Steine und Fossilien - Die Weißen Steine

Lesedauer 19 Minuten

Was ist eigentlich ein Stein? Vielleicht eine erst einmal blöd klingende Frage? Hast du dich aber schon einmal gefragt, wie Steine eigentlich entstehen? Viele Steine sind nämlich Milliarden von Jahren alt und haben somit eine wirklich interessante Geschichte hinter sich! In diesem Artikel wollen wir uns in aller Kürze mit der Entstehung von Steinen befassen. Und natürlich vor allem mit den Steinen, die für uns Urzeitforscher am interessantesten sind: den Fossilien!

Wie entstehen Steine?

Die meisten Steine, die du auf der Erde finden kannst, haben eine viele Millionen oder sogar Milliarden Jahre lange Geschichte. Ihre Geschichte beginnt tief unter der Erde, wo sie einst noch flüssig waren. Das heiße, flüssige Gestein, das bei einem Vulkanausbruch an die Oberfläche kommt, kennst du sicher unter seinem Namen Lava. Unterhalb der Oberfläche nennt man es aber Magma. Das Magma besteht aus einem Gemisch aus Silikaten, bereits auskristallisierten Mineralien und flüchtigen Bestandteilen wie Wasser, CO₂, Schwefelverbindungen und anderen Gasen. Chemisch dominieren typischerweise Sauerstoff und Silizium, dazu kommen unter anderem Aluminium, Eisen, Magnesium, Calcium, Natrium und Kalium. Je nach Zusammensetzung entstehen daraus sehr unterschiedliche Magmen, zum Beispiel basaltische, andesitische oder rhyolithische Magmen. Magma kann aber auch entstehen, wenn Gesteine der Erdkruste oder des oberen Mantels infolge plattentektonischer Prozesse teilweise aufschmelzen. Kurz nach ihrer Entstehung war die junge Erde noch weitgehend aufgeschmolzen und von einem gewaltigen Magmaozean bedeckt, aus dem dann, als er schließlich abkühlte und erstarrte, die Erdkruste entstand, und damit auch die meisten Ur-Gesteine. Man kann also vereinfacht sagen, dass Magma die „Mutter der Gesteine“ ist. Seither befinden sich die Gesteinsmassen auf der Erde in einem langsamen, aber stetigen Kreislauf. Und viele haben ihre Form und Erscheinung seit ihrem Ursprung in vielerlei Weise verändert.¹²³⁴⁵⁶⁷

Magmatische Gesteine

Wenn wir uns diesen Kreislauf und die verschiedenen Steine einmal näher anschauen, fangen wir am besten bei der „Mutter der Gesteine“ an, also dem Magma. Die Steine, die direkt aus Magma entstehen, heißen deshalb magmatische Gesteine.⁸ Solche, die bei einem Vulkanausbruch an die Oberfläche gelangen und dort rasch erstarren, nennt man Ergussgesteine oder Vulkanite. Dazu gehören zum Beispiel Bimsstein oder Basalt. Andere bilden sich tief unter der Erdoberfläche, wo das Magma langsam abkühlt und erstarrt. Solche Tiefengesteine, auch Plutonite genannt, sind etwa Granit, Diorit oder Gabbro.⁹¹⁰ Auch der Porphyr wird oft als Beispiel für diesen Gesteinstyp genannt, doch gilt dieser Begriff in der modernen geologischen Fachsprache inzwischen nur noch für das wurstähnliche, grobe Gefügebild eines Steins. Aufgrund seiner Mehrdeutigkeit raten einige Geologen dazu, den Begriff nicht mehr zu verwenden.¹¹ Als Kulturbegriff und als Bestandteil der Eigennamen zahlreicher Werksteine ist er aber weiterhin gebräuchlich.

Sedimentgesteine

Doch auch in der oberen, deutlich kühleren Erdkruste können Gesteine entstehen. Sie bilden sich zum Beispiel aus dem Material, das bei der natürlichen Erosion übrigbleibt: dem Sand, der durch Wind und Wetter von anderen Gesteinen abgetragen wird. Um erneut zu einem festen Stein zu werden, muss der Sand sich ablagern, zum Beispiel am Grund eines Flusses, eines Sees oder an der Küste. Wenn immer wieder neuer Sand darauf liegen bleibt, werden die Schichten immer dicker und schwerer. Diesen Prozess nennt man Sedimentation oder auch Ablagerung.¹² Das Sediment wird durch die Auflast immer weiter zusammengedrückt, das Wasser herausgequetscht und im Laufe der Zeit wieder zu festem Sandstein.¹³¹⁴ Auf ähnliche Weise entsteht auch Kalkstein, ein weiteres Sedimentgestein. Der besteht aber nicht aus Sandkörnern, sondern häufig aus den kalkigen Überresten winziger Meeresorganismen.¹⁵¹⁶¹⁷ Manche der Einzeller, die im Meer leben, besitzen auch ein „Glasskelett“ aus Siliziumdioxid. Ihre Überreste können sich im Laufe der Zeit zu kieseligen Sedimenten wie etwa dem scharfkantigen Feuerstein verfestigen, den unsere Vorfahren zur Herstellung von Schneidwerkzeugen und Jagdwaffen verarbeitet haben.¹⁸¹⁹²⁰

Metamorphe Gesteine

Der dritte Gesteinstyp umfasst solche Steine, die aus bereits vorhandenen Gesteinen entstehen, wenn diese unter hohem Druck und hohen Temperaturen umgewandelt werden. Diesen Prozess nennt man Metamorphose. Das Wort stammt aus dem Griechischen und bedeutet „Verwandlung“. Aus Kalkstein kann so zum Beispiel Marmor werden, Sandstein wandelt sich unter großem Druck und hohen Temperaturen zu Quarzit, und aus Granit bildet sich in der Metamorphose Gneis. Durch Bewegungen der Kontinente können alle Gesteine selbst viele Millionen oder sogar Milliarden Jahre nach ihrer Entstehung wieder an die Erdoberfläche gedrückt werden. Infolge der Erosion kommen sie dann wieder ans Tageslicht.²¹²²²³

Wo entsteht welcher Stein?

Du solltest dir also klarmachen, dass jeder Stein, auch der kleinste Kiesel und sogar jedes Sandkorn bereits uralt sein kann. Viele stammen sogar noch aus Zeiten, als es noch gar kein höheres Leben auf der Erde gab. Wenn du das nächste Mal einen Stein aufhebst, hältst du vielleicht gerade viele Millionen, ja vielleicht sogar Milliarden Jahre der Erdgeschichte in deinen Händen! Nicht nur das ist schon sehr beeindruckend. Doch Steine haben auch einen enormen Einfluss auf die Menschheitsgeschichte gehabt. Überleg doch selbst einmal, welche Gegenstände du kennst, die zumindest teilweise aus Stein bestehen. Und wenn du das nächste Mal durch deine Stadt gehst, schau einmal, was Menschen aus Steinen alles Großartiges bauen können! Auch wenn wir nicht oft an sie denken, sind Steine ein ständiger Begleiter unseres Alltags. Und dass wir Steine benutzen, war vielleicht einer der ersten wichtigen Schritte, die die Menschen machten, um sich ihren Platz an der Spitze der Nahrungskette zu sichern.²⁴

Doch auch heute noch können immer wieder neue Steine entstehen. In dieser Grafik kannst du stark vereinfacht erkennen, wie und wo sie sich bilden:

In welchen Steinen können sich Fossilien befinden?

Fossilien werden entsprechend fast ausschließlich in Sedimentgesteinen gefunden. Logisch: in flüssiger Magma ist die Überlebenschance aller Lebewesen wegen der enormen Temperaturen gleich null! Und selbst wenn ein Tier durch einen Unfall in Lava geraten würde, würde es dort sofort verbrennen, ohne dass auch nur die geringste Chance besteht, dass es zu einem Fossil wird. Auch metamorphe Gesteine wie Marmor enthalten in der Regel keine Fossilien. Marmor entsteht zwar aus Kalkstein, in dem durchaus Fossilien eingeschlossen sein können. Aber durch den Prozess der metamorphen Umwandlung, bei hohem Druck und hoher Temperatur, wird die Struktur des ursprünglichen Kalksteins so stark verändert, dass Fossilien, die möglicherweise im Kalkstein vorhanden waren, meist stark verändert oder zerstört werden. In sehr seltenen Fällen (Kontaktmetamorphose oder niedriggradige Regionalmetamorphose) können Fossilien als Schatten, Umrisse oder mineralisch ersetzte Reste (z. B. in Form neugebildeter Silikate) „überleben“, aber sie sind dann meist stark verformt, verblasst oder unvollständig.²⁵²⁶

Stratigraphie

Konzentrieren wir uns deshalb also nun auf die Sedimentgesteine. Wie bauen diese sich eigentlich auf? Jeder einzelne Sand- oder Kalkstein, den du draußen finden kannst, ist nämlich nur ein Bruchstück, ein kleiner Teil einer einst mächtigen, zusammenhängenden Sedimentschicht. Solche Schichten nennt man in der Fachsprache Strata, und die wissenschaftliche Disziplin, die sich mit der Beschreibung, Gliederung, zeitlichen Einordnung und Korrelation solcher Schichten befasst, nennt man Stratigraphie. Die Stratigraphie hilft Paläontologen, die Abfolge der Gesteinsschichten zu verstehen und somit zu bestimmen, aus welcher Zeit die Fossilien stammen.²⁷

Sedimente können aus ganz alltäglichem Material entstehen, das an der Erdoberfläche vorkommt, transportiert, abgelagert und mit der Zeit von neuem Material bedeckt wird. Tiere und Pflanzen sterben irgendwann, das ist völlig natürlich. In der Regel bleiben ihre Überreste einfach auf dem Boden liegen. Das Laub oder die Nadeln der Bäume fallen ab und werden ebenso wie Tierkadaver allmählich von Mikroorganismen zersetzt. Doch auch Sand und Mineralien werden durch Regen, Wind, Eis und Flusswasser abgetragen (Erosion). Die von den Elementen abgetragenen Sandbröckchen lagern sich am Boden ab, meist aber auch am Grund von Gewässern. Oft sind dort auch bereits organische oder biogene Bestandteile dabei, zum Beispiel winzige Schalen und Skelette von Plankton. Und so werden die Schichten auf dem Boden immer dicker und schwerer.²⁸

Die älteren Sedimente werden mit der Zeit durch chemische Vorgänge mineralisiert und durch das Gewicht der über ihnen liegenden neueren Schichten zu festem Gestein zusammengepresst. Ein wichtiger Grundsatz bei der sogenannten Stratigraphie ist also: In einer ungestörten Schichtenfolge liegen die älteren Schichten immer unter den jüngeren. Dieses stratigraphische Prinzip hat schon Nicolaus Steno im 17. Jahrhundert entdeckt!²⁹³⁰

Die Datierung von Fossilien

Wie können Forscher herausfinden, wie alt ein fossiler Knochen ist? Wie kommt man überhaupt auf ein Alter von so vielen Jahrmillionen? Wie wissenschaftliche Datierungen funktionieren und welche es überhaupt alles gibt, erkläre ich hier!

Veränderungen an der Erdoberfläche

Die Konsistenz der verschiedenen Strata kann ganz unterschiedlich sein. Mal ist so eine Sedimentschicht locker wie normale Erde. Mal hat man das Gefühl, sich durch dicken Lehm oder sogar Schokolade zu graben. Und manche Sedimente sind buchstäblich so steinhart, dass man ihnen nur mit Spitzhacke und Stemmeisen zu Leibe rücken kann! Das ist aber noch nicht alles, was für uns als Fossiliensucher wichtig ist. Denn die Strata liegen meist nicht ordentlich übereinander, so wie die Seiten in einem Buch. Stattdessen werden die einzelnen Schichten durch tektonische Prozesse, also Bewegungen tief im Inneren der Erde, immer wieder zusammengedrückt, auseinandergerissen und verschoben. Die ursprüngliche zeitliche Abfolge der Strata bleibt dabei grundsätzlich erhalten, kann durch Faltungen und Verwerfungen aber stark verstellt, wiederholt oder sogar überkippt erscheinen – manchmal wie das Innere einer Ziehharmonika!³¹

Unsere Erde befindet sich nämlich stets im Wandel. Während sich die Kontinente verschieben, heben sich auch Gebirge empor. Diese Vorgänge der sogenannten Plattentektonik können auch Gesteinsschichten sehr langsam, aber stetig heben und senken. Und das führt mitunter dazu, dass Schichten aus längst vergangenen Zeiten, die anderswo kilometertief im Erdboden liegen, an anderen Orten wieder an die Oberfläche gedrückt werden. Dort sind sie anschließend wieder Wind und Wetter ausgesetzt: der natürlichen Erosion. Diese trägt die Schichten nun wieder ab. So können auch Jahrmillionen alte Fossilien, die seit Urzeiten oft sogar kilometertief im Gestein lagen, wieder zum Vorschein kommen.³²³³

Was ist ein Fossil?

Ein Paläontologe sucht in den Gesteinsschichten also streng genommen nicht etwa nach den Knochen eines Dinos. Denn in den vielen Jahrmillionen, unter denen das Skelett unter der Erde lag und im Gestein eingeschlossen wurde, sind diese Knochen längst ebenfalls zu Stein geworden. Der Paläontologe gräbt also im Gestein nach anderen Steinen. Ganz besonderen Steinen, die wir Fossilien nennen.³⁴³⁵ Die meisten Knochen von Dinosauriern haben sich im Laufe der Jahrmillionen genauso in Stein verwandelt wie der sie umgebende Rest des Sediments. Ein fossilierter Dinosaurierknochen kann deshalb auch viel schwerer sein, als es der echte Knochen des Tiers zu Lebzeiten war! Ein „frischer“ Oberschenkelknochen eines Triceratops war direkt nach dessen Tod noch so leicht, dass ein kräftiger Mensch ihn locker allein hätte heben können. Ein stark permineralisierter Dinosaurierknochen wäre aber deutlich dichter und schwerer als der ursprüngliche Knochen. Manche Dinosaurierknochen sind heute, viele Millionen Jahre nach dem Tod ihres einstigen Besitzers, so schwer, dass sie nur von mehreren kräftigen Menschen getragen werden könnten.³⁶³⁷³⁸ Wenn du also in einem Cartoon siehst, wie einem Hund beim Anblick eines Dino-Skeletts das Wasser im Mund zusammenläuft, so ist das offenbar ein ziemlich blöder Köter. Denn er würde sich an einem fossilen Dino-Knochen buchstäblich die Zähne ausbeißen.

Wie entsteht ein Fossil?

Den meisten Dinosauriern passierte nach ihrem Tod genau das Gleiche, was heute auch fast allen Tieren nach ihrem Ableben blüht. Wenn heute im Wald ein Reh oder ein Wildschwein sein Leben lässt, werden von dem Kadaver sehr schnell Aasfresser angezogen. Wölfe und Füchse laben sich gern an so einem Kadaver. Später sind auch Käfer, Würmer und Fliegen an der Reihe. Letztendlich wird sogar das Skelett von Mikroben zersetzt. Je nachdem, wie die Witterungsbedingungen sind, bleibt von jedem Tier im Normalfall schon nach relativ kurzer Zeit überhaupt nichts übrig. Es verwest vollkommen und wird zu Erde und Staub. So erging es auch den allermeisten Dinosauriern!³⁹

Damit ein Fossil entstehen kann, muss dieser natürliche Zersetzungsprozess unterbrochen werden. Dies klappt am besten, wenn es zügig von Schlamm oder anderen sauerstoffarmen Sedimenten bedeckt wird. Wenn ein Fluss über die Ufer tritt und den Körper mit Schlamm bedeckt, wenn ein Erdrutsch oder eine Schlammlawine ein Gebiet verschüttet oder wenn ein Sand- oder Schneesturm großflächig Gebiete verdeckt, bestehen gute Chancen, dass dort Fossilien erhalten bleiben. Flutkatastrophen, Überschwemmungen oder vulkanischer Ascheregen, die für die Lebewesen der Vorzeit sicher oft ein großes Unglück bedeuteten, sind heute ein Glück für die Forscher.⁴⁰⁴¹⁴²

Denn unter diesen Voraussetzungen werden die Überreste rasch von einem Teil ihrer Umwelt isoliert und sie haben so die Chance, bis in spätere Zeiten erhalten zu bleiben. Deshalb finden wir Fossilien vor allem in Gegenden, die vor Urzeiten einmal sehr feucht, sehr trocken, sehr kalt oder von vulkanischer Aktivität geprägt waren. Bei der Versteinerung können im Laufe eines Prozesses, der Diagenese genannt wird, Mineralien in die Überreste eindringen, Poren ausfüllen oder ursprüngliche Bestandteile ersetzen.⁴³⁴⁴

Mumien und Bernsteinfunde

Ebenfalls hervorragende Erhaltungsprozesse sind zu erwarten, wenn der Körper sehr rasch austrocknet, einfriert oder in einer anderen Matrix eingeschlossen wird, sodass der Verwesungsprozess stoppt. Ein durch Austrocknung konservierter Körper kann auch als „Mumie“ bezeichnet werden. Auch Vulkanasche kann unter günstigen Umständen Körperreste, Abdrücke oder ganze Lebensgemeinschaften außergewöhnlich gut konservieren. Und im Permafrost der Arktis finden Forscher, nicht zuletzt aufgrund des Abtauens infolge des Klimawandels, auch immer wieder Eismumien aus den Kaltzeitaltern. Diese Tiere konnten über Jahrtausende außergewöhnlich gut im gefrorenen Boden erhalten bleiben. Sie sind dadurch teilweise so gut erhalten geblieben, dass ihr Fleisch wieder moderne Aasfresser anzieht. Auch diese noch nicht versteinerten, aber uralten Tierkörper gehören zu den Fossilien.⁴⁵

Kleinere Tiere können übrigens auch in Bernstein eingeschlossen sein: Bernstein ist fossiles Baumharz. Wenn ein Insekt oder ein anderes Kleintier in der Urzeit im noch feuchten, aber sehr klebrigen Harz stecken blieb, kann es ebenfalls nahezu perfekt erhalten bis in die heutige Zeit überdauern.⁴⁶

Mumifikation und Einschlüsse erlauben eine besonders gute Körpererhaltung. Werden solche Überreste zum Fossil, erlauben sie bei der Untersuchung detaillierte Einblicke, die sonst über die lange Zeit fast immer verloren gehen.

De-Extinktion – Die Rückkehr der Urzeit-Tiere

Inwiefern gilt das aber auch für urzeitliche DNS, also das Erbgut ausgestorbener Tiere? Gibt es eine Chance, dass auch diese bis heute erhalten bleibt? Und können wir daraus eines Tages sogar ausgestorbene Tiere zu neuem Leben entwickeln? Diese Fragen habe ich in einem eigenen Buch beantwortet. Eine Leseprobe findest du hier!

Jedes Fossil, auch das allerkleinste, ist etwas ganz Besonderes. Denn es ist ein Überrest aus einer Zeit, aus der die meisten anderen Zeugnisse schon lange zu Staub zerfallen sind! Kein Wunder also, dass uns diese kleinen oder auch riesig großen Überbleibsel aus der Vergangenheit so faszinieren.

Was kann zum Fossil werden?

Allerdings sind nicht alle Fossilien versteinerte Knochen oder Überreste von Tieren. Diese machen nur einen Teil der bekannten Fossilien auf der Welt aus: die Körperfossilien. Dazu zählen Skelette, Zähne, Schalen und andere Körperteile von allen möglichen Tieren, die sowohl als Positiv – also als direkt erhaltener Überrest – aber auch als Negativ – dann nur als Abdruck des einstigen Organismus – erhalten sein können. Die meisten Dinosaurierskelette werden aber disartikuliert gefunden. Oft haben Aasfresser einen Teil des Körpers gefressen oder weggetragen. Aufgrund von natürlichen Verschiebungen wie bei Hochwasser oder einem Hangrutsch kann der Kadaver zerrissen oder nur ein Teil von ihm sedimentiert worden sein. Oder vielleicht ist auch erst viel später, nachdem tatsächlich der vollständige Körper zum Fossil wurde, ein großer Teil davon bereits erodiert und zerstört worden, bevor er gefunden werden konnte. Das bedeutet, dass die einzelnen Bestandteile des Lebewesens, also beispielsweise die Knochen, nicht mehr in der Position und anatomisch miteinander verbunden liegen, sondern einzeln und verstreut auf einer größeren Fläche. Das Fossil dann wieder zu ordnen und das Lebewesen zu rekonstruieren, wird so für die Forscher zu einer echten Detektiv- und anschließenden Puzzle-Arbeit! Wenn man das Glück hat, ein Fossil in situ zu finden, also genau am ursprünglichen Ort, an dem es einst sedimentiert wurde, ist das Fossil manchmal aber auch vollständig artikuliert, also noch zusammenhängend geblieben.⁴⁷

Das berühmte Berliner Exemplar des *Archaeopteryx* (von mir fotografiert am 8. Oktober 2022) ist hervorragend erhalten: es wurde ohne erkennbare Umlagerung wahrscheinlich **in situ** und vollständig **artikuliert** gefunden. Unseren *Plateosaurus* haben wir am 12. Juli 2022 in Trossingen jedoch **disartikuliert** und *ex situ* gefunden: das Fossil ist wahrscheinlich ein Jahr vor unserer Bergung bei einem Hangrutsch verschoben worden.

Spuren- und Pflanzenfossilien

Als Fossilien bezeichnen wir aber nicht nur die Knochen von Tieren. Auch alle anderen Spuren, die ein Lebewesen im Laufe seines Lebens hinterlassen hat und die bis in unsere heutige Zeit überliefert sind, gehören mit dazu. Auch Überreste prähistorischer Pflanzen können Fossilien sein. Die Forschung, die sich mit solchen Spurenfossilien befasst, vor allem, um das Verhalten längst ausgestorbener Lebewesen zu rekonstrukieren, nennt man Paläoichnologie! Da bei Spurenfossilien der Körper des Lebewesens, das sie hinterlassen hat, nicht immer mit dabei ist, und weil auch sehr unterschiedliche Organismen mitunter je nach Lebensweise sehr ähnliche Spuren hinterlassen können, kann man ein Spurenfossil nur selten einem ganz bestimmten Verursacher zuordnen. Aus diesem Grund klassifiziert die Paläoichnologie Spuren unabhängig von der zoologischen Taxonomie.⁴⁸

Wir sagen also nicht:

„Das ist der Fußabdruck eines Tyrannosaurus rex!“

Okay, hast du vielleicht doch schon das eine oder andere Mal gehört … Aber wenn das ein Paläontologe sagt, dann sicher nur der Einfachheit halber für eine nicht besonders gute Fernsehdokumentation. Korrekter wäre es aber, wenn er sagt:

„Hier haben wir ein Tyrannosauripus pillmorei, einen Ichniten.“

In der Paläoichnologie werden also genau wie in der Zoologie und Paläontologie Spurengattungen (Ichnogenera) und Spurenarten (Ichnospezies) unterschieden, ebenfalls immer mit zwei Namen. Die Ichnotaxonomie richtet sich dabei vor allem nach den erkennbaren Merkmalen und der Morphologie einer Spur und ist grundsätzlich unabhängig von der zoologischen Taxonomie des möglichen Erzeugers. Davon zu unterscheiden sind ethologische Kategorien wie Repichnia, Domichnia oder Pascichnia: Sie ordnen Spuren danach ein, welches Verhalten sie wahrscheinlich dokumentieren. Ichnotaxonomie und ethologische Klassifikation sind also auch wieder zwei verschiedene Dinge.⁴⁹⁵⁰

Hier einige Beispiele für weitere Fossilientypen, die uns eine Menge über das Leben in der Urzeit verraten können:⁵¹⁵²

Ichniten: Fossile Fußabdrücke urzeitlicher Tiere.
Gastrolithen: Zur Verdauung oder als Ballast zum Tauchen geschluckte Magensteine.
Cubichnia: Ruhespuren; sie entstehen, wenn ein Tier eine Zeit lang auf oder im Sediment ruht oder schläft.
Repichnia: Kriechspuren eines Tiers, das sich am Boden bewegt.
Cursichnia: Eine Untergruppe der Repichnia, die durch kriechende oder laufende Fortbewegung entsteht.
Natichnia: Eine Form der Repichnia, die durch Störungen im weichen Sediment entsteht, verursacht durch schwimmende Organismen (z. B. bodenlebende Fische).
Volichnia: Spuren, die zeigen, wo ein fliegender Organismus (meist ein Insekt) auf weichem Sediment gelandet ist.
Fodinichnia: Grab- und Fraßspuren eines Tieres; entstehen durch Organismen, die sich beim Fressen durch den Boden bewegen.
Polychresichnia: Spuren, die aus der Kombination mehrerer Verhaltensweisen entstehen, z. B. Wohnspuren, die zugleich als Fressposition dienten.
Pascichnia: Weide- oder Fraßspuren, die entstehen, wenn sich ein Organismus beim Fressen über oder durch ein Substrat bewegt.
Praedichnia: Spuren von Beutefang oder räuberischem Fressen, zum Beispiel Biss-, Bohr- oder Angriffsspuren an Beutetieren.
Mordichnia: Eine Untergruppe der Praedichnia, die den Tod der Beute infolge eines Angriffs dokumentiert.
Koprolith: Fossile Kotausscheidungen.
Regurgitalith: Fossiler Speiballen; also hochgewürgte unverdauliche Reste eines Beutetieres.
Domichnia: gegrabene Wohnspuren; z. B. Grabgänge oder Tunnelbauten.
Aedificichnia: gebaute Wohnspuren; z. B. oberirdisch angelegte Insektennester, Termiten- oder Ameisenhügel etc.
Calichnia: Brutstrukturen, die der Aufzucht von Jungtieren bzw. Larven dienen; z. B. alle möglichen Formen von Nestern.
Oofossil: Fossiles Ei bzw. Eierschalenreste.
Agrichnia: Kultivierungsspuren; entstehen, wenn ein Tier eine bestimmte Struktur baut, um darin z. B. Beute zu fangen.
Chemichnia: Ein Typ von Agrichnia, der speziell Fälle beschreibt, in denen Organismen (insbesondere Bakterien) gezielt kultiviert oder „geerntet“ werden. Hinweis: Spurentyp ist nicht allgemein akzeptiert und umstritten.
Equilibrichnia: Spuren, die entstehen, wenn Organismen ihre Position im Sediment aufgrund von Umweltveränderungen verändern müssen. Auch Ausgleichsspuren genannt.
Fugichnia: Fluchtspuren, die typischerweise entstehen, wenn ein im Sediment lebender Organismus einer plötzlichen Verschüttung entkommt, indem er sich rasch nach oben bewegt.
Taphichnia: Eine Form der Fugichnia, bei der der Organismus nicht entkommen konnte und im Sediment begraben wurde, oft zusammen mit seinem Körperfossil.
Fixichnia: Anheftungs- oder Verankerungsspuren sessiler Organismen wie Korallen oder Seelilien an einem festen Untergrund, etwa Haftnarben; die Kategorie wurde ursprünglich für Bioerosionsspuren an mineralischen Hartsubstraten eingeführt.
Dendrolithen: Fossile Baumreste; insbesondere versteinertes Holz oder ganze Stämme.
Rhizolithen: Fossile Wurzeln; entstehen durch das Wachstum von Pflanzenwurzeln im Sediment, häufig mit Übergang zu Spurenfossilien.
Phyllolithen: Fossile Blätter; meist als Abdruck oder Inkohlung erhalten.
Caulolithen: Fossile Stängel oder Sprossachsen von Pflanzen.
Corticolithen: Fossile Rindenreste von Bäumen oder anderen Pflanzen.
Carpolithen: Fossile Früchte; entstehen durch die Erhaltung pflanzlicher Fruchtkörper.
Spermatolithen: Fossile Samen; oft gut erhalten und wichtig für die Bestimmung fossiler Pflanzen.
Phytolithen: Mikroskopisch kleine Silikatkörper aus Pflanzengewebe; entstehen durch Einlagerung von Silizium und bleiben nach dem Zerfall der Pflanze im Sediment erhalten.
Cecidoichnia: Eine pflanzliche Spur, bei der durch die Wechselwirkung mit Tieren, Bakterien oder anderen Pflanzen eine Wucherung entsteht.
Corrosichnia: Spuren, die durch die korrosive Wirkung von Pflanzenwurzeln im Sediment entstehen.
Sphenoichnia: Eine pflanzliche Spur, die durch die bioturbierende Wirkung von Wurzeln entsteht.

Verschiedene Fossiltypen, im Uhrzeigersinn: Fossile Dinosaurierfährte, Gastrolithen, Koprolith, *Dæmonelix* (fossiler Grabgang eines Nagetiers; auch „Korkenzieher des Teufels“ genannt), Oofossil (fossile Dinosaurier-Eier), Dendrolith (versteinerter Baumstumpf).

Auch Stein- und Braunkohle, Erdöl und Erdgas sind fossilen Ursprungs. Wir bezeichnen sie deshalb auch als fossile Brennstoffe:⁵³⁵⁴

Kohle entstand aus pflanzlichem Material, das in Mooren und Sümpfen als Torf abgelagert und unter Luftabschluss sowie steigendem Druck und erhöhter Temperatur über Millionen Jahre umgewandelt wurde. Dabei kam es nicht zu einer klassischen Versteinerung, sondern zu einer Inkohlung, bei der der Kohlenstoffgehalt zunehmend anstieg.
Erdöl entstand am Meeresboden aus den Überresten abgestorbener Organismen, vor allem aus mikroskopisch kleinen Algen und Plankton. Dieser Faulschlamm wurde unter Luftabschluss im Sediment eingebettet und durch Druck, Temperatur und chemische Prozesse zunächst in Kerogen und schließlich in flüssige Kohlenwasserstoffe umgewandelt. Übrigens: Dass sich Erdöl auch aus den Resten von Dinosauriern oder Säbelzahntigern gebildet hätte, ist falsch!
Erdgas ist ein Gasgemisch, das zu einem großen Teil aus Methan besteht. Es entsteht oft durch die gleichen geologischen Prozesse, die auch zur Entstehung von Erdöl führen. Beide kommen daher nicht selten zusammen in einer Lagerstätte vor. Erdgas kann aber auch direkt vor Ort durch die mikrobielle Zersetzung organischer Sedimente entstehen, wie zum Beispiel in Kohleflözen.

Was ist also nun ein Fossil? Das Wort „Fossil“ stammt aus dem Lateinischen und geht auf das Partizip fossilis zurück, was so viel wie „ausgegraben“ bedeutet. Doch kommen wir dadurch der Definition nicht wirklich näher, weil man ja nicht jedes Fossil ausgraben muss, und viele davon sogar lose an der Erdoberfläche liegen und eingesammelt werden können. Tatsächlich ist ein Fossil vielmehr ein Überrest oder eine Spur eines urzeitlichen Lebewesens. Was heißt nun „urzeitlich“? Ich persönlich grenze den Begriff „Urzeit“ von dem der „historischen Zeit“ ab und meine damit somit alles, was vor der Zeit passiert ist oder gelebt hat, in der Menschen begonnen haben, die Geschichte aufzuschreiben. Manche Definitionen setzen die zeitliche Grenze bei etwa 11.700 Jahren, also zu Beginn des Holozäns. Tatsächlich würde ich das selbst aber nicht so pauschal unterschreiben. Denn erstens gibt es an der Grenze zwischen Pleistozän und Holozän keinen plötzlichen Unterschied in der Qualität oder Beschaffenheit der Fossilien. Und auch heute werden ja immer noch Überreste und Spuren von Lebewesen eingebettet und bleiben erhalten, die in vielen Millionen Jahren auch von unserem eigenen Dasein auf der Erde zeugen werden!

Einen Spruch, der viel treffender beschreibt, was ein Fossil ist, habe ich vor einiger Zeit einmal von einem befreundeten Paläontologen gehört:

Ein Fossil ist alles, was tot ist, aber nicht mehr stinkt!

Das trifft es eigentlich recht genau. Und da uns Fossilien ja vor allem Spaß und Freude bereiten sollen, möchte ich diesen Spruch hier als Definition gerne einfach mal stehen lassen.

Quellenangaben:

1
Schmincke, H.-U. (2013). Vulkanismus. 4., unveränderte Auflage, WBG (Wissenschaftliche Buchgesellschaft), Darmstadt, 25–27. ↩︎
2
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3
Best, M. G. (1982). Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman & Company, San Francisco. ↩︎
4
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5
Kopp, G. & Dzieran, H. (2025). Steine, Eis und Jahrmillionen. Eine kleine Erdgeschichte Schleswig-Holsteins. 9–11. ↩︎
6
Kopp, G. & Dzieran, H. (2025). Steine an Strand und Wegesrand. Tor zur Urzeit, Brügge, 1–15. ↩︎
7
Elkins-Tanton, L. T. (2012). Magma Oceans in the Inner Solar System. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 40, 113–139. doi:10.1146/annurev-earth-042711-105503 ↩︎
8
Kopp, G. & Dzieran, H. (2025). Steine an Strand und Wegesrand. Tor zur Urzeit, Brügge, 16–19. ↩︎
9
Cloos, H. (1963). Einführung in die Geologie. Gebrüder Borntraeger, Berlin. ↩︎
10
Streckeisen, A. (1976). Minerale und Gesteine. 8. Auflage, Hallwag-Taschenbuch, Bern und Stuttgart. ↩︎
11
Okrusch, M. & Frimmel, H. E. (2022). Mineralogie: Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 10. Auflage, Springer, Heidelberg, 308. ↩︎
12
Kopp, G. & Dzieran, H. (2025). Steine an Strand und Wegesrand. Tor zur Urzeit, Brügge, 20–23. ↩︎
13
Engelhardt, W. von, Füchtbauer, H. & Müller, G. (1988). Sediment-Petrologie. Band 2: Sedimente und Sedimentgesteine. 4., gänzlich neubearbeitete Auflage, Schweizerbart, Stuttgart. ↩︎
14
Feldrapp, R. (2003). Faszination Sandstein: Die Sandstein-Triennale des Kronacher Kunstvereines. Angles, Kronach. ↩︎
15
Maresch, W. & Medenbach, O. (1996). Gesteine. (Steinbachs Naturführer), Mosaik, München. ↩︎
16
Boggs, S. (2006). Principles of Sedimentology and Stratigraphy. 4. Auflage, Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, N.J., S. 172. ↩︎
17
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18
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19
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Gayck, S. (2000). Urgeschichtlicher Silexbergbau in Europa: Eine kritische Analyse zum gegenwärtigen Forschungsstand. (Beiträge zur Ur- und Frühgeschichte Mitteleuropas 15), Beier & Beran, Weißbach. ↩︎
21
Best, M. G. (1982). Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman & Company, San Francisco, 341 ff. ↩︎
22
U.S. Geological Survey. What are metamorphic rocks? usgs.gov ↩︎
23
Kopp, G. & Dzieran, H. (2025). Steine an Strand und Wegesrand. Tor zur Urzeit, Brügge, 24–26. ↩︎
24
Lewis, J. E. & Harmand, S. (2016). An earlier origin for stone tool making: implications for cognitive evolution and the transition to Homo. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 371(1698), 20150233. doi:10.1098/rstb.2015.0233 ↩︎
25
U.S. Geological Survey. Find-A-Feature: Fossil. usgs.gov ↩︎
26
Fuchs, K. (1997). Natursteine aus aller Welt: Entdecken, bestimmen, anwenden. Callwey, München. ↩︎
27
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28
Boggs, S. (2006). Principles of Sedimentology and Stratigraphy. 4. Auflage, Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, N.J. ↩︎
29
International Commission on Stratigraphy. International Stratigraphic Guide stratigraphy.org; stratigraphy.org ↩︎
30
Steno, N. (1669). De solido intra solidum naturaliter contento dissertationis prodromus. Ex typographia sub signo Stellae, Florenz. ↩︎
31
Boggs, S. (2006). Principles of Sedimentology and Stratigraphy. 4. Auflage, Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, N.J. ↩︎
32
Boggs, S. (2006). Principles of Sedimentology and Stratigraphy. 4. Auflage, Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, N.J. ↩︎
33
Kearey, P., Klepeis, K. A. & Vine, F. J. (2009). Global Tectonics. 3. Auflage, Wiley-Blackwell, Chichester. ↩︎
34
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35
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36
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37
Allison, P. A. & Briggs, D. E. G. (Hgg.) (1991). Taphonomy: Releasing the Data Locked in the Fossil Record. Plenum Press, New York. ↩︎
38
Keenan, S. W. (2016). From bone to fossil: A review of the diagenesis of bioapatite. American Mineralogist, 101(9), 1943–1951. doi:10.2138/am-2016-5737 ↩︎
39
Allison, P. A. & Briggs, D. E. G. (Hgg.) (1991). Taphonomy: Releasing the Data Locked in the Fossil Record. Plenum Press, New York. ↩︎
40
U.S. National Park Service. Taphonomy—Death & Decay. Fossilisation umfasst unterschiedliche Erhaltungswege: Minerale können Poren ausfüllen, ursprüngliches Material ersetzen oder sich umkristallisieren; auch unveränderte Reste, Abdrücke und andere Erhaltungsformen kommen vor. nps.gov ↩︎
41
Allison, P. A. & Briggs, D. E. G. (Hgg.) (1991). Taphonomy: Releasing the Data Locked in the Fossil Record. Plenum Press, New York. ↩︎
42
Briggs, D. E. G. (2003). The role of decay and mineralization in the preservation of soft-bodied fossils. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 31, 275–301. doi:10.1146/annurev.earth.31.100901.144746 ↩︎
43
Allison, P. A. & Briggs, D. E. G. (Hgg.) (1991). Taphonomy: Releasing the Data Locked in the Fossil Record. Plenum Press, New York. ↩︎
44
Briggs, D. E. G. (2003). The role of decay and mineralization in the preservation of soft-bodied fossils. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 31, 275–301. doi:10.1146/annurev.earth.31.100901.144746 ↩︎
45
Allison, P. A. & Briggs, D. E. G. (Hgg.) (1991). Taphonomy: Releasing the Data Locked in the Fossil Record. Plenum Press, New York. ↩︎
46
Seyfullah, L. J. et al. (2018). Production and preservation of resins – past and present. Biological Reviews, 93, 1684–1714. doi:10.1111/brv.12414 ↩︎
47
Allison, P. A. & Briggs, D. E. G. (Hgg.) (1991). Taphonomy: Releasing the Data Locked in the Fossil Record. Plenum Press, New York. ↩︎
48
Bertling, M. et al. (2006). Names for trace fossils: a uniform approach. Lethaia, 39(3), 265–286. doi:10.1080/00241160600787890 ↩︎
49
Bertling, M. (2007). What’s in a Name? Nomenclature, Systematics, Ichnotaxonomy. In: Miller, W. (Hrsg.), Trace Fossils: Concepts, Problems, Prospects, 81–91. doi:10.1016/B978-044452949-7/50131-5 ↩︎
50
de Gibert, J. M., Domènech, R. & Martinell, J. (2004). An ethological framework for animal bioerosion trace fossils upon mineral substrates with proposal of a new class, fixichnia. Lethaia, 37(4), 429–437. doi:10.1080/00241160410002144 ↩︎
51
Vallon, L. H., Rindsberg, A. K. & Bromley, R. G. (2016). An updated classification of animal behaviour preserved in substrates. Geodinamica Acta, 28(1–2), 5–20. doi:10.1080/09853111.2015.1065306 ↩︎
52
Taylor, T. N., Taylor, E. L. & Krings, M. (2009). Paleobotany: The Biology and Evolution of Fossil Plants. 2. Auflage, Academic Press, Burlington & London. ↩︎
53
U.S. Energy Information Administration. Coal explained; Oil and petroleum products explained; Natural gas explained. Kohle entsteht überwiegend aus pflanzlichem Material; Erdöl und Erdgas gehen aus über geologische Zeiträume umgewandeltem organischem Material hervor. eia.gov; eia.gov; eia.gov ↩︎
54
Tissot, B. P. & Welte, D. H. (1984). Petroleum Formation and Occurrence. 2. Auflage, Springer, Berlin & Heidelberg. doi:10.1007/978-3-642-87813-8 ↩︎

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Die Prinzipien wissenschaftlichen Arbeitens

Wie geht Urzeitforschung?

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Dinosaurier aus Deutschland

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