Tsunamite

Spätestens nach der Weihnachts-Katastrophe 2004 ist das Interesse an Ablagerungen die durch Tsunami(s) entstehen enorm gewachsen - das Erkennen von Paleo-Tsunamis ermöglicht es nämlich gefährdete Bereiche abzuschätzen und eventuell eine Statistik über die Wiederkehrwahrscheinlichkeit eines solchen Ereignisses aufzustellen.
 
Verschiedene Ansätze haben sich mit der Korngrößenverteilung von Sedimenten beschäftigt, um Tsunami-Ablagerungen, so genannte Tsunamite, von gewöhnlicher Hintergrundsedimentation an Küsten zu unterscheiden. Generell sind Tsunami-Ablagerungen grobkörniger und normal gradiert, Strand-Ablagerungen dagegen sind feinkörniger und weisen keine charakteristische Abfolge auf. Tsunamite müssen nicht mächtig sein - der Tsunami von 2004 lagerte eine nur 0,8 bis max. 4 m dicke Schicht ab. 
Der Kontakt zu früheren Ablagerungen (zumeist Böden des Landesinneren) ist eine erosive Diskordanz, an der Basis einer Tsunami-Schicht können daher auch Intraklasten, die vom Untergrund herausgerissen wurden, auftreten.  Kornverteilung in der gesamten Abfolge ist meistens chaotisch, von riesigen Blöcken über Sand bis hin zu Feinschlamm, generell nimmt jedoch die mittlere Korngröße in der stratigraphischen Abfolge nach oben hin ab.

 Abb.1. Generelles Schema einer Tsunami-Stratigraphie.

Aufgrund der Verteilung der Korngrößen innerhalb rezenter Tsunamite wurden die Ablagerungsbedingungen innerhalb eines Tsunamis rekonstruiert: zunächst transportieren starke Grundströmungen rollend grobkörniges Material, darauf folgen normal gradierte Feinsedimente, von schwächeren Strömungen bzw. Stillwasser abgelagert. Diese Abfolge kann mehrfach auftreten, je nach Anzahl und Stärke aufeinanderfolgenden Tsunami-Wellen. Ein Großteil der Sedimente wird in Suspension transportiert, daher fallen die feinen Partikel bei nachlassender Strömung und geringeren Turbulenzen aus - hier gleichen die Tsunami-Ablagerungen normal abgelagerten Stillwassersedimenten.
Die Dicke und mittlere Korngröße von Tsunami-Schichten nimmt generell landeinwärts hin ab, allerdings können topographische Faktoren die Verteilung beeinflussen, so sind auch Tsunamite bekannt bei denen die Korngröße ins Landesinnere hin zunimmt.

Literatur:

DAWSON, A.G. & STEWART, I. (2007): Tsunami deposits in the geological record. Sedimentary Geology 200: 166-183
GOFF-CHAGUE, C.; SCHNEIDER, J.-L.; GOFF, J.R.; DOMINEY-HOWES, D & STROTZ, L. (2011): Expanding the proxy toolkit to help identify past events - Lessons from the 2004 Indian Ocean Tsunami and the 2009 South Pacific Tsunami. Earth-Science Reviews 107: 107-122
PETERS, R. & JAFFE, B. (2010): Identification of Tsunami Deposits in the Geologic Record: Developing Criteria Using Recent Tsunami Deposits. USGS, Reston, Virginia: 39
SHIKI, T.; TSUJI, Y.; YAMAZAKI, T. & MINOURA, K. (2008): Tsunamiites Features and Implications. Elsevier: 426

Der Donnerstein von Ensisheim

"Bey einem solchen Zusammensturz werden sich nach allgemeinen Naturgesetzen folgende Phänomene ereignen: Trüber Himmel ist das erste, dann Regen, Hochgewitter und Orkane; die Seen und Flüsse treten endlich aus den Ufern, das Meer geht von Osten nach Westen über die niedrigsten Küstenländer und dann später auch über die höchsten Erdrücken hinweg…[] Fällt er auf die südliche Erdhälfte, so haben wir Orkane, Erdbeben und wegen der Wasserverteilung zuletzt Überschwemmungen über die höchsten Berge; fällt er in die nördliche, so sehen wir nichts davon, denn wir sind dann schon lange todt, weil sich die Wasser beyder Weltkörper zuerst berühren und bey uns zu mehr als tausend Meilen aufthürmen…[]
Gänzlicher Untergang aller auf dem Lande lebender Wesen wird die Folge seyn und wenn sich nach Jahrtausenden einst das Meerwasser in dem Äther verloren hat, werden auch neue Thierarten auf dem Lande zu leben häufige Versuche gemacht haben, wovon ihnen ohne Zweifel nach Jahrtausenden mehrere gelungen seyn werden."
Franz von Paula Gruithuisen (1774-1852) "Ueber die Natur der Kometen..." (1811)

Am 7. November 1492, um 11.30 geschah ungeheuerliches nahe der Stadt Ensisheim im heutigen Elsass. Am Himmel war ein "Blitz und lang anhaltendes Donnern" zu hören und bald darauf wurde in einem Weizenfeld ein Stein in einem "halben Menschenlänge" tiefen Loch entdeckt. Mit Hilfe einiger starker Männer und eines Ochsenkarrens wurde der Stein in einer feierlichen Prozession in die Stadt gebracht.

Abb.1. In einem zeitgenössischen Bild aus der “Schweizer Bilderchronik des Luzerners“, von Diebold Schilling  (1512), wird der seltsame Vorfall von Ensisheim ausführlich dargestellt und beschrieben.

Der österreichische Kaiser Maximilian I der in der Stadt weilte ordnete an den Stein in der örtlichen Kirche zu verwahren. Dies schien notwendig, da solch seltsame, vom Himmel gefallene Steine als gefährliche Vorboten des Krieges, der Pest und der Hungersnot angesehen wurden. Nur indem man den Stein in Ketten auf heiligen Boden verwahrte konnte der böse Bann gebrochen werden. Allerdings verhinderte der vermeintliche Fluch nicht das der Kaiser und andere Personen Stücke als Souvenir vom Stein abschlagen ließen. 

Der 127 Kilogramm schwere Stein wurde rasch als "Donnerstein von Ensisheim" bekannt und die Nachricht wurde mittels Flugblätter in ganz Europa verbreitet. In einem der ersten Broschüren betont der Humanist Johann Bergmann von Olpe dass in den vorherigen Jahren bereits viele seltsame Erscheinungen am Himmel beobachtet wurden, keine aber seltsamer als dieser Stein, dessen Donner angeblich über ganz Europa gehört wurde.
Der Donnerstein von Ensisheim ist heute einer der ältesten beschriebenen Meteoritenfälle von denen Material noch erhalten ist. Viele Meteoriten, vor allem wenn sie aus Eisen bestanden, wurden als Rohmaterial verwendet, oder im Laufe der Zeit zerstückelt um Kuriositätenkabinetten zu zieren oder gingen einfach verloren. Die Herkunft der Steine vom Himmel oder genauer gesagt aus dem All wurde erst im späten 18. Jahrhundert wissenschaftlich beschrieben. In 1794 publiziert der Deutsche Arzt und Anwalt Ernst Friedrich Chladni (1756-1827) eine umfangreiche Sammlung von Augenzeugenberichte und geologisch-petrologischen Untersuchungen unter dem Titel "Über den Ursprung der von Pallas gefundenen und anderer ihr ähnlicher Eisenmassen, und über einige damit in Verbindung stehende Naturerscheinungen".

Literatur:

BÜHLER, R.W. (1992): Meteorite – Urmaterie aus dem interplanetaren Raum. Weltbild Verlag:, Augsburg: 192

Das Erdbeben von Lissabon

Zusammenfassung des Artikels auf Scientific American
"November 1, 1755: The Earthquake of Lisbon: Wrath of God or Natural Disaster?"

Am 1. November 1755 - Allerheiligen - bereitete sich die portugiesische Hafenstadt und Hauptstadt Lissabon auf einen sonnigen und feierlichen Tag vor.
Um 9:40  begann eine Folge von drei Erdbeben die insgesamt 6 bis 10 Minuten dauern sollte. Die Einwohner flüchteten in Panik aus den engen Gassen und vor den herabstürzenden Trümmern in Richtung Regierungsviertel und Hafen, wo große offene Plätze Sicherheit versprachen. Aber vierzig Minuten nach dem ersten Erdbeben rollte eine bis zu 14 Meter hohe Flutwelle auf die Kaianlagen und dem Flusslauf des Tejo hinauf - tausende Menschen wurden von der Flut fortgerissen. Nach dem Beben und der Flut brach Feuer in der Stadt aus - die Brände wüteten für Tage - am Ende waren dreiviertel der Gebäude der Stadt dem Erdboden gleichgemacht.
Die Auswirkungen des Erbebens, in Form von Erschütterungen,waren beinahe in ganz Nordeuropa  spürbar, die Tsunami-Welle erreichte sogar die Küsten der karibischen Inseln.

Dokumentation "Wilder Planet - Gefahr für Lissabon" (12.07.2009)

Die Zerstörung des erzkonservativen Lissabon hatte weitreichende Folgen für die Theologie und Philosophie des ausklingenden 18 Jahrhunderts. Wie konnte Gott die Zerstörung und so großes Leid zulassen?
Viele Naturphilosophen hatten bereits seit dem Altertum Erdbeben als natürliche Erscheinungen angesehen - Auswirkungen von Luftzirkulation in der Kruste der Erde, elektrische Entladungen oder Explosionen von brennbaren Gasen - oder zumindest als Wirkungen eines Gottes der mittels Naturgesetze die Welt beeinflusste.
Aber erst mit der Verbreitung der Neuigkeiten aus Lissabon wurde die Diskussion, ob Erdbeben Erscheinungen die mittels Naturgesetze beschrieben und erklärt werden können, in eine breitere Öffentlichkeit getragen.

"Wir akzeptieren Schießpulver, Feuer und Gift als gewöhnliche Gefahren des Lebens, und wir glauben nicht, dass uns diese Dinge auf übernatürlichen Befehl ereilen, als Strafe für unsere Sünden. Nur wenn es sich um Erdbeben handelt, dann rutschen wir zurück in die Panik unserer primitiven Ängste. Wir müssen nun versuchen, uns anzugewöhnen, an Erdbeben zu denken, wie wir an Stürme denken, und zu erkennen, dass sie wirklich sehr normale Ereignisse sind…[]"
Antonio Nunes Ribeiro Sanches (1699-1783), portugiesischer Arzt und Intellektueller

Literatur:

KÖLBL-EBERT, M. (2005): Lissabon 1755 – Anatomie einer Erderschütterung. Archaeopteryx – Jahreszeitschrift der Freunde des Jura-Museums Eichstätt 23: 83-98
KOZAK, J. & CERMAK, V. (2010): The Illustrated History of Natural Disasters. Springer-Verlag: 203
UDIAS, A. (2009): Earthquakes as God’s punishment in 17th- and 18th-century Spain. In KÖLBL-EBERT, M. (ed.) Geology and Religion: A History of Harmony and Hostility. The Geological Society, London, Special Publications, 310: 41-48
WALKER, B. (1982): Earthquake – Planet Earth. Time Life Books: 154

Auf den Spuren der Spurenkunde

Zusammenfassung des Artikels auf Scientific American
"On the Track of Ichnology"

"Allerdings hat Barrymore bei der Untersuchung eine falsche Behauptung aufgestellt. Er sagte, um den Leichnam herum habe es keine anderen Abdrücke gegeben. Er habe jedenfalls keine gesehen. Aber ich habe welche bemerkt - etwas entfernt, doch frisch und deutlich zu erkennen."
"Fußspuren?"
"Fußspuren."
"Von einem Mann oder einer Frau?"
Dr. Mortimer schaute uns einen Moment merkwürdig an und seine Stimme wurde fast zu einem Flüstern, als er antwortete:
"Mr. Holmes, es waren die Abdrücke eines riesengroßen Hundes!"
"Der Hund der Baskervilles"; Arthur Conan Doyle 1901

Ichnologie - die Spurenkunde - gilt als relativ junger Zweig der Geowissenschaften, da die erste (nach heutigen Kriterien) wissenschaftliche Publikation über Wirbeltierspuren aus Permischen Sandstein-Formationen erst 1831 veröffentlicht wurde. Allerdings haben bereits alte Legenden oft Spuren als die Ergebnisse einer Bewegung oder des Verhaltens eines Organismus erkannt, auch wenn letztendlich die Verursacher als mythische Wesen -Riesen oder Sündflut-Vögel - identifiziert wurden. Ichnologie untersucht die Spuren und Zeichen die Organismen in ihrer Umwelt hinterlassen, die bekanntesten sind Trittsiegel und Fußspuren, aber auch Bohrgänge, Nester, Grabbauten, Abdrücke, Spuren von Pflanzenwurzeln, Exkremente und menschliche Artefakte können dazu gezählt werden.

 

Abb.1. Isochirotherium infernii - fossiler Fußabdruck. Die Zuordnung einer Ichno-art zu einer realen Art ist schwierig, nur in seltenen Fällen sind nämlich Verursacher und Spur zusammen erhalten. Allerdings kann man durch anatomische Studien der fossilen Reste aus denselben Gesteinsformationen auf eine mögliche Verbindung schließen. Chirotherium wird mit frühen Vertretern der Archosauria in Verbindung gebracht.

Ichnofossilien wurden bereits im Altertum als etwas Außerordentliches anerkannt, die frühesten naturwissenschaftlichen Deutungen stammen allerdings aus dem 15 Jahrhundert.
Das Universalgenie Leonardo da Vinci (1452-1519) war sehr an Geologie interessiert und erkannte auch die organische Natur von Fossilien. Die Gebiete um die italienische Po-Ebene sind reich an Aufschlüssen mit mesozoischen und känozoischen Sedimente, die neben gewöhnlichen Fossilien auch zahlreiche Spurenfossilien enthalten.

Abb.2. Chondriten aus der "Marne a Fucoidi" -Formation (Mergel der Oberkreide), Fundort Bottaccione-Schlucht nahe der Stadt Gubbio, Umbrien.

"In den Bergen rund um Parma und Piacenza, noch im Gestein steckend, werden zahlreiche Schalen und Korallen entdeckt, die voller Bohrgänge sind. Wenn ich in Mailand ...[]...arbeitet brachten gewisse Bauern ganze Säcke zu mir in die Werkstatt."

Leonardo erkannte dass Spuren auf den einzelnen Schichtflächen beweißen, dass es sich um ehemalige Oberflächen eines Sandstrandes handelt

"... zwischen der einen und anderen Gesteinsschicht sind [zu finden] die Spuren von Würmern, welche in ihnen krochen als sie noch nicht trocken waren"

Leider vertraute Leonardo all diese Beobachtungen und Spekulationen nur seinen geheimen Notizbüchern an, in der Geschichte und Entwicklung der modernen Geologie spielt er daher eigentlich keine Rolle.
Aber es waren auch gefährliche Zeiten, der italienische Naturforscher Ulisse Aldrovandi (1522-1605) verbrachte seine letzten Lebensjahre in Hausarrest, auch aufgrund seiner wissenschaftlichen Studien.
Wie da Vinci war Aldrovandi ein Sohn der Renaissance: Er studierte Jura und Philosophie, zeigte sich aber auch an Zoologie, Botanik, Medizin und Geologie interessiert.
In einer seiner wichtigsten naturwissenschaftlicher Arbeiten - das "Musaeum Metallicum" veröffentlicht im Jahre 1648 - beschreibt er, klassifiziert und zeichnet hunderte von "fossilia", ein Begriff der alle Gegenstände die aus der Erde ausgegraben wurden umfasst: Gesteine, Böden, fossile Harze, Mineralien und Spurenfossilien - und nebenbei auch einige Monster und andere Kuriositäten.
Aldrovandi vergleicht auch einige Fossilien mit anatomischen Teilen oder Spuren von modernen Tierarten, bei anderen "fossilia" bevorzugt er dann doch die Erklärung einer inorganischen Genese - Fossilien im moderne Sinn, als versteinerte Organismenreste, werden erst 300 Jahre später allgemein akzeptiert sein.

Abb.3. Abbildung von "fossilia" aus Aldrovandi´s "Musaeum Metallicum" (1648), die obere bezeichnete er als "Silicem dactylitem", in Anlehnung an die modernen Bohrgänge von Pholas dactylus, eine am Mittelmeer verbreitete Art von Muschel die in selbst gegrabene Hohlräumen im Kalkgestein lebt. Aldrovandi stellt klar eine Verbindung von den fossilen Bohrgängen zu der modernen Aktivität von grabenden Organismen auf.
Die untere "fossilia" bleibt dagegen ein Rätsel, Aldrovandi beschreibt sie als Schlangenstein, bleibt aber ein Erklärung schuldig. Die fabelhafte, realistische Darstellung lässt vermuten dass es sich um Grabgänge von einem wurmartigen Organismus (oder zumindest ein wirbelloses Tier) handelt (Cosmorhaphe).

Abb.4. Spurenfossilien in Sandsteinen der Gröden-Formation (Dolomiten).

Aldrovandi´s Spekulationen sind nicht immer richtig: Bei manchen Objekten ist er völlig ratlos um was es sich handeln könnte, manchmal  vermutet er bei Mineralien eine organische Bildung, er beschreibt Steine mit menschlichen Gesichtern und sogar versteinerte Katzen. Dies mindert aber nicht seine Bemühungen Ordnung in das anscheinende Chaos von Fossilien, Mineralien und Gesteine zu bringen - begrenzt  in seier Forschung durch das Wissen und die Möglichkeiten seines Zeitalters, besteht doch kaum Zweifel dass Aldrovandi seiner Zeit um Jahrhunderte voraus war.

Literatur:

BAUCON, A. (2008): Italy, the Cradle of Ichnology: the legacy of Aldrovandi and Leonardo. Studi Trent. Sci. Nat., Acta Geol., 83: 15-29
BAUCON, A. (2009): Ulisse Aldrovandi (1522-1605): The Study of Trace Fossils During the Renaissance. Ichnos, 16: 4, 245 – 256
BAUCON, A.. (2010): Leonardo da Vinci, the founding father of Ichnology. PALAIOS 25: 361-367
LEONARDI, G. (2008): Vertebrate ichnology in Italy. Studi Trent. Sci. Nat., Acta Geol., 83 (2008): 213-221
LOCKLEY, M. &  MEYER, C. (2000): Dinosaur Tracks and other fossil footprints of Europe. Columbia University Press: 323
MAYOR, A. & SARJEANT, W.A.S. (2001): The Folklore of Footprints in Stone: from Classical Antiquity to the Present. Ichnos 8(2): 143-163
WAGNER, E.J. (2006): The Science of Sherlock Holmes – From Baskerville Hall to the Valley of Fear, the Real Forensics Behind the Great Detective’s Greatest Cases. John Wiley & Sons: 244

Archaeopteryx: Die Alte Feder

Eine kurze Notiz, nicht einmal eine ganze Seite lang, zurückdatiert auf den 30. September 1861: so benennt der deutsche Paläontologe Christian Erich Hermann von Meyer eine sensationelle neue Art und das was noch heute als Popikone der Evolutionslehre angesehen wird: Archaeopterix [sic*] lithographica. Meyer hatte den Abdruck einer einzelnen Feder untersucht die 1860 in der Plattenkalk-Formation von Solnhofen entdeckt worden war. Nachdem er festgestellt hatte, dass es sich bei dem Fossil weder um eine Fälschung noch um ein rezentes Exemplar handelte, und nach der Entdeckung eines beinahe vollständigen Exemplar in 1861 (Londoner Exemplar), fühlte er sich sicher genug um das Fossil als neue Art von mesozoischen Vogel zu bestimmen - der erste bekannte Vogel aus dem Erdmittelalter überhaupt. 

Abb.2. Der Abdruck und Gegenabdruck der ersten beschriebenen Archaeopteryx-Feder wird heute im Paläontologischen Museum in München und Naturhistorischen Museum Berlin aufbewahrt.

Archaeopteryx gehört heute, 150 Jahre nach der Erstbeschreibung, zu den seltensten fossilen Wirbeltierarten - nur 10 Exemplare sind offiziell bekannt.

Literatur:

MEYER v., H. (1861): Archaeopterix lithographica (Vogel-Feder) und Pterodactylus von Solenhofen. Neues Jahrbuch fur Mineralogie, Geognosie, Geologie und Petrefakten-Kunde. 6: 678-679
OWEN, R. (1863): On the Archaeopteryx of von Meyer, with a description of the fossil remains of a long-tailed species, from the lithographic stone of Solenhofen. Philosophical Transactions of the Royal Society of London 153: 33-47 

* im Inhaltsverzeichnis des Jahrbuchs hat sich offensichtlich ein Fehlerteufel ausgetobt, Meyer selbst nutzt die richtige Schreibweise in seiner Notiz

Die Gletschermumie

Zusammenfassung des Artikels auf Scientific American
"September 19, 1991: The Iceman Natural History"

Es war ein schneller und einsamer Tod, der ungefähr 45 Jahre alte Mann wurde von einem Pfeil in den Rücken getroffen und verblutete innerhalb weniger Minuten hingekauert in einer Flachen Mulde im steinigen Gelände. Die Leiche wurde am Tatort zurückgelassen, die Angreifer vermuteten wohl das Tiere und die Zeit die Leiche "entsorgen" würden, aber die trockene und kalte Luft auf über 3.200 Meter Meereshöhe trocknete den Körper rasch aus. Während des Winters bedeckte Schicht um Schicht aus Schnee die Mulde und den Körper, der Schnee wandelte sich mit der Zeit in Eis um und das Eis konservierte den Leichnam für die nächsten Jahrtausende.

Abb.1. und 2. Schnee bedeckt im Spätsommer die Mulde in der die Mumie eines kupferzeitlichen Mannes gefunden wurde.

Erst am 19. September 1991 - vor 20 Jahren - entdeckten zwei deutsche Touristen, Helmut und Erika Simon, auf eine Wandertour rund um die Similaunhütte die Mumie die nach einer starken Abschmelzphase der Gletscher aus dem Eis herauslugte.
Ötzi - wie er bald darauf von den Medien getauft wurde - ist eine einzigartige Zeitkapsel aus der Epoche der späten Kupferzeit. Aber die Untersuchung des Leichnams und der mitgeführten Ausrüstung erbrachte nicht nur kulturgeschichtlich wichtige Informationen, sondern lieferte auch Hinweiße der Gletschergeschichte während der ersten Hälfte des Holozäns. Glaziale Sedimente die aus diesem Zeitabschnitt stammen existieren praktisch nicht, spätere Gletschervorstöße haben sie erodiert. Kleinere Gletscherstände wurden jedoch aufgrund klimatischer Hinweiße aus Pollenkurven vermutet.
Während des letzten Hochglazials vor ungefähr 18.000 waren die Zentralalpen beinahe vollständig von Eis bedeckt, nur die höchsten Grate und Gipfel lagen wie Inseln inmitten des weißen Meers verteilt. Im Bereich der Similaunhütte konnte eine Erosionslinie die vom fließenden Gletschereis verursacht wurde auf eine Meerehöhe von 3.060 zu 3.400 Metern gefunden werden.
Die Mumie liegt auf 3.200 Metern und wurde mittels Radiokarbonmethode auf ein Alter von 4.500-4.580 Jahre datiert. Die Einbettung in Eis und die gute Erhaltung lassen vermuten dass Ötzi relativ rasch nach seinem Tod von Schnee und später von Eis bedeckt wurde - die Landschaft also zunächst eisfrei war und sich bald darauf ein Gletscher zu bilden begann. Dieser klimatische Wandel ist auch durch Bodenhorizonte nahe der Fundstelle belegt, die ebenfalls Alter von 5.600 bis 3.800 Jahre aufweisen. Böden brauchen ein eisfreies Gelände und größere Zeitabschnitte um sich zu bilden, man vermutet 500 bis 1.200 in diesem Fall - also herrscht zumindest in diesen Zeitabschnitt ein relativ mildes Klima.
Der Eismann und seine Fundstelle beweißen dass zwischen 9.000 und 5.000 Jahren die Gletscher kleiner waren als in der nachfolgenden zweiten Hälfte des Holozäns.

Auch die Artefakte ermöglichen eine Rekonstruktion der Umgebung von Ötzi. Der Mann aus dem Eis konnte aus einer reichen Umwelt benötigte Rohstoffe gewinnen: Die Axt und der Bogen sind aus elastischem Holz der Eibe (Taxus baccata) hergestellt, die 14 Pfeile aus hartem Holz der Hasel (Corylus avellana), der Dolchgriff besteht aus hartem Eschenholz (Fraxinus excelsior), das Halfter ist mit Rinde der Linde (Tilia) hergestellt. In einem Birkenrindengefäß (Betula) wurde Holzkohle von Fichte oder Lärche (Picea / Larix), Kiefer (Pinus mugo), Grünerle (Alnus viridis), Weide (Salix reticulata) und Ulme (Ulmus) gefunden.

Die meisten dieser Arten kommen noch heute in den Tallagen des Vinschgaus und des Schnalstales vor: ein von Laubholz dominierter, Wärme-liebender Mischwald.

Die botanische Hinweiße bestätigen ein Klima vergleichbar den modernen Verhältnissen, mit Gletschern ähnlicher Ausdehnung wie in den modernen Zeitepochen - allerdings mit der fortschreitenden Klimaerwärmung und der verstärkten Gletscherschmelze sind die Gletscher auf ein historisches Minimum zurückgewichen, dass in den letzten 5.000 Jahren nicht unterschritten wurde  - und sie schmelzen weiter.

Abb.3. Rekonstruktion des Holozäns in den europäischen Alpen mit Gletscherschwankungen in der Schweiz und Österreich nach MAISCH (2000), PATZELT et al. (1996) und PATZELT (2000). Der erste Teil des Holozäns wurde von einem relativ milden Klima gekennzeichnet, mit geringfügigen Schwankungen der Alpengletscher - Ötzi starb während eines Gletschervorstoßes mit der Bezeichnung Rotmoos II.

Literatur:

BARONI, C. & OROMBELLI, G. (1996): Short paper – the alpine “Iceman” and Holocene Climatic Change. Quaternary Research 46: 78-83
MAGNY, M. & HAAS, J.N. (2004): Rapid Communication – A major widespread climatic change around 5300 cal. yr BP at the time of the Alpine Iceman. Journal of Quaternary Science 19(5): 423-430
MAISCH, M. (2000): The longterm signal of climate change in the Swiss Alps: Glacier retreat since the end of the little Ice Age and future ice decay scenarios. Geogr. Fis. Dinam. Quat. 23: 139-151
OEGGL, K. (2009): The significance of the Tyrolean Iceman for the archaeobotany of Central Europe. Veget. Hist. Archaeobot. 18:1-11
PATZELT, G.; BORTENSCHLAGER, S. & POSCHER, G. (1996): Exkursion A1 – Tirol: Ötztal-Inntal. Exkursionsführer DEUQUA-Tagung Gmunden/Oberösterreich 14-16.9.1996: 23
PATZELT, G. (2000): Natürliche und anthropogene Umweltveränderungen im Holozän der Alpen. Rundgespräche der Komission für Ökologie, Bd. 18 Entwicklung der Umwelt seit der letzten Eiszeit: 119-125

Goethes Geologische Betrachtungen

"Er sondere sorgfältig aus, was er gesehen hat, von dem, was er vermutet oder schließt. Jede richtig aufgezeichnete Bemerkung ist unschätzbar für den Nachfolger, indem sie ihm von entfernten Dingen anschauende Begriffe gibt, die Summe seiner eigenen Erfahrung vermehrt und aus mehreren Menschen endlich ein gleichsam ein Ganzes macht."
Johann Wolfgang von Goethe in einem Brief an Herzog Ernst II, 1780.

Johann Wolfgang von Goethe (1749-1832) - ist heute als der deutsche Autor und Dichter bekannt, nebenher betätigte er sich aber auch als Anwalt, Politiker, Künstler und als begeisterter Naturwissenschaften. Besonders die Geologie und Paläontologie hatte es ihm angetan, und zeitlebens untersuchte er verschiedene geologische und paläontologische Phänomene.
Eines dieser Phänomene lag genau vor seiner Haustür, oder besser gesagt, unter ihr.
Im Jahre 1775, Goethe war bereits ein hoch angesehener Autor, wurde er nach Weimar auf den Hof des Herzogs Carl August eingeladen und die Stelle des Minister für Berg- und Wegebau angeboten. Der Herzog wird ein guter Freund Goethes werden und ihn zeitlebens in seinen naturwissenschaftlichen Studien fördern.

"Ich kam höchst unwissend in allen Naturstudien nach Weimar, und erst das Bedürfnis, dem Herzog bei mancherlei Unternehmungen, Bauten, Anlagen praktische Ratschläge geben zu können, trieb mich zum Studium der Natur."

Goethe wurde bald darauf vom Sammelfieber gepackt, in den Jahren 1780 bis 1832 sammelte, tauschte und kaufte er mehr als 18.000 mineralogische, paläontologische und geologische Kuriositäten - allein die Fossilien umfassen 718 Exemplare.
Besonders interessant in dieser Sammlung sind an die 100 Proben die er in quartären Travertinen aus der Umgebung von Weimar sammelte. Der Untergrund von Weimar besteht aus mesozoischen Kalksteinen, das durchsickernde Grundwasser ist daher stark an Calciumkarbonat übersättigt. An Quellen und Rinnsälen fällt der Kalk in Form von Travertin aus, der auch heute noch organische Reste mit einer Hülle aus Kalkkristallen umschließt. In den Warmzeiten der letzen glazialen Periode war die Kalkausfällung sogar noch stärker als heute.
Die Ehringsdorf- Formation, wie der Travertin nach einem kleinen Dorf nahe dem Stadtzentrum von Weimar geologisch benannt wurde, ist reich an Pflanzenabdrücken und besonders an Fossilien von großen Säugern, die im Travertin versiegelt wurden und teilweise noch in der Originalsubstanz erhalten geblieben sind.
Zu den bemerkenswertesten Fossilien aus der Ehringsdorf-Formation gehören Fragmente von Stoß- und Backenzähnen des zwischeneiszeitlichen Waldelefanten Palaeloxodon antiquus, Fragmente des Kiefers und Zähne des Wollnashorns Dicerorhinus kirchbergensis, Knochen und Zähne des Eiszeitbisons Bison priscus, Knochen einer Pferdeart (Equus taubachensis), Knochen der Braunbär (Ursus arctos), Knochen- und Geweihfragmente von Rotwild (Cervus elaphus) und ein "versteinertes Ei" eines Kranichs (Grus grus).

Goethe beschäftigte sich mit der Idee seine geologische und paläontologische Beobachtungen der Fossilien von Weimar zu veröffentlichen und kontaktierte am 8., Januar 1819 den Geologe Carl Caesar von Leonhard (1779-1862), Herausgeber der bedeutenden Fachzeitschrift "Leonhards Taschenbuch für Geologie und Mineralogie":

"So haben wir ganz nahe bei Weimar treffliche fossile Knochen neuerdings entdeckt: eine halbe Oberkinnlade mit Zähnen, ganz dem Paläotherium ähnlich, mit Resten von Elephanten, Hirschen, Pferden und was sich sonst zusammen zu halten pflegte."

Abb.1. Kieferknochen und Zahn eines Rothirsches (Cervus elaphus) aus der Sammlung Goethes. Teile der Sammlung sind heute in der "Parkhöhle" (ein Stollensystem das ab 1795 angelegt wurde, und in den folgenden Jahrhunderten als Steinbruch, Lagerraum, Brauerei, Luftschutzkeller und Museum verwendet wurde), im Park an der Ilm, ausgestellt.

Abb.2. Kieferknochen und Zahn von Stephanorhinus (Dicerorhinus) kirchbergensis. Die alten Etiketten zu den Sammlungsstücken stammen teilweise aus der Hand von Goethes Sohn August.

Abb.3. Equus sp. - Zähne.

Doch aufgrund seiner politischen Ämter und anstehenden Aufgaben wurde der geplante Artikel nie fertig gestellt.
Einige Jahre später, im Jahre 1821, setzte sich der Amateur-Geologe Christien Kieferstein (1784 -1866) mit Goethe in Kontakt und bat ihn um Informationen über die Aufschlüsse in der Stadt Weimar.
Seltsamerweise war Goethe nicht in der Lage - oder vielleicht auch nicht bereit - diese Informationen sofort zu senden. Erst zwei Jahre später und nach Rücksprache mit seinem Sohn August Goethe erhielt Kieferstein endlich eine stratigraphische Beschreibung und einige Proben des Travertins von Weimar.
August Goethe hatte die "Tuffstein-Höhlen an der Stadtgrenze" während des 8. und 11. August 1823 besucht, Proben gesammelt und noch am selben Tag die Notizen zu Kieferstein verschickt. Im September wurde August von seinem Vater begleitet und gemeinsam nahmen sie in einem Steinbruch ein stratigraphisches Profil auf. 

„Es wird nun bald die Zeit kommen, wo man Versteinerung nicht mehr durcheinanderwerfen wird.“

August plante alle diese Beobachtungen zu veröffentlichen, leider verhinderte sein frühen Tod im Jahre 1830 diese Absicht.

Die handschriftliche Notizen und Skizzen sind jedoch bis heute erhalten und werden im Goethe- und Schiller-Archiv in Weimar aufbewahrt. Die Bemerkungen der Goethes des 19. Jahrhunderts waren so genau, dass sie im 20. Jahrhundert zur Korrelation ehemaliger Steinbrüche und moderne Bohrungen herangezogen wurden.
Abb.4 Stratigraphisches Profils eines Steinbruchs "ohngefähr 10 Minuten südlich von Weimar und rechts des Chaussees nach Belvedere", nachgezeichnet von STEINER 1996 nach GOETHE & GOETHE 1823: Beschriftung nach den ursprünglichen Bemerkungen von Goethe: 01. Nummerierung der Schichten 02. Pflanzenreste 03. Mollusken und Säugetiere im Travertin 04. Kompakte Travertin-Schichten 05. Spröde Travertin-Schichten 06. Armleuchteralgen- und Moos-Travertin 07. Großsäugerknochen 08. Molluskenreste 09. Pflanzenstängel 10. Silt 11. Sand 12. Solifluktions- Horizonte mit Kieselsteinen 13. Aktueller Boden.

Abb.5 Die allgemeine Stratigraphie der Ehringsdorf-Formation nach modernen Kriterien in einem rezenten Steinbruch aufgenommen:
Über eine Abfolge von Konglomeraten mit kristallinen und karbonatischen Komponenten (glaziale Sedimente der letzten Eiszeit) folgen bräunlich bis gelbliche geschichtete Sand- und Siltablagerungen eines Schwemmfächers der Paläo-Ilm. Darüber folgt der "untere Travertin", eine Abfolge von kompakten und unverfestigten Bänken aus Travertin. Der "unter Travertin" wird vom "oberen Travertin" durch den so genannten "Pariser" getrennt. Der eigentümliche Name dieser braunen Lehmschicht leitet sich von der Beschreibung der Ablagerung durch den Botaniker Dr. Herbst 1860 als "Poröser Kalktuff" ab (der Pariser bildet auch die Abbau/Felsstufe im Steinbruch). Der obere Travertin ist vergleichbar mit dem unteren, unterscheidet sich aber an seiner leicht gräuliche Farbe und das Vorhandensein verschiedener fossiler Bodenhorizonte (einer davon der Pariser). Als Ablagerungsraum wird ein Auenwald angenommen, in dem kalkhaltige Wässer aus dem Boden sickerten und den Travertin ablagerten.

Abb.6. Auch heute noch ist es nicht ungewöhnlich Knochenfragment in der Ehringsdorf-Formation zu entdecken.

Literatur:

ENGELHARDT, W.v. (2003): Goethe im Gespräch mit der Erde. Landschaft, Gesteine, Mineralien und Erdgeschichte in seinem Leben und Werk. Hermann Böhlaus Verlag, Weimar: 375
STEINER, W. (1996): Die Parkhöhle von Weimar. Abwasserstollen, Luftschutzkeller, Untertagemuseum. Stiftung Weimarer Klassik: 62