert – Verwesungsvorgänge konnten aufgrund von Sauerstoffmangel nicht stattfinden. Stattdessen bewirkten zirkulierende, kieselsäurehaltige Lösungen, dass die Zellstruktur der Pflanzen verkieselte, das heißt, die Zellsubstanz wurde durch Minerale ersetzt. Auch konnten abgestorbene Bäume in einem Fluss davongeschwemmt und irgendwann von Schlamm, Sand und anderem Sediment luftdicht bedeckt worden sein. So eingepackt lagen die Bäume für lange, lange Zeit. Wasser sickerte durch den Boden und transportierte in ihm gelöste Stoffe, zum Beispiel verschiedene Mineralien. Es durchfloss so auch den eingebetteten Baumstamm, und das Holz „sammelte“ die Mineralien aus dem Wasser in seinen Zellen. Das wichtigste Mineral bei diesem Vorgang ist Siliziumdioxid. Es füllt die Poren des Holzes auf und „verkieselt“ dieses. Doch auch andere Mineralien sind beteiligt und verantwortlich für die schönen Farben des versteinerten Baumstamms. Eisenoxide zum Beispiel färben das Holz rot, gelb oder braun, Kobalt und Chrom geben ihm eine blaue oder grüne Farbe und Fluorit sorgt für eine violette Färbung. Nach und nach wurde so das organische Holz durch anorganische Mineralien ersetzt und damit versteinert.
Auf der Abbildung sehr ihr den Querschnitt eines Nadelbaumes mit seinen Strukturen. Unter der Rinde befindet sich das jüngere, hellere und weichere Splintholz. Es ist physiologisch aktiv und versorgt den Baum mit Wasser und Nährstoffen. Darunter befindet sich das physiologisch nicht mehr aktive und dunklere Kernholz. Deutlich erkennbar sind die Jahresringe. Diese entstehen durch abwechselnde Wachstums- und Ruhezeiten des Baumes, wie bei den Jahreszeiten oder Trockenzeiten.
Die Geschwindigkeit der Kristallisation ist abhängig u.a. von den Druck- und Temperaturbedingungen. Je langsamer dieser Prozess vonstatten geht , desto besser bleibt die Struktur des Holzes, auch mit den Jahresringen, erhalten. So können Wissenschaftler herausfinden, zu welcher Art der Baum aus Stein gehört.
Der versteinerte Wald von Chemnitz
Fundstellen versteinerten Holzes gibt es auf der ganzen Erde. In Deutschland handelt es sich meist um Holz aus dem Tertiär oder wie hier um Dadoxylon aus dem Perm. Am bekanntesten ist der Versteinerte Wald bei Chemnitz, woher auch dieses Dadoxylon-Stück stammt.
Im Normalfall kommt es, wie oben beschrieben, nach dem Ableben von Pflanzen zur Zersetzung sämtlichen organischen Materials. Der Versteinerte Wald von Chemnitz ist ein gutes Beispiel, dass diese Verwesungsprozesse unterbunden werden können. Dass hier die Bäume über Jahrmillionen hinweg konserviert werden konnten, wird mit zahlreichen Vulkanausbrüchen in der weit zurückliegenden Vergangenheit begründet. Zur Zeit des Perms befand sich das heutige Chemnitz nicht nur am Äquator und war von tropischen Regenwaldpflanzen bewachsen, Chemnitz war zudem durch einen aktiven Vulkanismus geprägt. Bedingt durch tektonische Vorgänge kam es zu Vulkanausbrüchen in der sächsischen Stadt. Der Versteinerte Wald von Chemnitz konnte als steinerner Zeuge der Pflanzenwelt aus vergangenen Zeiten erhalten werden. Eine Besonderheit dieses "Versteinerten Waldes" ist die häufige Violettfärbung der Kieselhölzer, die durch eingelagerten Fluorit hervorgerufen wird.
Schaut euch das versteinerte Holz genau an und beantwortet dann bitte vor dem Loggen folgende Fragen:
1. Wie hoch ist der Dadoxylon-Stamm und wie alt ist er?
2. In der Struktur des versteinerten Stammes sind, im Vergleich zum daneben liegenden hölzernen Baumstamm, keine eindeutigen Jahresringe erkennbar. Hierfür kann es unterschiedliche Gründe geben. Nenne diese!
3. Gibt es anhand der Färbung des versteinerten Holzes Hinweise auf Fluorit- oder andere mineralische Einlagerungen?
4. Ihr erkennt außen am Stamm, dass ein Teil des Holzes am Rand abgebrochen ist. Hierbei könnte es sich um das ehemals weichere Splintholz des Nadelbaumes handeln. Messt die Stärke des anzunehmenden früheren Splintholzes dieses Stammes!
Schickt eine Mail mit euren Antworten an mich! Nach dem Absenden der Antworten könnt ihr gleich loggen. Falls etwas nicht in Ordnung ist, melde ich mich. Ihr braucht nicht die Logfreigabe abwarten! Ich wünsche euch viel Spaß bei dieser geologischen Entdeckungsreise!
Quellen: online.uni-marburg.de (Abb. Querschnitt Baum), petrified-wood.de, wikipedia, naturkundemuseum-chemnitz.de, simplyscience.ch, steine-und-minerale.de
Additional Hints
(No hints available.)