Deutschland im Tertiär:
Das Land ist geprägt von ausgedehnten Sumpfwäldern, aus denen später die deutschen Braunkohlereviere entstehen sollten. Zu den hier häufig vorkommenden Baumarten zählte damals auch die Echte Sumpfzypresse, Taxodium distichum, die heute noch in Nordamerika beheimatet ist und inzwischen ihren Weg zurück nach Europa gefunden hat, allerdings als Parkbaum.
Hier wurde auf einem kleinen abgetrennten Areal im Vörder See ein Ökosystem rekonstruiert, das zeigt wie es vor vielen Millionen Jahren im Tertiär in Deutschland ausgesehen haben könnte. Die hier gepflanzten Sumpfzypressen zeigen die typischen [a] A _ _ _ _ _ _ _, die sie bei einem Standort in seichtem Gewässer ausbilden.
Auch so könnte der Wald im Tertiär in Deuschland ausgesehen haben:
Bei der Grafik handelt es sich um eine Rekonstruktion des tertiären (oder jungtertiären oder miozänen) Urwaldes von Wischgrund bei Lauchhammer/Niederlausitz, deren Nutzung mir freundlicherweise gestattet wurde.
Bei diesem Projekt, dem Niederlausitzer Tertiärwald, ist ein kompletter Tertiärwald mit heutigen Gehölzen im Cottbuser Spreeauenpark nachgestaltet worden.
Quelle: https://www.nvn-cottbus.de/tertiaerwald/
Es gibt 2 verschiedene Möglichkeiten, wie die Reste von abgestorbenenen Bäumen über Jahrmillionen erhalten bleiben. Der deutlich bekanntere ist die Inkohlung, hierbei sind die riesigen Kohlelagerstätten entstanden. Aus den Sumpfwäldern des Tertiärs ist zum Beispiel das Rheinische Braunkohlenrevier hervorgegangen. Alternativ können Bäume auch durch Verkieselung versteinert werden und so für Jahrmillionen erhalten bleiben. Ein Beispiel hierfür ist hier vor Ort ausgestellt. In Deutschland ist hier zum Beispiel der versteinerte Wald in Chemnitz hervorzuheben, der durch die im Auswurfmaterial des Zeisigwald-Vulkans enthaltene Kieselsäure zu Fossilien geworden ist.
Inkohlung:
Im Zuge der Entkohlung ist im Laufe von Jahrmillionen aus abgestorbenen Pflanzenresten die Kohle entstanden, die zu einer der Grundlagen der industriellen Revolution geworden ist.
Hierbei werden verschiedene Stadien durchlaufen, in denen zunächst in Mooren Torf entsteht, der sich beim Fortschreiten dieses Prozesses (der sogenannten Inkohlung) über Braunkohle zu Steinkohle und schließlich Anthrazit-Kohle und teilweise sogar Graphit entwickelt. Dieser Prozess läuft zumindest großteils anaerob, dass heißt unter Sauerstoffabschluss ab. Zunächst ist das abgestorbene Pflanzenmaterial von Wasser bedeckt (in den Mooren) und wird schließlich im Laufe von Jahrmillionen von immer neuen Sedimentschichten bedeckt und verdichtet. Weitere Jahrmillionen später bringen geologische Vorgänge diese Kohlelagerstätten (die sogenannten Kohleflöze) dann wieder in die Nähe der Oberfläche, wo Sie von den Meschen entdeckt und abgebaut wurden und werden.
Man muss hierbei verschiedene Phasen der Inkohlung unterscheiden:
Während der bioschemischen Phase, in der es zur Vertorfung kommt, wandeln verschiedene Pilze und teils aerobe, teils anaerobe Bakterien die wichtigen Holzbestandteile Cellulose und Lignin in Huminstoffe um, das sind hochmolekulare Stoffe des Humusbodens die als erstes mehr oder weniger stabiles Abbauprodukt aus der Materie von toten Lebewesen entstehen. Einen wichtigen Teil der Arbeit übernehmen dabei kleine Tiere, wie zum Beispiel Ameisen oder Regenwürmer, die einen großteil der mechanischen Vorarbeit übernehmen und die tote Materie weiter zerkleinern.
Dieser Prozess kann sich mehrfach wiederholen, so dass übereinanderliegende Torfschichten entstehen. Im Zuge dieser Phase nimmt der Kohlenstoffgehalt der Trockenmasse von ca. 40 % auf über 60 % zu.
Im Zuge von Sedimentüberdeckung (zum Beispiel durch Flüsse oder Meere) und damit einhergehender Absenkung sowie dem Ansteigen der Temperatur geht dies in die geochemische Phase über.
In dieser Phase der Inkohlung nimmt der Wassergehalt immer weiter ab. Am Anfang, dem Übergang von Torf zu Braunkohle, sind es noch 75% während es an der Grenze von Braunkohle zu Steinkohle nur noch 10% sind.
Während der geochemischen Phase wird der Torf zunächst immer weiter entwässert und komprimiert (das Porenvolumen nimmt ab) und zu sogenannter Weichbraunkohle. Die chemischen Prozesse, die hierbei ablaufen werden dabei hauptsächlich von der Höhe der Temperatur und der Dauer ihres Einwirkens gesteuert. Hierbei ist vor allem die natürliche Wärme im Erdinneren die im Zuge der fortschreitenden Absenkung des zukünftigen Kohleflözes zunimmt für die steigende Umwandlung zu Braunkohle verantwortlich. Bereits in einer Tiefe von 3 bis 5 km kann die Temperatur 200 – 300°C betragen.
In dieser Phase wird auch der Abbau von Zellulose und Lignin abgeschlossen womit der Übergang zur Steinkohle erreicht ist. Dabei werden auch andere Stoffe wie Wachse und Harze zunehmend in die Umwandlung einbezogen. Hierbei findet eine zunehmende Abgabe von Gasen (hauptsächlich Methan) statt und durch verschiedene chemische Prozesse, die hier nicht näher erläutert werden sollen wird das Ende des sogenannten amorphen Stadiums erreicht. Dabei wird bei weiterer Wärmezufuhr und jetzt auch erheblichem Druck die metamorphe Umwandlung mit Mineralisation des Kohlenstoffs in den aus reinen Kohlenstoff-Sechserringen bestehenden Graphit erreicht.
Verkieselung:
Der Vorgang der Verkieselung wird auch Silifizierung genannt. Dabei wird ein natürlich vorkommendes mineralisches oder organisches Material mit mikrokristallinem Silizium imprägniert bzw. zu diesem umgewandelt.
Der Ausdruck leitet sich von dem Wort der Kieselsäure ab, womit verschiedene in Wasser gelöste Formen von Siliziumdioxid gemeint sind.
Als Verkieselung kann man den Austausch bzw. die Verdrängung von vorhandenen Mineralen durch das SiO2 durch Auflösung desselbigen bei gleichzeitiger Ausfällung von SiO2 bezeichnen. Je nachdem, welche Elemente in geringer Form noch mit eingelagert werden, ergeben sich unterschiedliche Farben. Rotbraune Verfärbungen zum Beispiel deuten auf das Vorhandensein von Eisen (Fe) hin, bläuliche Verfärbungen könnten auf Kobalt (Co), grünlich auf Chrom (Cr) oder Kupfer (Cu) hindeuten.
Für diesen EC von Interesse ist der Vorgang der Verkieselung von organischem Material, damit ein versteinerter Baumstumpf wie er vor Ort zu finden ist entstehen kann. Dafür müssen die Mikroorganismen die sonst zum Abbau, und bei den passenden Bedingungen zur Vertorfung und Inkohlung führen würden an der Arbeit gehindert werden. Dies geschieht durch Sauerstoffabschluss. Dies passiert zum Beispiel wenn ein toter Baum in einem Fluss abtransportiert und dann auf einer Sandbank schnell von Sediment überlagert wird.
Damit es zur Entstehung eines ganzen versteinerten Waldes kommt muss etwas mehr geschehen. Hier ist eine häufige Ursache ein Vulkanausbruch, bei dem die Bäume von der hinausgeschleuderten Asche luftdicht verpackt werden. Wenn nun Wasser durch die Ascheschicht hindurchsickert und mit in ihm gelösten Stoffen den eingebetteten Baumstumpf „durchfließt“ kann es zum Vorgang der Verkieselung kommen und ein versteinerter Baum entsteht.
Quellen: de.wikipedia.org/wiki/Inkohlung
de.wikipedia.org/wiki/Inkohlung
geodz.com/deu/d/Inkohlung
Fragen:
Nun zu Euren Aufgaben, ein Teil kann/muss vor Ort gelöst werden, für einen Teil bedarf es des genauen Lesens des Listings
A) Vor Ort seht ihr einige Exemplare der Echten Sumpfzypresse, beschreibt mir das untere Ende des Stammes.
Optional: Wie nennt man das markante untere Ende der Echten Sumpfzypresse, das sich ausbildet, wenn sie in seichtem Gewässer steht? Den Anfangsbuchstaben findet ihr im Listing.
B) Inkohlung: Wie lautet der Beiname des Tertiärs laut den Angaben auf der Infotafel zur urzeitlichen Waldanlage und aus welchem Zeitalter stammen die Steinkohlevorkommen die wir heute finden? Hierfür interessiert mich sowohl der auf der Infotafel genannte Name des Zeitalters im Erdaltertum als auch wie lange das circa her ist.
C) Verkieselung: Hier ist ein echt großes fossiles Fundstück ausgestellt. Anhand der Struktur solltet Ihr erkennen können, ob der Baum stehend oder liegend ausgestellt wird. Beschreibt mir Eure Beobachtung. Außderdem sind einige recht deutliche Verfärbungen am Baumstamm zu erkennen. Auf welches Element könnten diese Verfärbungen zurück zu führen sein?
D) Natürlich optional: Wir würden uns wie die meisten Owner sehr über ein Foto von euch vor Ort freuen. Es herrscht freie Motivwahl.
Ihr könnt natürlich loggen, sobald die Antworten abgeschickt wurden, wo es was zu korrigieren gibt werden wir euch das mitteilen. Logs ganz ohne Antworten werden nach einer ersten freundlichen Erinnerung dann nach 1-2 Wochen kommentarlos gelöscht.