Wissenschaftler haben das Geheimnis gelüftet, wie sich fossile Konkretionen bilden

Konkretionen sind für Geologen und Rockhounds gleichermaßen faszinierend. Überall auf der Welt, In diesen grob kugelförmigen Gesteinen wurden häufig gut erhaltene Fossilien und Kristalle gefunden. Die Mazon Creek Fossil Beds in Illinois sind berühmt für die dort gefundenen Konkretionen, die gut erhaltene fossile Pflanzen zeigen, wenn sie auseinander gespalten werden. Das Paraná-Becken in Südamerika hat Konkretionen mit fossilen Fischen, die in drei Dimensionen konserviert sind und einzigartige Momentaufnahmen der Vergangenheit liefern. Einige dieser Fossilien zeigen sogar größere Fische, die die kleineren schlucken.

Konkretionen sind, obwohl sie in Sedimentgesteinen üblich sind, immer noch eine Art geologisches Rätsel. Spielen tote Tiere oder Pflanzen eine Rolle bei der Bildung von Konkretionen oder bewahren Konkretionen Fossilien einfach besser als die umgebenden Gesteine? Wie lange brauchen sie, um zu wachsen? Einige dokumentierte Konkretionen haben einen Durchmesser von mehr als neun Fuß. Wenn sie so groß werden können, was genau kontrolliert ihr Wachstum und warum hören sie plötzlich auf zu wachsen (wie der scharfe Kontakt zwischen einem Konkrement und umgebenden Gesteinen nahelegt)?

Forscher der Universität Nagoya haben Dutzende von Konkretionen von drei Standorten in Japan analysiert, England und Neuseeland. Bei der Untersuchung der chemischen Zusammensetzung in einem Schnitt von den äußeren Schichten eines Konkrements zu den umgebenden Gesteinen konnten die Forscher einige der offenen Fragen beantworten. Die chemische Zusammensetzung zeigt auch, dass die Fossilien tatsächlich eine Rolle bei der Entstehung der Konkretionen spielen. Das Element Kalzium, das kleinere Sedimentpartikel zusammenhält und die harte, kompakte Materie bildet, stammt aus den zerfallenden organischen Überresten.

Überraschender waren die Ergebnisse der Wachstumsraten. Es wurde angenommen, dass die Bildung von Konkretionen Hunderttausende bis Millionen von Jahren in Anspruch nimmt. Sie wachsen jedoch anscheinend sehr schnell über mehrere Monate bis mehrere Jahre. Diese neue Beobachtung könnte auch erklären, warum die in den Konkretionen gefundenen Fossilien so gut erhalten sind.

Wenn ein Tier oder eine Pflanze stirbt, werden die Überreste in Sedimentschichten eingebettet, die sich auf dem Grund eines Sees oder des Meeres ablagern. Die zerfallende organische Substanz setzt Kalzium frei, das unter Bildung des Minerals Calcit reagiert. Der Calcit zementiert dann Sand- und Tonpartikel zusammen. Dies geschieht schnell, bevor das Tier oder die Pflanze vollständig zerfällt, wodurch das Fossil erhalten bleibt.

Immer mehr Sedimente zementieren sich im Laufe der Zeit und bilden das harte, kompakte Konkrement um das Fossil. Sobald die Bildung von Calcit aufhört, da nicht mehr genügend Kalzium im Sediment vorhanden ist, hört auch das Wachstum der Konkremente plötzlich auf und bildet einen scharfen Kontakt zwischen den Konkrementen und dem umgebenden Sediment. Erosion entfernt das weichere Sediment und lässt die witterungsbeständigen Konkretionen intakt. Schließlich kommt ein Geologe oder Sammler und hofft, einen einzigartigen Fund zu machen, wird das Konkrement mit einem Hammer aufspalten.

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YOSHIDA, H. et al.82018): Generalisierte Bedingungen der sphärischen Carbonatkonkretionsbildung um zerfallende organische Substanz in der frühen Diagenese. Wissenschaftliche Berichte Vol. 8: 1-10