Hell Creek Formation - Die Weißen Steine

Lesedauer 14 Minuten

Die Hell Creek Formation liegt im nördlichen Westen der USA, genauer gesagt auf dem Gebiet der heutigen Bundesstaaten North Dakota, South Dakota und Montana. Sie wurde 1907 von dem Paläontologen Barnum Brown erstmals eingeführt. Brown benutzte den Namen in seiner Arbeit über geologische Aufschlüsse im Hell Creek Valley (zu deutsch: „Höllenschlucht-Tal“) nahe der Stadt Jordan in Montana, und an den darunterliegenden Nebenbächen des Missouri River. Es handelt sich um eine der ergiebigsten und berühmtesten Lagerstätten der Welt, aus der viele absolute Dino-Superstars der späten Kreidezeit stammen. Aber auch viele weitere, eher unbekannte Kreaturen lebten hier vor 66 Millionen Jahren.

Die Hell Creek Formation gehört zu den berühmtesten Fossillagerstätten der Welt, wo auch Fossilien von Dinosauriern gefunden wurden. Nicht zuletzt deshalb habe ich sie als Haupthandlungsort für meine Romanreihe Die Weißen Steine ausgewählt: weltberühmte Dinosaurier wie Tyrannosaurus, Triceratops, Pachycephalosaurus und Ankylosaurus nannten diese Gegend ihre Heimat. Diese Dinosaurier gehörten tatsächlich auch zu den letzten, die am Ende der Kreidezeit lebten. Als vor etwa 66 Millionen Jahren ein riesiger Meteorit auf der Erde einschlug, starben alle Nichtvogel-Dinosaurier aus.

Vor dem Meteoriteneinschlag war Hell Creek noch ein echtes Paradies, nicht nur für Dinosaurier. Anders als heute lag die Gegend auch noch am Meer. Ein mildes Subtropenklima sorgte für das ganze Jahr angenehm milde Temperaturen. Das weitläufige Flachland war geprägt von feuchten Bruchwäldern, die von breiten Flüssen durchzogen wurden. Weit im Westen gab es auch Gebirgshänge mit immergrünen Lorbeerwäldern. Heute gehört die Hell Creek Formation zu den am besten erforschten Fossillagerstätten der Welt. Mehrere Universitäten und Museen, sogar hier bei uns in Deutschland, führen dort nach wie vor Expeditionen und Grabungen durch. In einigen Gegenden sind Dinosaurierfossilien so häufig, dass sowohl Forscher als auch Touristen an einigen Aufschlüssen sogar eine Fundgarantie erwarten.¹

Interaktive Karte #1

Das Foto zeigt den Makoshika State Park, einen wichtiger Teil der Hell Creek Formation. Auf dem Bild ist auch deutlich die K-Pg-Grenzschicht zu erkennen. Bildquelle: GoogleMaps.

Geologie

Die Hell Creek Formation liegt über der (vor allem noch marinen) Fox Hills Formation und unter der bereits paläozänen Fort Union Formation. Ihre Sedimente sind stellenweise über 90 Meter mächtig.² Sie bildeten sich während des Maastrichtiums, vor 68 bis 66 Ma auf einer Küstenebene am Rand des Western Interior Seaways,³ einem großen Binnenmeer, das Nordamerika einst von Nord nach Süd komplett teilte. In den letzten zwei Millionen Jahren zog sich dieses Meer jedoch allmählich zurück und hinterlies eine maritime Sumpflandschaft.⁴ Heute finden sich deshalb hier vor allem Ton- und Sandsteine lakustrinen Ursprungs. Das bedeutet, sie haben sich vor allem in Seen, Teichen, Sümpfen und Flüssen gebildet. Im Nordwesten von South Dakota sind schwarze Schichten, die in Feuchtgebieten abgelagert wurden, reich an Kohle.⁵ Eine helle, bandartige Schicht aus Sand und Schlamm zeugt zudem von einer Flussaue.⁶⁷

Eine große Menge fossiler Blätter wurde an Dutzenden verschiedener Fundstellen entdeckt, was darauf hinweist, dass das Gebiet größtenteils von kleinen bis mittelgroßen Bäumen bewaldet war. Die Flüsse entwässerten das Land und mündeten in den Pierre Seaway, einen der drei noch übriggebliebenen Arme des einst riesigen Western Interior Seaway. Einige der östlichsten Ablagerungen der Hell Creek Formation entstanden daher auch in Küstensümpfen. Aus diesem Grund findet man hier nicht nur die Fossilien von an Land lebenden Dinosauriern, sondern auch die Überreste vieler Meerestiere.⁸⁹¹⁰¹¹

Oberflächenaufschlüsse der Hell Creek Formation finden sich in Montana, North Dakota und South Dakota, mit regionalen Äquivalenten in Wyoming und Colorado (USA) sowie im Süden von Alberta und Saskatchewan (Kanada).¹² Die Hell Creek Formation gehört zu den wenigen geologischen Einheiten weltweit, die terrestrische Umwelten direkt am spektakulären Ende der Kreidezeit dokumentieren. Sie ist berühmt für ihre Zeugnisse für das K–Pg-Massenaussterben, das an oder nahe der oberen Formationsgrenze liegt, sowie für ihre Wirbeltierfossilien, insbesondere der letzten Nichtvogel-Dinosaurier Nordamerikas.¹³¹⁴¹⁵¹⁶

Die Hell Creek Formation besteht in Montana aus vier zyklisch aufgebauten Ablagerungssequenzen, die über einer übergeordneten marinen Transgression liegen. Diese Zyklen korellieren regional mit gleichalten Schichten in den Dakotas und Kanada, wodurch die Sektion inzwischen präzise stratigraphisch gegliedert und neubewertet werden konnte.¹⁷Durch astronomisch kalibrierte Zyklenanalyse mariner Bohrkerne aus Atlantik und Indischem Ozean konnte die Sedimentabfolge des späten Maastrichtiums erstmals präzise mit den 405.000-Jahres-Schwankungen der Erdbahnexzentrizität verknüpft werden. Dadurch ließ sich die Zeitspanne bis zur Kreide-Paläogen-Grenze detailliert datieren, die nun auf etwa 66 ± 0,07 Millionen Jahre festgelegt werden kann.¹⁸Dies konnte auch durch Magnetostratigraphie-Untersuchungen aus Nordost-Montana bestätigt werden.¹⁹

Umfangreiche Grabungen in der oberen Hell Creek Formation von North Dakota erbrachten über 10.000 Wirbeltierfossilien. Sie zeigen auch, dass die Artenvielfalt bis unmittelbar vor die Kreide-Paläogen-Grenze stabil blieb. Dies schließt einen allmählichen Rückgang der Wirbeltierdiversität aus und legt nahe, dass das Aussterben am Ende der Kreidezeit sehr plötzlich erfolgte.²⁰²¹

Vorherige Studien auf Basis hochauflösender Profile entlang der Kreide-Paläogen-Grenze waren noch zu einem anderen Ergebnis gekommen. Sie konnten keine Sedimentabfolgen nachweisen, die kurzzeitige, biologisch katastrophale Aussterbeereignisse mit einer Dauer unter 100.000 Jahren eindeutig dokumentieren könnten. Damit erschien ein plötzlicher, global synchroner Nachweis für ein Massenaussterben in den geologischen Aufschlüssen methodisch sehr fraglich.²²²³Neue stratigraphische Analysen im Gebiet der Hell-Creek-Formation zeigen, dass die vermeintlichen „Übergangsfaunen“ der Bug-Creek-Schichten tatsächlich in paläozänen Kanälen auftreten, die in ältere Sedimente einschneiden. Damit erweist sich die Bug-Creek-Fauna als reworked und das kontinentale Fossilarchiv stimmt mit einem abrupten, katastrophalen Aussterben an der K–Pg-Grenze überein.²⁴Hochauflösende ⁴⁰Ar/³⁹Ar-Datierungen von Vulkanaschen in Montana kamen zum gleichen Ergebnis.²⁵

Das Ende der Kreidezeit und das darauf folgende Massenaussterben wurden jüngsten Studien zufolge durch einen gewaltigen Meteoriteinschlag verursacht. Doch schon lange vor der Entdeckung des Impakt-Beweises wurde die Grenze zwischen Kreide und Paläogen intensiv diskutiert. Frühere Untersuchungen in den Becken der Great Plains und Rocky Mountains zeigen, dass Fragen nach Ablauf und Ursachen des Massensterbens bereits vor über 90 Jahren kontrovers behandelt wurden.²⁶

Die Tanis-Fundstelle

Inzwischen herrscht über den Hergang der Katastrophe jedoch weitestgehend Klarheit. Zur Rekonstruktion des genauen Ablauf dieser Katastrophe haben erst kürzlich einige Studien an einem bemerkenswerten Fundort in der Hell Creek Formation entscheidend beigetragen. Die Tanis-Fundstelle in North Dakote hat sich dort offenbar direkt am verhängnisvollen Tag des Meteoriteneinschlags gebildet. Forscher beschrieben hier das chaotische Durcheinander von Fossilüberresten und eine Schicht aus Glastektiten, also Kügelchen aus geschmolzenen Gestein, das aus dem Auswurfmaterial beim Einschlag des Meteoriten entstand. Auch zugehörige Einschlagsspuren, die innerhalb von Minuten bis Stunden nach dem Einschlag abgelagert wurden, sowie Anzeichen einer gewaltigen Seiche-Welle (eine Springflut durch den gewaltigen Druck!) finden sich in Tanis.²⁷²⁸²⁹

Mehr über den Schicksaltags der Dinosaurier, die sogenannte Katastrophe von Chicxulub, erfährst du in diesem Video. Dieses habe ich in Zusammenarbeit mit Michael Kubi (Darwinator) erstellt.

Radiometrisch datierte Aschelagen zeigen, dass die lithostratigraphische Grenze zwischen Hell Creek– und Fort Union Formation in Montana nicht gleichzeitig entstanden. Damit erweist sich die K–Pg-Grenze als diachron: Teile der Hell Creek Formation reichen somit bis ins Paläozän, während einige Teile der Fort Union Formation noch kreidezeitlich sind.³⁰ Eine sequenzstratigraphische Analyse der Hell Creek Formation am Fort Peck Lake zeigt, dass die Ablagerungen in mehrere aufeinanderfolgende Transgressions- und Regressionseinheiten gegliedert sind, die von marinen über ästuarine bis zu fluviatilen Fazies reichen. Diese Gliederung ermöglicht es, Fossilfunde, darunter auch vollständige Exemplare von Tyrannosaurus, präzise in ihren sedimentologischen Kontext einzuordnen und ihre Erhaltung sowie Verbreitung stratigraphisch zu erklären. Das ist so nur in sehr wenigen anderen Fossillagerstätten möglich.³¹

Hell Creek- oder Lance Formation?

Wenn man im Grenzgebiet zwischen Montana, South Dakota und Wyoming unterwegs ist, kann es passieren, dass man einen Schritt über eine unsichtbare Linie macht und plötzlich in einer anderen Formation steht, nämlich in der Lance Formation. Geologisch verändert sich dabei natürlich nichts. Die Sedimente, Gesteine und Fossilien bleiben exakt dieselben. Was sich ändert, ist allein der Name, den Geologen für diese Schichten verwenden. Der Unterschied beruht nicht auf Gesteinsarten oder Altersunterschieden, sondern auf historischen Kartierungstraditionen.

Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts begannen Geologen, die oberkreidezeitlichen Sedimente in verschiedenen Regionen systematisch zu erfassen. In Montana wurde die Formation im Jahre 1907 von Barnum Brown nach dem Hell Creek beim Fort Peck Lake benannt, wo er auch seine berühmteste Entdeckung machte, nämlich das erste Skelett des Tyrannosaurus rex. Brown dokumentierte dabei erstmals Details der lokalen Geologie und erkannte die Hell Creek beds als eine eigenständige Einheit, unter anderem aufgrund des Fehlens signifikanter Lignitlagen, die im basalen Teil der darüberliegenden Fort Union Formation (damals als „lignite beds“ bezeichnet) reichlich vorhanden sind.³² Er beschrieb auch erstmals den markanten „Hell Creek Basal Sand“ sowie dessen variable Mächtigkeit.³³

Interaktive Karte #2

Eine weitere interaktive Karte, die einen Abschnitt nahe des Fort Peck Lake zeigt, bei Rock Creek Marina, unweit der Typuslokalität der Hell Creek Formation. Bildquelle: Sean R. Heavey/GoogleMaps.

Da Brown die Hell Creek-Schichten aber weder formell als eigenständige Formation definierte noch einen Typusaufschluss festlegte, wurde in der Forschung weitere 45 Jahre lang für die Vorkommen in Montana vor allem der ältere Name Lance Formation verwendet.³⁴ Erst 1952 wurde Hell Creek von Cobban und Reeside im Rahmen ihrer umfassenden Korrelation der späten Kreideschichten des Western Interior Basins als eigene Formation bezeichnet,³⁵ nachdem aber auch andere Forscher die Hell Creek Formation in South Dakota bereits als solche erwähnt hatten.³⁶ Cobban und Reeside legten jedoch ebenfalls keinen Typusaufschluss fest, und trotz des wachsenden Interesses blieb dieses Problem bis 2014 bestehen, als Hartman et al. endlich einen Lectostratotyp beschrieben.³⁷ In den letzten Jahren hat sich vor allem Fowler mit der Stratigraphie der Hell Creek Formation befasst und sie neu bewertet.³⁸

Karte der Aufschlüsse³⁹⁴⁰

Karte mit den Aufschlüssen der marinen **Pierre Shale**– und Fox Hills Formation, sowie der lakustrinen **Hell Creek**– und **Lance Formation** aus der obersten Kreidezeit, sowie der paläozänen **Fort Union Formation**, alle in den Williston- und Powder-River-Becken. Modifizierte Karte nach **Hartman (2002)**, aus dem als gemeinfrei gekennzeichneten Paper von **Denver Fowler (2020)**. Dort heruntergeladen am 18.10.2025.

Aus historischen Gründen verläuft heute die „Grenze“ zwischen Hell Creek– und Lance Formation also einfach entlang der Staatsgrenzen von Wyoming zu seinen Nachbarstaaten. Dies spiegelt natürlich keine geologische Realität wider, sondern ist eine reine Nomenklaturgrenze. Geologisch betrachtet handelt es sich aber um ein durchgehendes Ablagerungssystem, das einheitlich während der späten Kreidezeit entstanden ist. Viele Forscher sprechen daher lieber vom Hell Creek-Lance System, um Missverständnisse zu vermeiden.

Paläo-Klima

Das Klima war während des späten Maastrichtiums in der Gegend von Hell Creek mild und niederschlagsreich. Das wissen wir durch Blattuntersuchungen der floralen Zone Hell Creek I: Eine Analyse ergab eine mittlere Jahrestemperatur von 11,3–11,6 °C, eine mittlere Temperatur des wärmsten Monats von 20,1–20,5 °C und eine mittlere Temperatur des kältesten Monats von 2,6 °C bei einem mittleren Jahresniederschlag von 191–197 Zentimetern.⁴¹

Heutige Lage der Hell Creek Formation:

Lage: Montana, North Dakota, South Dakota (USA); äquivalente Fazies in Wyoming werden oft mit dazu gerechnet, aufgrund historischer Kartierungstraditionen aber als Lance Formation geführt. Tatsächlich bilden beide Formationen aber eine zusammenhängende stratigraphische Einheit.

Benannt: 1907 von Barnum Brown

Koordinaten heute: 46.9°N 101.5°W

Paläo-Koordinaten: 52.6°N 74.4°W

Alter: 68 – 66 Ma

Liegt unter: Fort Union Formation

Liegt über: Fox Hills Formation

Gruppe: Montana Group

Subeinheiten: Breien Member, Little Beaver Creek Member, Middle Sandstone Member, Pretty Butte Member

Paläo-Lage der Hell Creek Formation:

Die Hell Creek Formation in meinen Büchern:

Die Hell Creek Formation ist einer der Haupthandlungsorte von meiner Abenteuer-Romanreihe Die weißen Steine. Darin gerät eine Schulklasse, die eigentlich auf Klassenfahrt fahren wollte, mitten in ein missglücktes Militärexperiment und wird dabei in die späte Kreidezeit verschlagen. Dort, in der gnadenlosen Wildnis der Urzeit, müssen die Teenager um ihr Überleben kämpfen.

Auch in Mein zauberhaftes Dinosaurierbuch bereist du in einer der Geschichten eine kreidezeitliche Flusslandschaft, die in der Hell Creek Formation liegt. Dort lernst du den kleinen Dakotaraptor Razor kennen, mit dem du gemeinsam auf einen Angelausflug gehst. Auch Edmontosaurus, ein großer Pflanzenfresser mit Entenschnabel, tritt in der Geschichte auf.

Fossilbericht

Aufgrund des schieren Umfangs der im Fossilbericht der Hell Creek- und Lance Formation überlieferten Arten sind diese in einem eigenen Artikel gelistet. Alle spektakulären Lebewesen, also alle Pflanzen und Tiere, von den kleinen Wirbellosen über die Fische, Amphibien, Säugetiere und Reptilien bis hin zu den famosen Dinosauriern, die dort lebten, findest du hier!

Weitere Lagerstätten an den Gestaden des Binnenmeeres:

Hell Creek Formation

Lance Formation

Ferris Formation

Denver Formation

Laramie Formation

Cimarron Ridge Formation

Weitere Lagerstätten aus Mein traumhaftes Dinosaurier-Buch:

Hell Creek Formation – South Dakota (USA) vor 66 Ma

Prince Creek Formation – Alaska (USA) vor 69 Ma

Djadochta Formation – Mongolei vor 74 Ma

Niobrara Chalk Formation – Kansas vor 85 Ma

Bahariya Formation – Ägypten vor 100 Ma

Yixian Formation – Liaoning (China) vor 125 Ma

Altmühltal Formation – Bayern (Deutschland) vor 155 Ma

Posidonienschiefer – Baden-Württemberg (Deutschland) vor 180 Ma

Trossingen Formation – Baden Württemberg (Deutschland) vor 210 Ma

Chinle Formation – Arizona (USA) vor 225 Ma

Alle anderen Lagerstätten, die in meinen Büchern eine Rolle spielen, erreichst du über meine Interaktive Karte:

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