Fossilien erkennen: Entstehung und Alter verstehen

Ein Fossil ist ein erhaltenes Zeugnis des Lebens aus der erdgeschichtlichen Vergangenheit. Es kann aus ursprünglichem Material bestehen oder nur die Form eines Körpers oder einer Lebensspur bewahren.

Die Wissenschaft, die Fossilien und das Leben vergangener Erdzeitalter erforscht, heißt Paläontologie. Paläontologinnen und Paläontologen untersuchen nicht nur das Fundstück selbst. Sie beachten auch seine Lage im Gestein und vergleichen es mit anderen Funden.

Normalerweise werden tote Organismen durch Kleinstlebewesen, Aasfresser und Witterung zersetzt. Fossilbildung ist deshalb selten. Die Chancen steigen, wenn ein Körper schnell bedeckt und von Sauerstoff und äußeren Einwirkungen abgeschirmt wird.

Sediment ist abgelagertes Material, etwa Sand oder Schlamm. Bei einer häufigen Form der Fossilbildung läuft der Weg vereinfacht so ab:

1. Ein Lebewesen stirbt und gelangt auf einen weichen Untergrund, etwa Schlamm.
2. Schlamm, Sand oder anderes Sediment bedeckt den Körper rasch.
3. Weichteile wie Muskeln und Organe zersetzen sich meist. Knochen, Zähne oder Schalen bleiben länger erhalten.
4. Weitere Sedimentschichten lagern sich ab und üben Druck aus.
5. Wasser transportiert gelöste Stoffe in die Überreste. Daraus bilden sich feste Minerale, die Hohlräume füllen oder ursprüngliches Material ersetzen. So entsteht eine Versteinerung.
6. Die Sedimente verfestigen sich zu Gestein.
7. Erdbewegungen können die Schichten anheben. Wind, Wasser oder Eis tragen darüberliegendes Gestein ab. Diese Abtragung heißt Erosion.
8. Das Fossil gelangt nahe an die Oberfläche und kann entdeckt werden.

Die Vorgänge können sich zeitlich überschneiden. Vor allem Versteinerung und Verfestigung der Sedimente laufen häufig gleichzeitig ab. Druck allein verwandelt einen Knochen nicht in Stein.

Fossilien lassen sich nach dem Erhaltenen unterscheiden. Die genaue Einteilung kann je nach Darstellung variieren. Besonders wichtig ist die Trennung zwischen Körper und Spur.

Körperfossil und Spurenfossil sagen dir, was erhalten ist. Die folgenden Erhaltungsformen beschreiben dagegen, wie es erhalten ist:

• Abdruck: Ein Körperteil oder eine Spur hinterlässt seine Form im weichen Untergrund. Das Material verfestigt sich später zu Gestein.
• Steinkern: Sediment füllt den Innenraum einer Schale. Der Inhalt versteinert, während sich die ursprüngliche Schale später auflöst. Zurück bleibt die Form ihres Innenraums.
• Einschluss in Bernstein: Ein kleines Tier oder Pflanzenteil gerät in klebriges Baumharz und wird eingeschlossen. Über sehr lange Zeit wird das Harz zu Bernstein.
• Erhaltung durch Kälte oder Trockenheit: Einfrieren oder rascher Wasserentzug kann die Zersetzung stark hemmen und ausnahmsweise auch empfindliche Teile bewahren.

Das Alter eines Fossils kann auf unterschiedliche Weise eingegrenzt werden. Dabei musst du zwischen relativer und absoluter Altersbestimmung unterscheiden.

Die Schichtenlage liefert eine Reihenfolge, aber noch keine genaue Jahreszahl. Zusätzlich können Leitfossilien helfen.

„Absolut“ bedeutet hier nicht „völlig ohne Unsicherheit“. Das Ergebnis hängt von der geeigneten Probe und den Bedingungen des Verfahrens ab.

Die Radiokarbonmethode eignet sich nur für vergleichsweise junge Reste mit erhaltenem ursprünglichem Kohlenstoff. Für Millionen Jahre alte Fossilien ist zu wenig des radioaktiven Kohlenstoffs übrig. Ihr Alter wird häufig indirekt eingegrenzt: Forschende datieren mit anderen radioaktiven Stoffen geeignete Minerale in vulkanischen Schichten über oder unter der Fundschicht.

Auch die relative Datierung hat Bedingungen: Die Schichten dürfen nicht umgekippt sein. Außerdem dürfen ältere Fossilien nicht nachträglich aus einer älteren Schicht ausgewaschen und in einer jüngeren erneut abgelagert worden sein.

Ein Fossil liefert Hinweise, aber nicht automatisch eine vollständige Geschichte. Forschende verbinden deshalb mehrere Beobachtungen.

Aus Fossilien können sie unter anderem erschließen:

• welche Lebewesen früher vorkamen;
• welchen Körperbau sie besaßen;
• in welcher Umwelt sie gelebt haben könnten;
• wie sich Merkmale in zeitlich geordneten Fossilfolgen veränderten;
• welche Bewegungen oder Verhaltensweisen Spuren nahelegen;
• wie sich Leben und Umwelt im Verlauf der Erdgeschichte wandelten.

Evolution bedeutet, dass sich die erblichen Merkmale von Populationen über Generationen verändern; eine Population ist eine Gruppe von Lebewesen derselben Art in einem Gebiet. Fossilfolgen sind wichtige Belege für Evolution, weil sie zeigen können, dass Organismengruppen und Merkmale im Lauf der Zeit auftreten, sich verändern oder verschwinden. Einzelne Funde beweisen jedoch nicht jede vermutete Verwandtschaft. Dafür müssen Fossilien zeitlich eingeordnet und mit weiteren Merkmalen und Belegen verglichen werden.

Du hast den Lernweg geschafft, wenn du einen Fund zuerst als Körperrest oder Spur einordnest, seinen möglichen Erhaltungsweg erklärst und klar zwischen Beobachtung und begründeter Schlussfolgerung unterscheidest.