Nicht alles, was glänzt, ist Gold, bei Fossilien gar Katzengold.
Eine kürzlich von Wissenschaftlern der University of Texas in Austin und Mitarbeitern durchgeführte Studie ergab, dass viele der Fossilien aus dem deutschen Posidonia-Schiefer ihren Glanz nicht von Pyrit erhalten, das allgemein als Katzengold bekannt ist und von dem lange angenommen wurde, dass es die Quelle des Glanzes ist. Stattdessen stammt der goldene Farbton von einer Mischung aus Mineralien, die auf die Bedingungen hinweist, unter denen sich die Fossilien gebildet haben.
Die Entdeckung ist wichtig, um zu verstehen, wie die Fossilien – die zu den weltweit am besten erhaltenen Exemplaren von Meereslebewesen aus dem frühen Jura gehören – überhaupt entstanden sind und welche Rolle der Sauerstoff in der Umgebung bei ihrer Entstehung spielte.
„Wenn Sie zu den Steinbrüchen gehen, lugen goldene Ammoniten aus schwarzen Schieferplatten hervor“, sagte der Co-Autor der Studie, Rowan Martindale, außerordentlicher Professor an der UT Jackson School of Geosciences. „Aber überraschenderweise hatten wir Mühe, Pyrit in den Fossilien zu finden. Sogar die Fossilien, die golden aussahen, sind als Phosphatmineralien mit gelbem Calcit erhalten. Dies verändert unsere Sicht auf diese berühmte fossile Lagerstätte dramatisch.“
Die Studie wurde veröffentlicht in Geowissenschaftliche Rezensionen. Drew Muscente, ein ehemaliger Assistenzprofessor am Cornell College und ehemaliger Postdoktorand der Jackson School, leitete die Studie.
Die Fossilien des Posidonia-Schiefers stammen aus der Zeit vor 183 Millionen Jahren und umfassen seltene Exemplare mit weichem Körper wie Ichthyosaurier-Embryonen, Tintenfische mit Tintensäcken und Hummer. Um mehr über die Versteinerungsbedingungen zu erfahren, die zu einer solch exquisiten Erhaltung führten, setzten die Forscher Dutzende von Proben unter Rasterelektronenmikroskope, um ihre chemische Zusammensetzung zu untersuchen.
„Ich konnte es kaum erwarten, sie in mein Mikroskop zu bekommen und dabei zu helfen, ihre Erhaltungsgeschichte zu erzählen“, sagte Co-Autor Jim Schiffbauer, außerordentlicher Professor am Department of Geological Sciences der University of Missouri, der einige der größeren Proben bearbeitete.
Die Forscher fanden heraus, dass die Fossilien in jedem Fall hauptsächlich aus Phosphatmineralien bestanden, obwohl das umgebende schwarze Schiefergestein mit mikroskopisch kleinen Ansammlungen von Pyritkristallen, sogenannten Framboiden, übersät war.
„Ich habe Tage damit verbracht, auf dem Fossil nach den Framboiden zu suchen“, sagte Co-Autorin Sinjini Sinha, eine Doktorandin an der Jackson School. „Bei einigen Exemplaren habe ich 800 Framboide auf der Matrix gezählt, während es auf den Fossilien vielleicht drei oder vier waren.“
Die Tatsache, dass Pyrit und Phosphat an verschiedenen Stellen auf den Proben gefunden werden, ist wichtig, weil sie wichtige Details über die Fossilisierungsumgebung enthüllt. Pyrit bildet sich in anoxischen (ohne Sauerstoff) Umgebungen, aber Phosphatmineralien benötigen Sauerstoff. Die Forschung legt nahe, dass, obwohl ein anoxischer Meeresboden die Voraussetzungen für die Versteinerung schafft – Verfall und Raubtiere in Schach hält – es einen Sauerstoffimpuls brauchte, um die für die Versteinerung erforderlichen chemischen Reaktionen anzutreiben.
Diese Ergebnisse ergänzen frühere Forschungsarbeiten des Teams zu den geochemischen Bedingungen von Stätten, die für ihre Caches mit außergewöhnlich gut erhaltenen Fossilien, den so genannten Konservat-Lagerstätten, bekannt sind. Die Ergebnisse dieser Studien widersprechen jedoch langjährigen Theorien über die Bedingungen, die für eine außergewöhnliche Erhaltung der Fossilien in der Posidonia erforderlich sind.
„Es wurde lange Zeit angenommen, dass die Anoxie die außergewöhnliche Konservierung verursacht, aber es hilft nicht direkt“, sagte Sinha. „Es hilft dabei, die Umgebung für eine schnellere Versteinerung förderlich zu machen, was zur Konservierung führt, aber es ist die Sauerstoffversorgung, die die Konservierung verbessert.“
Es stellte sich heraus, dass die Sauerstoffversorgung – und das Phosphat und die begleitenden Mineralien – auch den Glanz des Fossils verstärkten.
Mehr Informationen:
AD Muscente et al., Welche Rolle spielt Anoxie bei der außergewöhnlichen Erhaltung von Fossilien? Lehren aus der Taphonomie des Posidonia Shale (Deutschland), Geowissenschaftliche Rezensionen (2023). DOI: 10.1016/j.earscirev.2023.104323