Hinter der Fassade Spitzenforschung und vor der Fassade Citizen Science, ein kleine Umrundung des Forschungsinstitutes auf der Suche nach Leitfossilien
Jura-Kalkstein
ist ein hellgelber bis blaugraues detritisches (locker, mineralisch) Sedimentgestein (Ablagerungsgestein) aus der oberen Weißjura.
Es ist ein sogenanntes biogenes, monomineralisches Gestein und besteht somit zum Hauptmengteil (ca.95%) aus dem Mineral Calcit und/oder Aragonit. Die Nebenmengteile nehmen gerade einmal bis zu 5 Prozent der mineralischen Zusammensetzung ein und sind Tonminerale, Limonit, Quarz, Glimmer, Siderit, Feldspat und Dolomit.
Eine Besonderheit sind die enthaltenen Fossilien.
Fun Fact: Die Namensgebung Jura-Marmor, Jurakalk bzw. Jura-Kalkstein oder auch Treuchtlinger Marmor sind eigentlich irreführend. „Marmor“ ist ein metamorphes Gestein und kein Sedimentgestein, wird aber mit der marmor-ähnlichen Optik begründet und weil das Natursteingewerbe jeden Stein der mit Kleesalz polierbar ist als Marmor einordnet.
Jura Kalkstein beschreibt Kalkstein, dieser steht für den Stein eines ganzen Erdzeitalters, also auch nichts genaues.
Entstehung
Kalkhaltige Überreste von unterschiedlichsten Meereslebewesen (Krebse, Mollusken, Brachiopoden, Foraminiferen und Korallen) liefern nach dem Ableben die Basis für Kalkstein.
Immerwährendes Aufstocken dieses Materials als Ablagerungen in Schichten hat die Sedimente verdichtet und entwässert. Infolge von tektonischen Vorgängen (Verladen und Hebungen) gelangte das Gestein an die Erdoberfläche und bildete bis zu 50 Meter mächtige Ablagerungen, die in Steinbrüchen abgebaut werden.
Fossilien
Fossil: lateinisch: fossilis, ausgegraben, Fossilien sind versteinerte Überreste von vorzeitlichen Pflanzen, Tieren (Körperfossilien) oder aber auch Zeugnissen (Trittsiegel oder Exkremente) Ihrer Aktivität (Spurenfossilien), aus vergangenen Erdzeitaltern (älter als 10.000 Jahre).
Fun Fact: Auch Milliarden Jahre alte Exkremente zählen zu den Fossilien
Entstehung von Fossilien
Die Entstehung von Fossilien nennt man Fossilisation, die Wissenschaft die sich mit Fossilien beschäftigt Paläontologie.
Die Fossilisation ist ein komplexer Vorgang der aus 5 aufeinanderfolgende Phasen (Tod; Zersetzung: Verwesung (aerob), Fäulnis (anaerob), Mumifikation (abiotisch), Inkohlung (anaerob); Einbettung; Entgasung; Diagenese und Metamorphose) besteht
Die Reihenfolge der Phasen sind je nach Gegebenheit und auch in wiederholter Form möglich. So kann es passieren, dass ein Organismus direkt nach seinem Tod eingebettet wird oder durch die Einbettung erst zum Tode kommt, wie zum Beispiel in Bitumen, Eis oder auch Treibsand.
Auch eine Freilegung lange nach einer Einbettung um dann zu verwesen und wieder eingebettet werden zu werden ist realistisch, zum Beispiel von einem Gletscher freigegeben, von Makroorganismen befallen und dann in Sediment eingebettet um zu fossilisieren.
Fun Fact:
Die ältesten Fossilienfunde werden auf 3,4 -3,7 Milliarden Jahre geschätzt (Mikrofossilien/Bakterienart)
Die Bezeichnung „Versteinert“ ist nicht wörtlich zu nehmen, denn nicht jedes Fossil ist mineralisiert und somit eine Versteinerung.
Einteilung von Fossilien
Körperfossilien
bezeichnet die Paläontologie Fossilien die auf ganze Körper oder einzelne Körperteile zurückgehen, sie werden in 4 Größen differenziert.( Makrofossilien(mit bloßem Auge sichtbar), Mesofossilien (mit Lupe), Mikrofossilien (mit Lichtmikroskop) und Nannofossilien (mit Elektronenmikroskop)
Spurenfossilien
Spurenfossilien oder Ichnofossilien sind vor allem „Hinterlassenschaften“ die durch Tätigkeiten von Lebewesen erzeugt wurden.
Hierzu zählen zum Beispiel: Trittsiegel, Fährten, Grabgänge aber auch Bohrspuren in Holz oder Kalksteinen, Fraß- und Weidespuren (Bissmarken), Eierschalen, Verdauungsrückstände, Gewölle, Speiballen
Leitfossilien
Eine relative Altersbestimmung von Gesteinsschichten kann über Leitfossilien oder auch Orthostratigraphen vorgenommen werden, sie sind also Zeitmarken und Umweltzeugen.
Ammoniten (Ammonoidea)
sind ausgestorbene Kopffüßler (mit 1.500 Gattungen sehr formreich, Arten ca. 30.000 – 40.000)
Die Größe lag bei ausgewachsenen Tieren zwischen 1 cm bis 30cm, die größte bekannte Art erreichte jedoch 1,80 m Schalendurchmesser.
Ihr erstes Auftreten im Unterdevon bis zum Ende der Kreidezeit (350 Millionen Jahre) macht sie zu einem der bedeutendsten und bekanntesten Fossilien
Ein Ammonitengehäuse besteht größtenteils aus Calciumcarbonat
Neueste Untersuchungsergebnisse deuten auf ein Erreichen eines Alters von bis zu 200 Jahren hin.
Bei der Schale von Fossilien wurden wiederkehrende Muster im Verhältnis von Sauerstoff und Kohlenstoffisotopen festgestellt, daraus schlussfolgerten die Wissenschaftler, dass die Muster die Jahreszyklen und der regelmäßige Methanfluss des Meeresbodens zugrunde liegen könnten. Die Anzahl der Musterwechsel ist außerdem identisch mit der den Rippungen des Schalenbogens, die sich bei modernen Nautiloden im Lauf eines Jahres bilden.
Fun Fact: Ammoniten waren im Inneren mit einem Kammersystem ausgestattet, das durch ein Verbindungsschlauch verbunden war. Damit konnten die Ammoniten Luft in die einzelnen Kammern pumpen und nach dem Prinzip eines U-Bootes im Meer auf- und abtauchen.
Belemniten (Belemnoidea)
sind ebenfalls Kopffüßler (Cephalopoda), sie lebten vom Unterkarbon bis zum Ende der Kreidezeit (292 Millionen Jahre) und Ihre Skelett-Elemente (Rostren) werden im Volksmund auch „Donnerkeile“ oder „Teufelsfinger“ genannt. Sie erinnern in Ihrem Aussehen an heutige Tintenfische (Kalamare), hatten 10 Fangarme jedoch keine Saugnäpfe sondern Haken.
Sie lebten wahrscheinlich „schwimmend“ (nekton) in Schwärmen nahe der Wasseroberfläche im Küstenbereich der Meere.
Fun Fact: Aufgrund der Ähnlichkeit zu Geschossen hielt man Massenvorkommen von Belemniten im vergangen Jahrhundert anfangs für Überreste von Schlachtfeldern. Die Bezeichnung „Belemniten-Schlachtfeld“ wird noch immer von manchen Autoren für Massenvorkommen verwendet.
Korallen (Corallium)
sind sesshafte (sessile) in Kolonien lebende Nesseltiere.
Sie gehören zur Klasse der Blumentiere, und leben ausschließlich im Meer, insbesondere im Tropenbereich. Es wird zwischen Weichkoralle und Steinkorallen unterschieden, wobei wie der Name erahnen lässt die Steinkoralle durch Einlagerungen von Kalk harte Skelette bildet. Fortwährende Überwucherungen von abgestorbenen Skelettmaterial durch neue Korallenkolonien lassen große Korallenriffe entstehen. Der Prozess der Riffbildung hat eine große Bedeutung für die Geologie, da enorme Mengen an Kalkstein gebildet wird.
Fun Fact:
Die großen Korallenriffe gelten als die ältesten lebenden Tiere der Welt. Ihre Lebensdauer beträgt 541 bis 485,4 Millionen Jahre.
Die Fortpflanzungsmethoden variieren je nach Art, einige produzieren gleichzeitig Spermien und Eier (Hermaphroditen ), andere bilden Kolonien nur eines Geschlechts (Gonokokken ) und wieder andere vermehren sich, indem sie große Mengen an Eiern und Spermien in das umgebende Wasser ausstoßen (Korallenlaichen)
Schwamm (porus)
leben alle im Wasser und kommen in allen Meeresgewässern vor, nur wenige Arten können im Süßwasser leben.
Sie sind vielzellige Organismen, ohne ausgebildete Organe oder Neuronen. Sie bestehen aus einem Gerüst aus Platten und Skelettnadeln
Schwämme leben sesshaft (sessil), bevorzugt auf Hartboden und ernähren sich durch Filtration. Sie können eine Größe von 2 Millimeter bis über 3 Meter Höhe erreichen
Fun Fact: Bis 2016 waren 3 Arten als fleischfressend bekannt, 2017 wurden bei einer Tiefseeexpedition von Forschern in einer Tiefe von 2000 bis 4000 m 17 weitere neue fleischfressende Schwammarten entdeckt
Holz (Dentrolith)
Durch Auswaschung von Sedimenten bedeckten organischen Bestandteilen und Ersetzung durch Mineralien (Chalcedon, Jaspis selten Opal) entsteht versteinertes Holz.
Je feiner das umgebende Sediment bei der Verkieselung ist, desto mehr Details und Strukturen lassen sich im Holzfossil nach Abschluss noch erkennen, mitunter sogar offengelegte Gänge oder Höhlen von Lebewesen.
Die schier unendliche Form und Farbfülle von versteinerten Holz lässt sich auf die verschiedenen Mineralien zurückführen die bei der Verkieselung in Frage kommen (z.B. Dolomit, Pyrit, Galenit, Hämatit, Apatit, Calcit, Fluorit oder Opal)
Fun Fact: Lagerstätte für versteinertes Holz ist z.B. der Pertified-Forest-Nationalpark mit bis zu 65 Meter lange und 3 Meter dicken Baumstämmen
Brachiopoden (Brachiopoda)
sind Armfüßer die ausschließlich meereslebenden, sesshaft (sessil) mit zweiklappigem Gehäuse und Fangarmen (Tentakel) sowie einem Stiel zum Festklammern. Die größten fossilen Schalen erreichten bis zu 30 cm breite. Armfüßer sind typische Filtrierer, sie filtern Ihre Nahrung also aus dem Wasser heraus. Obwohl äußerlich den Muscheln ähnlich sind mit diesen nicht verwandt.
Sie bestehen äußerlich aus zweiklappigen Schalen (Dorsalschale (Obere) = Armklappe und Ventralschale (Untere) = Stielklappe) ) wobei die untere Schale meist größer als die Obere ist.
Fun Fact: Die größten heute noch lebenden Armfüßer erreichen nur noch eine Schalenbreiten bis sieben Zentimeter
Trilobiten (Arthropoda)
sind küstennahe, meeresbewohnende Gliederfüßer, mit einem gegliederten Körperbau und vielen koordiniert arbeitenden Spaltbeinen.
Trilobiten bestehen immer aus 3 verlaufenden Loben (Spindellobus in der mitte und den beiden pleuralen Loben (Lappen) links und rechts) die namensgebend für diese Tiere sind.
Transversal werden Trilobiten ebenfalls in 3 Glieder (Kopfschild, Thorax und Schwanzschild). Das größte bisher bekannte Trilobit hatte mehr als 70 cm Länge.
Fun Fact: Die ausgestorbene Klasse Trilobita besteht aus mehr als 15.000 Arten und jedes Jahr werden weitere gefunden. Ihre Vielfalt macht die Trilobiten zur divergentesten Gruppe
Schnecken (Gastropoda)
sind schneckenartige sowie nacktschneckenartige wirbellose (ohne Rückgrat) Weichtiere (Mollusca). Ihre Körpergrößen variieren von gerade mal 0,5 mm bis hin zu über 90 cm.
Ihr Lebensraum erstreckt sich von Süß-, Brack- und Meerwasser bis hin zu an Land lebenden Arten.
Ihre Artenvielfalt reicht von fleischfressend, pflanzenfressend, Aasfressend über Schwebe- und Sinkstofffressend (Detritus) bis hin zu Raubtieren.
Fun Fact: Je nach Größe und Element bewegen sich Schnecken zwischen 10 cm/h (Bananenschnecke) und 7 Km/h (Wattschnecke)
Foraminiferen (Foraminifera)
sind einzellige zumeist gehäusetragende Urwesen (Protisten). Ihr Lebensraum erstreckte sich vom Meeresboden in Küstennähe bis in die Tiefsee, einige wenige Arten lebten im Süßwasser.
Nur ein kleiner Teil lebt schwebend im Wasser (planktisch). Sie können eine Alter von mehreren Monaten bis hin zu einigen Jahren erreichen. Die ein- oder mehrkammerigen, außerordentlich formenreichen Lebewesen können zwischen nur 40 Mikrometern bis zu 20 Zentimeter werden
Fun Fact: „Foramen“ = Öffnung, „mini“ = klein und „ferre“ = tragen, somit bedeutet der Name: Kleine Öffnung tragend.
Mineral
Das Mineral Quarz (chemische Formel: SiO2) ist kein eigenständiges Mineral, sondern eine Quarzgruppe, die sich durch gleiche chemische Zusammensetzung und vergleichbare Eigenschaften auszeichnen.
Quarze werden der Größe der ausgebildeten Kristalle unterschieden in:
- mikrokristalline Quarze
- makrokristalline Quarze
- amorphe Quarze)
Geode (Geowissenschaftlich)
ist ein rundlicher Hohlraum, der durch eine einheitliche Gesteinsaußenschicht begrenzt ist und/oder die durch verschiedenen geologische Prozesse entstandene Füllung mit mineralischer bzw. fossiler Substanz. Hierbei unterscheidet man:
- Restholraum bei der Füllung mit Kristallen = Druse
- vollständig Füllung mit Kristallen = Mandel
Entstehung von Geoden
Innerhalb eines Lavastroms lösen sich Bestandteile und bilden kleine Gasbläschen, im heißen Kern der Lava sind diese noch beweglich und verbinden sich auf Ihrem Weg an die Oberfläche zu größeren Hohlräumen. In den schneller abkühlenden Randbereichen fixieren sie und bleiben in einer rundlichen oder linsenartigen Form. Da Lavaströme während Ihrer Abkühlung noch lange fließfähig bleiben werden die Blasen in die Länge gezogen und erreichen dabei tropfen- oder mandelähnliche Formen.
Bei weiterer Abkühlung kondensiert das Gas in den Blasen zu aggressiven, teilweise wässrigen Lösungen die das umgebende Gestein angreifen. So entstehen erste Mineralfüllungen, weiter folgen hydrothermale Vorgänge sowie vulkanische und tektonische Prozesse die die Hohlräume füllen (Ein Prozess von mehreren zehn bis hundert Millionen Jahren).
Während der Ausfällung (ausgelöst durch ph-Wert-Unterschiede) aus Porenwasser und Fließgewässer um einen aus organischen Resten bestehenden Sedimentationskeim, ausgelöst um den Kristallisationskeim der dabei meist fossilisiert wird. Das ausgefällte Material unterscheidet sich meist vom Mineralbestand der unmittelbaren Umgebung. Die Anlagerungen spiegeln meist wechselnden Ablagebedingungen in der Gesteinsbildung wider. Häufig entstehen hierbei Toneisengeoden, Karbonatminerale, Pyrit und verschiedene Quarz-Varietäten
Fun Fact: Bergkristalle wurden lange Zeit für versteinertes Eis gehalten, also „fossiles Eis“ 
Aufgaben
Um diesen Earthcache loggen zu können, beantwortet uns bitte folgende Fragen mit eigenen Worten:
Ihr könnt sofort loggen, sollte etwas falsch sein, melden wir uns bei euch.
1. Jeweils an der nördlichen, westlichen und südlichen Seite des Institutes findest du, die auf den Fotos 1-3 markierten Stellen, jeweils ein (ggf. mehrere) Leitfossil. Bild 1 | Bild 2 | Bild 3
Bestimme dieses und beschreibe es mit eigenen Worten (Name, Größe und Ausrichtung im Gesten(Lage zur Schnittkante))
2. Anhand der in Frage 1 bestimmten Leitfossilien benenne das Erdzeitalter aus dem die Fossilien und der Stein stammt.
3. An den Punkten auf dem Foto 1 und Foto 4 findet Ihr kristalline Strukturen. Beschreibe ob diese Kristalle sedimentär oder magmatisch entstanden sind, begründe deine Entscheidung
4. Foto, mache ein Foto von dir, mit einem Fossil deiner Wahl.
Quellen: Wikipedia, Farbatlas Fossilien, Steine und Minerale.de
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