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

Das Tunguska- Ereignis

"Dies war keine Frucht von Planeten und Sonnen die durch Teleskope oder auf den photographischen Platten unserer Observatorien zu erkennen wären. Dies war kein Hauch von den Himmeln deren Bewegungen und Dimensionen von unseren Astronomen vermessen werden, oder die ihnen als zu unendlich für jede Messung erscheinen. Es war nur eine Farbe aus dem All, ein furchteinflößender Bote aus formlosen Sphären der Unendlichkeit jenseits aller uns bekannten Natur."

"Die Farbe aus dem All" von H.P. Lovecraft (1927)

Am Morgen des 30. Junis 1908, gegen 7:15 Uhr, beobachteten Augenzeugen einen großen Feuerball der quer über den Himmel der Region der Steinigen Tunguska (PodkamennayaTunguska) in Sibirien flog. Der Bauer Sergey Semjonov aus dem Dorf Vanavara:

"Ich saß auf der Veranda meines Hauses und blickte nach Norden...[] Plötzlich riss der Himmel auf und hoch über dem Wald schien alles in Feuer gehüllt zu sein. Ich spürte eine große Hitze, so als ob mein Hemd Feuer gefangen hätte."

Eine Reihe von Donnerschlägen war bis zum Dorf von Achajewskoje hörbar - in einer Entfernung von mehr als 1.200 Kilometer.
Am selben Tag wurden an verschiedenen Wetterstationen in Europa seismische und atmosphärische Druckwellen aufgezeichnet und in den folgenden Tagen waren seltsame atmosphärische Erscheinungen beobachtbar: silbrig leuchtende Wolken, farbenprächtige Sonnenuntergänge und ein unheimliches Leuchten in der Nacht.

Lokale Zeitungen in Russland berichtete von einem Meteoriteneinschlag, während internationale Zeitungen über einen möglichen Vulkanausbruch spekulierten - die Ereignisse nach dem Ausbruch des Krakatau im Jahre 1883 waren noch lebendig in Erinnerung.
Dr. Arkady Voznesensky (1864-1936), Direktor des magnetografischen und meteorologischen Observatoriums in Irkutsk, sammelte kurz nach dem Ereignis die Berichte der Augenzeugen und schlug als erster die Hypothese von einem außerirdischen Impakt vor, aber die Unzugänglichkeit des Gebietes und die politische Situation in Russland verhinderte jegliche weitere Erforschung des Phänomens für die nächsten 20 Jahre.
13 Jahre später stieß der russische Mineraloge Leonid Alexejewitsch Kulik auf einige Berichte in alten Zeitungen, die von einer Explosion und einem großen leuchtenden Objekt erzählten. Kulik interessierte sich für das Ereignis, er vermutete dass es sich bei dem Objekt um einen Meteor handelte und hoffte dass man die seltenen Metalle der Eisenmasse bergen könnte. Nach einer langen und anstrengenden Reise erblickte Kulik am 13. April 1927 eine Fläche von mehr als 2.000 Quadratkilometer mitten in der Taiga in der sämtliche Bäume umgeknickt waren - dies musste das Epizentrum der Explosion sein.

Abb.1. Der berühmte Wald von Tunguska mit den durch die Druckwelle der Explosion niedergerissenen Bäumen, Fotografie von Evgeny Krinov (1929).

Trotz intensiver Suche konnte Kulik keinen eindeutigen Meteoritenkrater identifizieren, er fand einige kreisförmige Gruben in der Mitte des verwüsteten Gebiets, die er als mögliche Einschlagskrater einzelner Fragmente interpretierte - allerdings wurde trotz aufwendiger Grabungen kein größeres Fragment aus Metall gefunden.
Kulik veröffentlichte seine Beobachtungen im Jahre 1927, bald griffen lokale und internationale Zeitschriften die Geschichte auf die als "Tunguska- Ereignis" berühmt-berüchtigt werden wird.
Kulik formulierte eine erste Hypothese um das augenscheinliche Fehlen von Einschlagskratern zu erklären: er schlug vor dass ein Asteroid bereits in der Atmosphäre zerplatze und die einzelnen Bruchstücke zu klein waren um in den sumpfigen Boden typische Krater zu hinterlassen. Kulik führte drei weitere Exkursionen ins Gebiet durch, konnte aber den Verbleib der vermuteten Fragmente nicht lösen - im Jahre 1942 wird er in deutscher Gefangenschaft sterben.

Der Mangel an direkten Beweis eines Meteoritenimpakts führte in den folgenden Jahrzehnten zu zahlreichen Spekulationen und Hypothesen:

Im Jahr 1934 schlugen sowjetische Wissenschaftler eine Kometen-Hypothese vor - ein Komet - bestehend hauptsächlich aus Eis -explodierte in der Atmosphäre und verdampft vollständig.

Zwischen 1945 und 1959 schlug der der Ingenieur Aleksander Kasantsews, beeinflusst durch die Detonation der erstens Atombomben, eine ungewöhnliche Erklärung vor: die Explosion von Tunguska war nuklearen Ursprungs, möglicherweise die Bruchlandung eines außerirdisches Raumschiffs.

In den letzen Jahren schlugen der deutsche Astrophysiker Wolfgang Kundt, der Amerikaner Phipps Morgan und die Italienerin Paola Vannucchi eine geologische Ursache der Explosion vor: so genannte Verneshots - Gasexplosionen eines Magma/Gas Gemisches unterirdischen Ursprungs.

Allerdings bleibt bis heute die Meteoriten/Kometenhypothese die überzeugendste Erklärung, vor allem aufgrund der Augenzeugenberichte, den Verlauf der umgestürzten Baumleichen und Indizien in den Sedimenten. Ein Komet/Meteor von 30-80 Meter Durchmesser, der in einer Höhe von fünf bis zehn Kilometer zerbrochen und explodiert wäre, könnte die beobachtete Zerstörung und das Fehlen eines Einschlagskraters erklären.
Verschiedene Untersuchungen konnten mineralische Bestandteile im sumpfigen Boden nachweißen, die generell mit Impakten assoziiert sind: Nanodiamanten und Schmelzkügelchen aus silikatischem und metallischen Material.

Kritiker weisen allerdings auf einige Ungereimtheiten hin - Berichte über eine Reihe von Donnern die über einen längeren Zeitraum wahrgenommen wurden passen schlecht zum Absturz eines einzelnen Himmelskörpers, außerdem sind die sedimentologischen Hinweiße auch durch eine kontinuierliche Hintergrundablagerungen außerirdischen Materials erklärbar -der beste Beweiß wäre der Fund eines eindeutigen Fragments des Meteoriteneinschlags.
Im Jahr 2007 publizierten Luca Gasperini und sein Forschungsteam der Universität von Bologna den Nachweiß eines möglichen Einschlagskraters - der 50 Meter tiefe Cheko-See, der möglicherweise nur etwas älter als 100 Jahre ist und für die Gegend außergewöhnlich tief erscheint (Seen in Permafrost sind zumeist nur oberflächliche Erscheinungen). Auch hier ist der vorgeschlagene Ursprung des Sees umstritten.
Erst die Entdeckung von außerirdischem Materials auf dem Grund des Sees könnte die Diskussion über das Geheimnis von Tunguska nach mehr als 100 Jahren eindeutig klären.

Literatur:

COLLINS, G.S.; ARTEMIEVA, N.; WÜNNEMANN, K.; BLAND, P.A.; REIMOLD, W.U. & KOEBERL, C. (2008): Comment article Evidence that Lake Cheko is not an impact crater. Terra Nova 20: 165-168
GASPERINI, L.; ALVISI, F.; BIASINI, E.; BONATTI, E.; LONGO, G.; PIPAN, M.; RAVAIOLI, M. & SERRA, R. (2007): A possible impact crater for the Tunguska Event. Terra Nova 19: 245-251
GASPERINI, L.; BONATTI, E. & LONGO, G. (2008): Reply Lake Cheko and the Tunguska Event: impact or non-impact? Terra Nova 20: 169-172
GASPERINI, L.; BONATTI, E.;ALBERTAZZI, S.; FORLANI, L.; ACCORSI, C.A.; LONGO, G.; RAVAIOLI, M.; ALVISI, F.; POLONIA, A. & SACCHETTI, F. (2009): Sediments from Lake Cheko (Siberia), a possible impact crater for the 1908 Tunguska Event. Terra Nova 21: 489-494
RUBTSOV, V. (2009): The Tunguska Mystery. Springer-Publisher: 318
VOGEL, M. (2008): Kosmische Bombe auf Sibirien. Bild der Wissenschaft Nr.6: 82-85

Maria Matilda Ogilvie Gordon: Eine Geologin in den Dolomiten

Maria Matilda Ogilvie Gordon wurde 1864 in einer Pastor-Familie im schottischen Dorf Monymusk (Aberdeenshire) geboren.
Obwohl die Familie mit acht Kindern in bescheidenen Verhältnissen lebte, pflegten die Eltern von Maria gute Kontakte zu verschiedene Schulen und Hochschulen. Bereits in jungen Jahren zeigte Maria ein großes Interesse an der Natur, oft streifte sie mit ihren älteren Brüdern durch das Schottische Hochland und führte kleinere geologische Exkursionen durch.
Maria trat mit 9 Jahren ins Merchant Company Schools' Ladies College von Edinburgh ein. Mit 18 beschloss sie Musik zu studieren und ging daher nach London, aber bereits im ersten Jahr entdeckte sie ihre Liebe zur Naturwissenschaften neu.
Im Jahre 1890 schloss sie ihr Studium der Geologie, Botanik und Zoologie in London und Edinburgh ab, entschlossen ihre Ausbildung zu vertiefen ging sie ein Jahr später nach Deutschland. Aber trotz der Unterstützung angesehener Geologen, wie Baron Ferdinand Freiherr von Richthofen, wurde sie an der Universität Berlin abgelehnt - für Frauen waren höhere Studien nicht zugänglich. Sie versuchte es in München, wo sie von einigen Professoren, wie Paläontologe Karl von Zittel, freundlich aufgenommen wurde, von anderen aber, wie Mineraloge Paul Heinrich von Groth völlig abgelehnt wurde (er erlaubte ihr nicht einmal das chemische Labor zu betreten). Auch in München war ein reguläres Studium unmöglich, Maria arbeitet als Privatperson in den Räumlichkeiten und Vorlesungen musste sie in einem Nebenzimmer durch einen Türspalt verfolgen.

Im Juli 1891 wurde Maria vom Ehepaar Richthofen eingeladen, an eine Reise in die Südtiroler Dolomiten teilzunehmen. Bereits am ersten Tag blieb Maria beeindruckt von der Landschaft. Richthofen organisierte ihr einen Kletterlehrer, und bald beherrschte sie das Felsklettern.
Im Verlauf der Reise besuchte sie das kleine Dorf von Predazzo, damals Pilgerort von Geologen aus allen Herrenländern um die Geologie der Dolomiten zu studieren. Die Reisegruppe besuchte weiters die Stuoreswiesen im Gadertal, berühmte Fossilienfundstelle mit hervorragend erhaltenen Muscheln und Korallen, Maria hatte moderne Korallen studiert und plante eine Karriere in Zoologie einzuschlagen. Richthofen überzeugte sie jedoch die fossile Fauna dieser Fundstelle zu studieren. Richthofen war über 60 und konnte ihr daher wenig Unterstützung im Feld bieten, Maria war die meiste Zeit auf sich allein gestellt, zu einer Zeit wo es noch wenig Steige, Straßen oder gar Schutzhütten in den Dolomiten gab - sie erkundete und erkletterte kaum begangene Stellen und wurde beinahe vom Blitz erschlagen. Sie untersuchte und kartierte die Gegend in den nächsten zwei Sommern und schaffte es gute Kontakte zu lokalen Sammlern aufzubauen.

Im Jahr 1893 veröffentlichte sie die Ergebnisse all ihrer Arbeit in einem Artikel mit dem Titel "Beiträge zur Geologie des Wengener und St. Cassianer Schichten in Südtirol", wo sie, als begabter Zeichnerin, nicht nur detaillierte Landschaftsbilder veröffentlichte, sondern auch die beiden Formationen definierte und die Ökologie der gefundenen fossilen Korallen beschrieb - allein Maria beschrieb über 300 fossile Arten der heute bekannten von dieser Fundstelle. Mit ihrer wissenschaftlichen Arbeit "Die Geologie der Wengener und St. Cassianer Schichten in Südtirol" erhielt sie auch den Doktortitel der Universität London, den ersten Doktortitel der in England an eine Frau vergeben wurde.

Abb.2. Ansicht der Langkofelgruppe, aus GORDON & PIA (1939): "Zur Geologie der Langkofelgruppe in den Südtiroler Dolomiten."

Liteartur:

WACHTLER, M. & BUREK, C.V. (2007): Maria Matilda Ogilvie Gordon (1864-1939): a Scottish researcher in the Alps. In BUREK, C. V. & HIGGS, B. (eds): The Role of Women in the History of Geology. Geological Society: 305-317

Roy Chapman Andrews und das Königreich der Kreidezeitlichen Schädel

Moderne Pop-Kultur weiß zu berichten, dass einer der bekanntesten Abenteurer und Archäologen in der Filmgeschichte, Dr. Henry Walton Jones, Jr. - besser bekannt als Indiana Jones (der in den letzten Tagen seinen 30 Geburtstag feierte), auf verschiedene reale Naturforscher basierte, einer von ihnen der Abenteurer und Säugetierkundler Roy Chapman Andrews.

Abb.1. "Roy Chapman Andrews auf "Kublai Khan" während der Exkursion in Zentralasien, von ANDREWS 1921.

Roy Chapman Andrews (1884 -1960) war ein amerikanischer Abenteurer, Naturforscher, studierte Säugetierkundler und spätere Direktor des American Museum of Natural History in New York.
In früher Jugend finanzierte er sein Studium indem er seine Dienste als Tierpräparator, eine Kunst die er sich selber beigebracht hatte, anbot. Nach Abschluss versuchte er eine Stelle im Naturhistorischen Museum von New York zu ergattern, aber es standen keine freien Stellen zur Verfügung. Aber Andrews gab nicht gern kleine bei, eine Charaktereigenschaft die später immer wider zu Vorschein kommen wird. Seine Antwort zur Absage: er würde selbst die Böden im Museum wischen, wenn er dafür ins Museum rein könnte.
Überrascht von so viel Eifer wurde er tatsächlich als Hausmeister und Präparator angestellt. Jeden morgen wischte Andrews die Böden in der Museumsabteilung, Nachmittags assistierte er die Tierpräparatoren. Seine Begeisterung fiel bald positiv auf, und so wurde ihm schließlich eine Vollzeitstelle angeboten mit entsprechendem Gehalt.

Im Jahre 1907 wurde er auf seine erste Expedition geschickt. Ein Wal war auf den Strand von Long Island gestrandet, und das Museum erhoffte sich das Skelett bergen zu können. Andrew und ein Kollege entdeckten zu ihrem Leidwesen dass ein Sturm langsam aber unaufhörlich den Kadaver unter Sand und Schlick zu begraben drohte - zwei Tage lang kämpften sie gegen die eiskalte See, aber erst nach einer Woche konnten sie mit Hilfe von einigen Einheimischen das Skelett freilegen und in Sicherheit bringen.
Andrew besuchte China und Japan und entwickelte eine Leidenschaft für diese Länder. 1920 konnte er den berühmten Paläontologen Fairfield Osborn davon überzeugen, mehrere Forschungsexkursionen nach Zentralasien zu finanzieren - Andrew und besonders seine Finanzierer hofften in Asien fossile Reste von frühen Hominiden zu entdecken, und damit Afrika als Wiege der Menschheit zu diskreditieren (diese besondere Art des Rassismus war seinerzeit unglücklicherweise stark verbreitet).

Zwischen 1922 und 1939 führten Andrews und sein Team fünf Exkursionen in nahezu unbekanntes Gebiet durch. Die Wüste Gobi war ein riesieges gebiet, geplagt von Sand- und Schneestürmen, gefährliche Tiere, plötzliche Wetterumbrüche, Räuberbanden und eine unsichere politische Situation (1939 wurden weitere Expeditionen in die Gegend durch das gespannte Verhältnis zwischen China, der Mongolei und Russland unmöglich gemacht).

Abb.2. "Reliefkarte der Mongolei mit den Routen der zentralasiatischen Expeditionen, 1922-1930.", aus ANDREWS 1932.

Abb.3. "Kamel mit Autoreifen", aus Andrews 1932. In einer bis dahin noch nie gesehene Kombination führte Andrews die Expedition mit 3 Automobilen und 2 Lastwagen durch, die durch Kamelkarawanen mit Treibstoff versorgt wurden.

Eine der wichtigsten Entdeckungen der Expedition erfolgte durch Zufall - Chapman verlor in den eintönigen Ebenen die Orientierung. Als der Trupp anhielt um an einem militärischen Außenposten Informationen einzuholen, stolperte der Photograph der Expedition, John B. Shackelford, beinahe zufällig an einer Kliffkante auf mehrere fossile Knochen. Den Forschern blieben nur wenige Stunden um die Entdeckung zu genießen, vor Wintereinbruch musste die Expedition zurück sein, es wurde aber beschlossen die Stelle im nächsten Jahr nochmals aufzusuchen. Die rot leuchtenden Klippen wurden von Andrews "Flaming Cliffs" getauft. In den Sedimenten aus der Oberkreide entdeckten die Forscher zahlreiche neue Dinosaurierarten, und als Besonderheit gut erhaltenen Knochen und Schädel von mesozoischen Säugetieren, Arten von denen bis dahin überhaupt oder nur bruchstückhafte Fossilen bekannt waren.

Abb.4. "The Flaming Cliffs of Djadokhta" (Süd-Mongolei), Typlokalität der Djadoktha Formation aus der Oberkreide, aus BERKEY & MORRIS 1927.

Die Expedition brachte auch die bis dahin besten Fossilien von Dinosaurier-Eiern zurück, die anscheinend in Nestern abgelegt worden waren.

Abb.6. "Das erste Nest von Dinosaurier-Eiern, entdeckt von Georg Olsen bei Shabarakh im Jahr 1923" (ANDREWS 1932). Fossile Dinosaurier-Eier waren entgegen der Behauptung von Andrews bereits einige Jahre vorher von der französischen Riviera beschrieben worden, allerdings war die Qualität und Quantität aus der Gobi unerreicht.

Roy Chapman Andrews war ein begabter Geschichtenerzähler und er förderte sein Bild als Abenteurer in der Öffentlichkeit, so z.B. in seinem Buch "This Business of Exploring" (1935).

Es gibt verschiedene mögliche Anspielungen in den Indiana Jones-Filme die an das Leben von Roy Chapman Andrews erinnern. Wir treffen Indiana Jones zum ersten Mal in "Jäger des verlorenen Schatzes" (1981) in Nepal -Zentralasien. Der Filzhut und der 38 Colt sind Erkennungszeichen von Indy - Andrews wird auf vielen Expeditionsphotos mit Schlapphut gezeigt, und er liebte es zu jagen und besaß einen 38 Colt.
Produzent G. Lucas und Regisseur S. Spielberg haben einen direkten Zusammenhang aber nie bestätigt - die Figur Indiana Jones wurde hauptsächlich von Fernsehserien aus den 30´ und 40´Jahren beeinflusst. Es ist aber nicht ausgeschlossen dass Abenteuerautoren und Fernsehproduzenten von den Büchern von Andres und anderen Forschern des frühen 20´Jahrhunderts beeinflusst wurde - in diesem indirekten Weg wurde Roy Chapman Andrews vielleicht tatsächlich Teil des Indiana Jones Universum.

Literatur:

ANDREWS, R.C. (1921): Across Mongolian Plains - A naturalists account of China's "Great Northwest". D. Appleton & Company: 276
ANDREWS, R.C. ed. (1932): The New Conquest of Central Asia - A narrative of the explorations of the Central Asiatic Expeditions in Mongolia and China, 1921-1930. Natural History of Central Asia Vol.I.; The American Museum of Natural History New York: 678
ANDREWS, R.C: (1935): This Business Of Exploring. G.P. Putnam´s Sons, New York: 288
BERKEY, C.P. & MORRIS, F.K. (1927): Geology of Mongolia - A reconnaissance report based on the investigations of the years 1922-1923. Natural History of Central Asia Vol.II; The American Museum of Natural History New York: 474
GALLENKAMP, C. (2001): Dragon Hunter - Roy Chapman Andrews and the Central Asiatic Expeditions. Penguin Group, New York: 344
NOVACEK, M. (2002): Time Traveler: In Search of Dinosaurs and Ancient Mammals from Montana to Mongolia. Farrar Strauss and Giroux: 352