Was ist ein versteinertes Fossil?

Versteinerte Fossilien entstehen durch Permineralisation, dem Ersatz von einst lebender Materie durch Mineralien. Lösungen, die Silikate, Karbonate, Eisen oder andere Mineralien enthalten, sickern in die Lücken und Zwischenräume zwischen den Zellen, umhüllen zuerst die Zellen und ersetzen schließlich die Zellen selbst. Im Laufe der Zeit ersetzen Mineralien das organische Material vollständig, wodurch ein versteinertes Fossil entsteht.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Versteinerte Fossilien entstehen, wenn Mineralien die Struktur eines Organismus ersetzen. Dieser Prozess, der als Permineralisierung bezeichnet wird, tritt auf, wenn Grundwasserlösungen die Überreste vergrabener Pflanzen oder Tiere sättigen. Wenn das Wasser verdunstet, bleiben die Mineralien zurück und füllen schließlich die verbleibenden Räume, während der Organismus langsam zerfällt. Die meisten versteinerten Fossilien bilden sich aus Quarzmineralien, Calcit oder Eisenverbindungen.

Die Versteinerung beginnt mit dem schnellen Vergraben von pflanzlichem oder tierischem Material. Die Bestattung verlangsamt die Zersetzungsrate so weit, dass der Austausch erfolgen kann. Durch die Sedimente zirkuliert Wasser, das gelöste Mineralien enthält. Im Laufe der Zeit sickern diese mineralstoffreichen Lösungen in die vergrabenen Überreste ein und sättigen sie. Wenn das Wasser verdunstet, bleiben die Mineralien zurück. Die in der Lösung gelösten Mineralien kristallisieren zwischen den Zellen des Organismus. Während die Zellen langsam zerfallen, füllt die Lösung die verbleibenden Lücken. Schließlich ersetzen die abgelagerten Mineralien das gesamte organische Material. Schalen, Knochen und Pflanzen, insbesondere Bäume, eignen sich besonders gut für die Permineralisation, da die natürlichen Strukturen der Zellen während der Bestattung und des Ersatzprozesses ihre Form behalten.

Die meisten versteinerten Fossilien bilden sich aus Silikaten, Karbonaten oder Eisen. Die Art des abgelagerten Materials bestimmt den Detaillierungsgrad des resultierenden Fossils. Wenn Kieselsäurelösungen die Zellstruktur ausfüllen, bildet sich extrem feinkörniger kryptokristalliner Quarz. Die mikroskopisch kleinen Quarzkristalle ersetzen nach und nach das Zellmaterial und erzeugen oft ein Duplikat in Stein des ursprünglichen Organismus, teilweise sogar bis hin zur detaillierten Nachbildung der inneren Struktur von Zellen. Auch Carbonatlösungen scheiden sich als sehr feinkörnige Kristalle ab, die die ursprünglichen Zellstrukturen des Organismus nachahmen. Die Kristalle aus Eisenlösungen neigen dazu, größer zu werden und zeigen die Hauptstrukturen des Organismus, aber nicht die feineren Details.

Die Umweltbedingungen bestimmen die Art des Minerals, das Fossilien versteinert. In Gebieten mit magmatischen Gesteinen wie Graniten, Basalten und vor allem Vulkanasche entsteht mit Kieselsäure angereichertes Wasser. Karbonatlösungen können sich in marinen und nicht-marinen Umgebungen entwickeln, treten jedoch am häufigsten in marinen Umgebungen auf, da sich Calciumcarbonat in marinen Umgebungen leichter bildet. Eisenreiche Lösungen erfordern Schwefel, um Fossilien zu bilden, daher kommen eisenversteinerte Fossilien am häufigsten in Meeresumgebungen vor, mit einigen selteneren Beispielen in Ton.

Die bekanntesten versteinerten Fossilien können versteinerte Wälder sein. Viele dieser Fossilien behalten so viel vom Aussehen der Bäume, dass die ursprünglichen Arten und Wuchsgewohnheiten identifiziert werden können. Bäume sind jedoch nicht das einzige versteinerte Leben. Beispiele für silikatische Fossilien umfassen Meeresfossilien aus der Tiefsee aus Opal, einem amorphen Siliziumdioxid, und terrestrische Fossilien, insbesondere Pflanzenfossilien, die aus Hornstein, Jaspis und anderen silikatischen Mineralien bestehen. Auf der ganzen Welt wurden Walknochen gefunden, die durch Calcit versteinert sind, Sanddollars, die durch Eisenpyritkristalle versteinert sind, Dinosauriereier und sogar uralter Dung, der als Stein konserviert wurde.