Joachim Lorenz, Karlstein.
Rechts: Das wohl berühmteste aller Fossilien aus Messel: Ida. Es
ist das völlständigste Fossil eines Primatenvorläufers
(wissenschaftlich als Darwinius masillae beschrieben).
Das Originalfossil des Naturhistorischen Museums
der Universität Oslo
und die Gegenplatte, die im Wyoming Dinosaur Center
in Thermopolis, USA, liegt,
konnten im Februar 2010 für 3 Wochen im Tresorraum
("Schatzkammer")
des Senckenberg-Museums in Frankfurt besichtigt werden,
aufgenommen am 13.02.2010.
Messel im Eozän:
Krokodile und Schildkröten im Wasser. Affenähnliche
Tiere und Schlangen in den Bäumen. Vögel die größer
sind als die Pferdevorläufer im Unterholz. Zikaden, Prachtkäfer
und Fledermäuse in der Luft. Laubbäume mit Brettwurzeln
und lang ausgezogenen Blättern - wie heute in den Tropen. Und
es gab auch Beuteltiere, die es heute in Europa und Afrika nicht mehr
gibt. Der Spessart lag ungefähr 500 km weiter im Süden, dort
wo heute das Mittelmeer anfängt. ...
Rest eines Vogels mit Federn und einem Bein,
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Kleine Vogelfeder,
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Filigrane Vogelfeder,
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Dieses hätte ein Mensch im Spessart sehen können, wenn
es denn schon welche gegeben hätte. Woher weiß man das?
Dieses Wissen hat man den schwarzen Sedimenten eines
großen Tagebaues bei Messel bei Darmstadt entrungen. Nach
einer Bohrung in den Untergrund weiß man ganz sicher, dass es
sich um die Füllung eines Maars handelt, also um einen ehemaligen
See in einem Vulkankrater:
-60.000.000 Jahre
An der Grenze zwischen der Kreidezeit und dem Tertiär
starben unter vielen anderen Lebewesen die Dinosaurier und die
Ammoniten aus. Die Ursachen sind weiter spekulativ, weil sie das
Muster aus Aussterbenden und Überlebenden Tieren und Pflanzen
nicht befriedigend erklären können. Die singuläre
Ursache in einem Meteoriten-Einschlag zu suchen, greift zu kurz.
-56.000.0000 Jahre
Die Erde war selbst an die Polen ohne Eis. Der Meeresspiegel war
als Folge ca. 70 m höher als heute. An der Wende vom Paläozen
zum Eozän wurden in geologisch kurzer Zeit unvorstellbare Mengen
an Kohlenstoff in den irdischen Kreislauf gebracht, so als würde
man alle irdischen Öl- und Kohlevorräte auf einmal verbrennen.
Die Ursache ist nicht bekannt, aber die Folgen sind bekannt: die bereits
hohen Temperaturen wurden um ca. 5 °C erhöht, was für 150.000
Jahre zu massiven Auswirkungen auf Flora und Fauna führte. Das Ereignis
ist als Paläozän/Eozän-Temperaturmaximum (kurz PETM) bekannt.
-50.000.000 Jahre
Das was wir heute Deutschland nennen, lag weit im
Süden. Messel befand sich auf der geographischen Breite vom
heutigen Neapel. Es gab noch keine Alpen. Auch der Oberrheingraben
bestand noch nicht. Eine weite Ebene ohne größere Gebirge
bestand unter einem tropischen Himmel. Die Verwitterung war wie in
den heutigen warm-feuchten Klimazonen tief greifend lösend, man
geht von einem Jahresmittel von etwa 21 °C aus, so dass es 10 - 15
°C wärmer war als heute bei uns.
-47.600.000 Jahre
Dort, wo heute der Ort Messel liegt, kam es im Zeitalter
des Eozäns entlang einer Schwächezone zum Aufstieg
von Magma aus dem oberen Erdmantel. Nahe der damaligen Erdoberfläche
kam die Schmelze in Kontakt mit dem Kluft- und Grundwasser. Dies führte
zu einem sehr explosiven Vulkanausbruch, in dessen Verlauf eine etwa
1 km große, schüsselförmige Vertiefung ausgesprengt
wurde. Um den Krater bestand ein hoher Wall aus ausgeworfenem Lockermaterial.
Die Asche wurde über ein weites Gebiet verstreut, sicher auch
über dem Spessart.
-47.599.999 Jahre
Infolge dessen bildete sich ein abflussloser See,
der wegen einer Speisung aus Regenwasser periodisch großen
Schwankungen unterworfen war. Da die Ränder nicht stabil waren,
kam es zu größeren Rutschungen.
-47.599.950 Jahre
Das Seeniveau erreichte nach vielen Jahren eine Höhe,
die zu einem Abfluss führte. Da es nur sehr geringe Zuflüsse
bei Monsum-Ereignissen gab, wurde nur wenig Sediment eingetragen.
Wegen der großen Tiefe von mehr als 100 m bildete sich eine
warme Oberschicht, was zu regelmäßigen "Algenblüten"
führte. Diese organischen Stoffe und der Eintrag aus Blättern
der umgebenden Wälder wurde am kalten Seeboden sedimentiert.
Da das Magma tief darunter ständig weiter ausgaste, gelangten
große Mengen an Kohlendioxid (CO2) in das Seewasser, welches
damit bis zur Sättigung angereichert wurde. Da dies auch hin
und wieder frei gesetzt wurde (wie heute beim Lake Nyos in Kamerun)
bildete sich über dem Seewasser eine Schicht aus tödlichem
CO2 aus. Dann erstickten viele Lebewesen und deren Leichen versanken
im See. Das das tiefe Wasser kaum eine Strömung aufwies, hier
keine Aasfresser leben konnten, wurden die Körper ausschließlich
bakteriell besiedelt und in der Regel ganz konserviert. Jedes Jahr
folgte mindestens eine weitere Schicht aus abgestorbenen Algen. Zusammen
mit etwas Sediment des Randes und windgetragenen Staub wurde der See
langsam flacher und die an Wasser und organischen Stoffen reiche Schlammschicht
immer dicker. Sie wuchs mit ca. 1,4 mm pro Jahr. In den feinen Lagen des
Tonsteins kann man neben den astronmischen Zyklen auch die gleichen El Ninjo-Ereignisse
nachweisen - wie heute.
Die Erhaltungsbedingungen waren so gut, dass selbst
die Exkremente
der im See lebenden Tiere überliefert sind.
Man nennt diese völlig geruchlosen Steine
Koprolithen, hier von einem Krokodil, aus der Sammlung
von Ulrich Schmidt, Messel.
Das Stück Stein besteht ausschließlich
aus dem Mineral Apatit,
wie eine röntgendiffraktometrische Untersuchung
zeigte.
Manche Koprolithen haben Krusten aus Siderit.
Die Wissenschaftler, die sich mit den Koprolithen beschäftigt
haben, stellten überzeugende Beweise vor, dass diese Hinterlassenschaften
an Land getrockent sind und in diesem Zustand in den See eingetragen
wurden.
- Aus den Funden von Blätter,
Blüten, Zweigen, Samen, Nüsse und Pollen kennt man die
Flora um den See. Es bestand ein Wald aus Nadelhölzern, Lorbeer-,
Linden-, Walnuss-, Eichen-, Magnolien- und Ulmengewächsen. Palmfunde
sind selten. Am Ufer wachsen Seerosen. Im Wasser sind Kieselalgen
sehr häufig.
- Unter den Insekten bestechen die
Erhaltungsbedingungen. Die (Struktur-)Farben der Flügeldecken
von Prachtkäfern können sogar erhalten sein; leider gibt
es bisher kein Verfahren, diese dauerhaft zu konservieren. Unter
den Ameisen fanden sich geflügelte Exemplare mit einer Flügelspannweite
von bis zu 16 cm, die größten die man überhaupt
kennt!
- Die Reptilien sind sehr oft gefunden
worden: Krokodile in mind. 6 verschiedenen Arten, zahlreiche
Schlangen und mehrer Arten Schildkröten
- Die Lurche sind mit Fröschen
belegt
- Von den Vögel kennt man Trappen,
Ibisse, Rallen, Singvögel, ... teils auch hier mit einem Federkleid,
bei dem noch Farben erkennbar sein können. Dazu konnten Knochen
des bis zu 2 m großen, flugunfähigen Laufvogels Diatryma
gefunden werden.
- Einzig sind die Funde von Beuteltieren
- die einzigen Funde in Europa!
- Fische wurden in so großer Zahl
gefunden, dass man sie gar nicht alle erhalten kann. Merkwürdigerweise
überwiegen die Raubfische wie Barsche, Schlammfische, Knochenzüngler
und Aale.
- Unter den Säugetieren finden sich
Insektenfresser, Ameisenbär - der erste Fund außerhalb
von Südamerika, Fledermäuse mit Mageninhalten, so dass
man erkennen konnte, dass es damals bereits Spezialisten gab, die bestimmte
Insekten gefangen haben, Schuppentiere, Nagetiere, Urraubtiere, Pferde
bzw deren Vorfahren, Tapire, Halbaffen - viele Funde mit Erhaltung
eines Hautschattens als Körperumriss, aller Knochen, des Magens,
so dass man nach über 40 Millionen Jahren noch die letzte Mahlzeit
erkennen kann, ...
Solche spektakulären Funde sind auch in Messel sehr selten, so
dass sich die meisten dieser ausgezeichneten Funde im Besitz der Museen
befinden. Diese sind die Grundlage zur Illustration der Bücher, Prospekte,
Zeitschriften und sonstiger Dokumente. Aus diesem Grund werden hier "gewöhnliche"
Belegstücke abgebildet, die die Vielfalt der Überlieferung zeigen
sollen.
Vollständig erhaltener Frosch,
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Rundliche Frucht in kohliger Erhaltung,
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Kleiner Knochenhecht,
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Großer Alligator im Fossilien- und Heimat-
Museum der Gemeinde Messel
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Samen einer nicht bekannten Pflanze,
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Panzer einer Schildkröte,
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Kleiner Schlammfisch,
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Vermutlich das Schulterblatt eines kleinen Pferds,
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Teil eines bereits leicht setzten Seerosenblattes,
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-47.600.000 Jahre
Nach ca. 1 Million Jahren war der See verlandet und
nur noch als feuchte Senke erkennbar. Durch Auflastung wurde der
Schlamm zwar verfestigt, aber es blieb eine Restfeuchte von ca.
40 % Wasser.
-44.000.000 Jahre
Am Rande des heutigen Spessarts - nahe dem heutigen
Mainaschaff - bricht unter heftigen Exposionen ein
Vulkan aus, dessen Reste heute in einem kleinen
Steinbruch erkundet werden können.
-20.000.000 Jahre
Wir sind mit dem Spessart inzwischen so weit nach
Norden geschoben worden, dass wir die Höhe vom heutigen Basel
erreicht haben. Mit dem Einbruch des Oberrheingrabens kommt es zu
ersten erosiven Prozessen, so dass der Kraterwall eingeebnet wird.
Im Bereich des heutigen Vogelsberges kommt es zu lange anhaltenden
Vulkanausbrüchen, deren Lavamassen bis nach Seligenstadt fließen.
-2.000.000 Jahre
Das Klima auf der Erde wurde aus heute immer noch
nicht verstandenen Gründen periodisch kälter, so dass
sich besonders auf der Nordhalbkugel der Erde große Eismassen
bildeten. In unserer Region herrschte während der Kaltphasen Permafrost,
der zu einer mechanischen Verwitterung führte.
-20.000 Jahre
In der kältesten Phase der letzten Eiszeit (Würm)
fehlte jeglicher höherer Pflanzenwuchs.
+1 n. Chr.
Die Römer, die sonst nahezu alle verwertbaren
Gesteins- und Mineralvorkommen nutzen, verwendeten keine Gesteine
aus Messel. Da man damals genügend Holz hatte, gab es keine
Notwendigkeit für eine thermische Verwendung von Gesteinen,
wie z. B. Kohle.
um 1870
Auf der Suche nach Eisenerz und Brennstoffen wurde
die "Braunkohle" bei Messel entdeckt. Schon 1875 fand man das
erste Krokodil. 1884 wurde die Gewerkschaft Messel begründet.
1888 wurden daraus ca. 800 t Rohöl erschwelt. Man nannte das Gestein
deshalb "Ölschiefer". Erste Funde von Fossilien belegten das
tertiäre Alter. Infolge des hohen Wassergehaltes zerfielen diese
bei der Trocknung und so konnten nur Knochen dauerhaft erhalten werden.
Man versuchte Konservierungen mit Schellack und Paraffin, hatte aber
damit keinen Erfolg.
Einer von einst 1.000 Kuxscheinen (die frühere Form der Aktie
bei Bergwerken)
einer Kux der Gewerkschaft Messel von 1884
1911
Das erste Urpferd wurde beim Brennstoffabbau gefunden.
1920
Messel erzeugte 37 % des in Deutschland geförderten
Mineralöls. Die Verschwelung des Messeler Gesteins zur Gewinnung
von Öl, Paraffin und Wachsen und erwirtschaftete einen Reingewinn
von über 1 Million Reichsmark. Der leicht gewinnbare, weil
weiche Tonschiefer enthält ca. 15 % organische Stoffe, die in
Schachtöfen ausdestilliert wurden. Als Heizmaterial diente ebenfalls
der getrocknete "Ölschiefer". Dieses kerogenhaltige Gestein enthält
Phenole, Alkane, langkettige Alkandiol, Porphyrine, Prist-1-en,
4-Methylsteran, Aromatische Kohlenwasserstoffe und zahlreiche exotische
organische Substanzen wie 4-Methylpregna-1,3,5(10)-trien, 26,27,28,30-Tetraanorhopa-8,11,13,15,17-pentaen
und viele mehr.
Der Geologe Hummel begründet 1924 und 1927 die
Struktur als vulkanisch entstanden.
Im "Hilfsbuch zur Beobachtung der geologischen Verhältnisse unserer
Heimat" (DIEHL 1929) ist ein Koprolith und ein Fischrest von der sehr ähnlichen
Grube Prinz von Hessen abgebildet (S. 92 und 108).
1962
Aus Kostengründen wurde das Schwelen eingestellt.
Der Tagebau ist inzwischen 60 m tief und man hatte 20 Millionen
t "Ölschiefer" abgebaut. Der Gehalt von Pyrit und Markasit
führt lokal zur Selbstentzündung, so dass der "Ölschiefer"
in der Grube brennt. Erst 1966/67 fand die erste systematische Grabung
statt, die vom Landesmuseum für Naturkunde in Karlsruhe ausgeführt
wurde.
1971
Der Abbau ganz eingestellt. Private Sammler suchten
nach Messelit und Fossilien und machten das Vorkommen berühmt.
Ein bereits bestehendes Konservierungsverfahren mittels Kunstharz
wurde auf Messel optimiert und von Polyesterharz auf Epoxidharz
ungestellt, welches nach dem Aushärten nicht schrumpft! In
dieser Zeit wurden die ersten "Urpferdchen" gefunden, dann Tapire,
Ameisenfresser, Frösche, Vögel und viele weitere Fossilien
in einer unglaublich guten Erhaltung. Neben den Haaren sind Hautschatten
und sogar Mageninhalte so gut erhalten, dass sich die letzte Mahlzeit
rekonstruieren lässt. Bei den Flügeldecken der Insekten
sind teilweise noch die originalen, bunt schillernden Farben erhalten!
Die Knochen sind z. T. dreidimensional überliefert, so dass mittels
speziellen Röntgenverfahren in den Ohren der Fledermäuse das
Ortungssystem erschlossen werden kann. Ein Sammler fand einen Vorfahren
der Primaten, der später "Ida" genannt wurde und heute in Oslo
liegt (siehe Bild oben). Es handelt sich um einer bedeutendsten Fossilfundstellen
weltweit!
Dünner Ast einer nicht bekannten Pflanze in kohliger Erhaltung,
Bildbreite 22 cm
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Ein Barsch mit schöner Erhaltung der "Gräten",
Bildbreite 17 cm
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Großer Barsch in fragmentarischer Erhaltung,
Bildbreite 23 cm
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Ein Haufen Blätter einer nicht bestimmten Pflanze mit langen
Spitzen am Ende - zum Ablauf des Regenwassers,
Bildbreite 18 cm
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Blatt einer nicht bestimmten Pflanze mit Erhaltung der
Nervatur. So wie heute, wenn Kleinstlebewesen das Blatt
abgeweidet haben und das Stützgewebe übrig bleibt,
Bildbreite 7 cm
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Blatt in kohliger Erhaltung,
Bildbreite 10 cm
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Fossiler Fisch, dessen Gase bei der Zersetzung der Leiche
diesen so weit aufblähte, bis dieser platzte und so in merkwürdiger
Form überliefert wurde,
Bildbreite 25 cm
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Sehr gut erhaltenes Exemplar einer Feldermaus mit Kopf (links)
und den sehr filigranen Knochen,
Bildbreite 9 cm
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Unbestimmtes Insekt,
Bildbreite 2 cm
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1985
Die regionalen Planungen sahen eine Errichtung einer
Mülldeponie vor. Eine örtliche Bürgerinitiative
konnte dies mit Hilfe der Wissenschaftler (Paläontologen) verhindern.
Der Staat Hessen kaufte das Gelände und stellte es unter Schutz.
Planmäßige Grabungen großer Museen aus Frankfurt,
Darmstadt und Karlsruhe erbrachten in der Folgezeit spektakuläre
Funde und eine Fülle neuer Erkenntnisse. Der Paläontologe
RIETSCHEL (WOLF 1988:16, RIETSCHEL 1988 in FRANZEN & MACHAELIS 1988)
belegt erneut durch die merkwürdige Zusammensetzung der überlieferten
Flora und Fauna, dass es sich bei dem See um ein Maar aus vulkanischer
Entstehung handeln könnte.
2001
Der Bohrkern einer Forschungsbohrung, die die gesamten
Sedimente durchteuft, traf auf vulkanische Gesteine und förderte
den Nachweis zu Tage, dass es sich bei der Vertiefung um einen
Vulkankrater (Maar) handelt. Die Grabungstätigkeiten werden
in jedem Sommer fortgesetzt, so dass die Lücken in der fossilen
Überlieferung geschlossen werden können. Große Fossilien
oder Säugetiere blieben jedoch die seltene Ausnahme.
2010
Am Tagebau wurde ein modernes Besucherzentrum aus
Beton eröffnet, über dessen eigenwillige Gestaltung die
Meinungen weit auseinander gehen. Die karge Ausstellung zeigt nur
wenige Fossilien; sehenswert ist der Film und der originale Bohrkern.
Der Eintritt erscheint mir mit 10 € pro Person recht hoch. Bei einem
Besuch sollte man auf jeden Fall die öffentlich zugänglich
Plattform aufsuchen, die einen schönen Blick in den Tagebau eröffnet.
Lenz et al. (2011) lesen aus der Häufigkeit und Verteilung der
überlieferten Pflanzenfossilien (Pollen) des "Ölschiefers" Klimazyklen
über einen Zeitraum von 640.000 Jahren heraus (Bohrkern von 2001).
Dabei können auch langfristige Einflüsse wie die rezent von Milankowitch
berechneten Strahlungskurven der Präzession, Exzentrizität usw.
ausdifferenziert werden. Es zeigt sich, dass diese Änderungen auch
in der Warmphase des Eozäns Einfluss auf die Bioproduktion des Messel-Ökosystems
hatten.
2030
Infolge eines falsch verstandenen Naturschutzes wird
der Wald im Tagebau weiter wachsen und der Charakter des einst
kahlen Tagebaues ist dann völlig verloren gegangen. Durch
Blitzeinschläge wird der Wald im trocken Sommer des Jahres
2028 gezündet und dabei wird auch der "Ölschiefer" in Brand
geraten, der sich nur schwer löschen lässt, so dass er an
einer Stelle immer noch brennen wird, was man an dem eigenartigen Geruch
nach "verbranntem Gummi" erkennen kann. Diesen Geruch kennen die ältesten
Menschen noch aus der Zeit der Schwelerei.
Es gibt auch zahlreiche Parallelen zu fast gleich alten Lagerstätten
wie z. B.:
- das Eckfeld-Maar,
- das Geiseltal bei Halle,
- Bighorn Basin in Wyoming, USA.
Ähnliche Grabgemeinschaften in Maaren sind an verschiedenen Stellen
Deutschland, aber aus jüngerer Zeit bekannt:
- Enspel, Westerwald (Oligozän)
- Hennef-Rott, östlich von Bonn (Oberoligozän)
- Randecker Maar, Schwäbische Alb (Miozän)
In all diesen Örtlichkeiten ist die perfekte und detailreiche
Erhaltung fast vollständiger Fossilen als gemeinsames Merkmal aufgrund
von sehr feinkörnigen Sedimenten verhanden.