Wie entstehen Fossilien?

Wenn Tiere, Pflanzen und andere Organismen sterben, zerfallen sie normalerweise vollständig. Aber manchmal, wenn die Bedingungen genau richtig sind, werden sie als Fossilien konserviert.

Nach Angaben des New York State Geological Survey entstehen Fossilien durch verschiedene physikalische und chemische Prozesse.

Durch Einfrieren, Trocknen und Einhüllen, z. B. in Teer oder Harz, können Ganzkörperfossilien entstehen, die Körpergewebe konservieren. Diese Fossilien repräsentieren die Organismen, wie sie waren, als sie lebten, aber diese Art von Fossilien sind sehr selten.

Die meisten Organismen werden zu Fossilien, wenn sie durch verschiedene andere Mittel verändert werden.

Die Hitze und der Druck, die durch das Eingraben im Sediment entstehen, können manchmal dazu führen, dass das Gewebe von Organismen – einschließlich Pflanzenblättern und den weichen Körperteilen von Fischen, Reptilien und wirbellosen Meerestieren – Wasserstoff und Sauerstoff freisetzt und einen Rest von Kohlenstoff zurücklässt.

Dieser Prozess – der Karbonisierung oder Destillation genannt wird – ergibt einen detaillierten Kohlenstoffabdruck des toten Organismus in Sedimentgestein.

Die häufigste Methode der Fossilisierung wird Permineralisierung oder Versteinerung genannt. Nachdem die Weichteile eines Organismus im Sediment zerfallen sind, bleiben die harten Teile – vor allem die Knochen – zurück.

Wasser sickert in die Überreste, und im Wasser gelöste Mineralien dringen in die Zwischenräume der Überreste ein, wo sie Kristalle bilden. Diese kristallisierten Mineralien bewirken, dass die Überreste zusammen mit dem sie umhüllenden Sedimentgestein aushärten.

Bei einem anderen Fossilisationsprozess, dem sogenannten Replacement, ersetzen die Mineralien im Grundwasser die Mineralien, aus denen die Körperreste bestehen, nachdem das Wasser die ursprünglichen harten Teile des Organismus vollständig aufgelöst hat.

Fossilien entstehen auch aus Abdrücken und Abgüssen. Wenn sich ein Organismus in Sedimentgestein vollständig auflöst, kann er einen Abdruck seines Äußeren im Gestein hinterlassen, der als äußere Form bezeichnet wird. Wenn sich diese Form mit anderen Mineralien füllt, wird sie zu einem Abguss.

Eine innere Form bildet sich, wenn Sedimente oder Mineralien den inneren Hohlraum eines Organismus, wie z. B. eine Schale oder einen Schädel, ausfüllen und sich die Überreste auflösen.

Organische Überreste

In den letzten Jahren haben Forscher entdeckt, dass einige Fossilien nicht nur aus Mineralien bestehen. Fossilanalysen haben zum Beispiel gezeigt, dass einige organisches Material enthalten, das auf die Kreidezeit, eine Periode, die von 65,5 Millionen bis 145,5 Millionen Jahren dauerte, und die Jurazeit, die von 145,5 Millionen bis 199,6 Millionen Jahren dauerte, datiert wird

Tests legen nahe, dass diese organischen Materialien zu Dinosauriern gehören, weil sie mit bestimmten Proteinen von Vögeln übereinstimmen, die sich aus Dinosauriern entwickelten.

„Früher hielt es niemand für möglich, dass endogenes Material – also Material, das vom Tier stammt – nach dem Fossilisationsprozess zurückbleiben könnte“, sagt Ken Lacovara, der Dekan der School of Earth and Environment an der Rowan University in New Jersey. „Das ist nicht wirklich der Fall.“

Es ist unklar, wie das organische Material konserviert wird, aber Eisen könnte dazu beitragen, dass die Proteine vernetzt und unerkennbar werden, oder nicht verfügbar für die Bakterien, die sie sonst verbrauchen würden, sagte Lacovara. (Formaldehyd funktioniert auf ähnliche Weise, indem es die Aminosäuren, aus denen die Proteine bestehen, vernetzt und sie so widerstandsfähiger gegen den Zerfall macht, sagte Mary Schweitzer, Molekularpaläontologin an der North Carolina State University, gegenüber Live Science.)

Eine andere Idee ist „mikrobielles Mauerwerk“, sagte Lacovara. „Es ist möglich, dass die Bakterien, die sich anfangs durch das Gewebe gefressen haben, Mineralien als Abfallprodukt absondern, die dann ein wenig von dem, was zurückbleibt, hermetisch abdichten“, fast wie ein Steinmetz, der eine Struktur abdichtet, sagte er gegenüber Live Science.

Außerdem scheint Sandstein – ein Gestein aus sandgroßen Körnern von Mineralien, Sedimenten oder anorganischem Material – die beste Art von Umgebung zu sein, um organisches Material in Fossilien zu konservieren.

„Sandstein ist wie ein Haufen Volleybälle, die übereinander sitzen, mit großen Zwischenräumen dazwischen“, sagte Lacovara. „Es scheint also, dass ein schneller Zerfall den Konservierungsprozess fördern könnte. Vielleicht brauchen wir die Bakterien, um schnell durchzukommen und sich durch das Sediment zu fressen, damit sie etwas davon absondern können.“

Zusätzliche Berichterstattung von Staff Writer Laura Geggel.

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