Posidonienschiefer (Jura)

Posidonienschiefer am Beginn des geologischen Lehrpfads auf den Hesselberg

Fossiler Abdruck von Harpoceras falcifer im Posidonienschiefer von Holzmaden

Der Posidonienschiefer oder Schwäbischer Ölschiefer ist ein asphaltgrauer bis tiefschwarzer bituminöser Tonstein aus dem Unterjura, der sich über weite Gebiete Mittel- und Nordwesteuropas erstreckt. Das Gestein ist für seine außergewöhnlich gute Fossilerhaltung bekannt, die den Posidonienschiefer zu einer Konservatlagerstätte von Weltrang gemacht haben. Die Posidonienschiefer-Formation aus der Zeit des frühen Toarciums (183,0 bis 175,6 mya) wird überwiegend aus Posidonienschiefer aufgebaut.

Benennung

Der Begriff „Posidonienschiefer“ ist irreführend, da das Gestein weder Fossilien von Posidonien, eine Gattung ausgestorbener Muscheln, enthält, noch im petrographischen Sinne ein Schiefer ist. Die scheinbare Schieferung ist eine sehr fein laminierte Schichtung des Sediments. Das Gestein ist nach einer häufig darin vorkommenden Muschel benannt, die früher den Namen Posidonia bronni trug. Ihr Name wurde später zu Bositra buchii geändert. Der Gattungsname Posidonia wurde auf eine Gattung aus dem sehr viel älteren stratigraphischen System des Karbons übertragen. Daher werden auch die Gesteine dieser Schichten als Posidonienschiefer bezeichnet.

Entstehung

Vor ca. 175 Millionen Jahren^[1][2] im Erdmittelalter (Mesozoikum), genauer im Lias Epsilon des Unterjura (nach den Ölschiefern auch „Schwarzer Jura“), erstreckte sich über ein weites Gebiet das Jurameer (auch Liasmeer oder Posidonienschiefer-Meer genannt), ein Nebenmeer der großen Tethys. Es entstand im Toarcium bei der Trennung Amerikas (inklusive Grönland, Laurentia) von Europa (Baltica) und Afrika aus dem vormaligen Superkontinent Pangaea (wohl ab etwa 183 Mio. Jahren), denn durch diese Bewegungen sanken Bereiche Mittel- und Westeuropas ab und gerieten unter Flachwasserbedeckung. Dieses Jura-Flachmeer mit etlichen Inseln – dem europäischen Archipel – war anfangs brackig. Das Klima war geprägt von Sommermonsun und Wintertrockenheit durch Passatwind, was für starke jahreszeitliche Schwankungen des Sauerstoffgehalts im Meerwasser sorgte.^[1] Deshalb zersetzte sich totes Gewebe nur sehr langsam. Durch die eingeschwemmten Tone und Kalke wurden die toten Tiere bald überdeckt und konserviert. Im Laufe von Jahrmillionen verfestigte sich der Schlamm. So wurde aus dem Jahreszeitenwechel im Jurameer eine versteinerte Schichtenfolge. Der Posidonienschiefer wird vom älteren Lias-Tonschiefer des Pliensbachiums (189,6-183,0 mya) unterlagert und vom jüngeren Dogger-Tonschiefer des Mitteljuras („Brauner Jura“, ab 175,6 mya) überlagert.^[2]. Diese beiden angrenzenden Sedimentationsphasen (Fazies) zeigen deutlich weniger Feinschichtung (Warven).

Die vier Hauptvorkommen der verwandten Gesteinsarten decken sich mit den vier alten Schelfbecken des Jurameeres, dem Pariser Becken, dem süddeutschen Becken, dem norddeutschen Becken^[1] (niedersächsisches Becken)^[2] und dem Yorkshire-Becken. Das süddeutsche Vorkommen ist das bestaufgeschlossene, weil dieses Becken im Unterschied zu den anderen durch die Auffaltung der Alpen angehoben wurde, und heute das südwestdeutsche Schichtstufenland bildet. In der Hilsmulde in Niedersachsen liegt der Posidonienschiefer in 6 km Tiefe.^[2] Daneben sind auch die Vorkommen in York und Yorkshire im äußeren Nordwesten des Jurameeres erwähnenswert, die mit den Britischen Inseln gehoben wurden. Der europäische Archipel baut noch heute einen Teil der Mittelgebirge dieses Raums auf.

Fossilien

Das Gestein ist bekannt für seine herausragende Fossilerhaltung. Man findet aufgrund des sauerstoffarmen und teilweise anoxischen, sogenannten euxinischen, Milieus zur Zeit der Ablagerung sehr gut erhaltene Seelilien, Ammoniten, Fische und Ichthyosaurier.^[1]

Die bekanntesten Fundstellen liegen dabei in der Umgebung von Holzmaden. Versteinerungen werden präpariert und je nach Entscheidung des Naturkundemuseums in Stuttgart als Kulturdenkmal deklariert oder zum Verkauf freigegeben.

Fauna

Ichthyosaurier

Stenopterygius-Fossil

Das Posidonienschiefer ist bekannt für die sehr gute Erhaltung von Skeletten. Am spektakulärsten sind die Ichthyosaurier erhalten. Bei der Gattung Stenopterygius kann man die am meisten beobachten. Der Präparator Bernhard Hauff konnte zeigen, dass Ichthyosaurier eine Rückenflosse hatten und ihre Schwanzflosse einen oberen Lappen aufwies. Beide Körperteile wurden nicht durch Skelettmaterial abgestützt, sodass sie deswegen normalerweise nicht erhalten bleiben. Bei Stenopterygius wurden Mageninhalte gefunden, die wohl nicht verdaut werden konnten. Bemerkenswert sind außerdem die zahlreichen Weibchen, die während eines Geburtsvorgang oder mit Embryos im Bauch fossilisiert wurden. Dies belegt, dass das Posidonienschiefer ein Ort war, um ihre Jungen zu gebären. Hauff (1921) registrierte über 350 Tiere.

Plesiosaurier und Krokodile

Steneosaurus-Fossil

Plesiosaurier sind viel seltener. Nur 13 vollständige Skelette wurden gefunden, darunter der langhalsige Plesiosaurus und die kurzhalsigen Pliosaurier Peloneustes und Rhomaleosaurus.
Krokodile (Teleosaurier) waren zwar auch selten, aber zahlreicher als die Plesiosaurier - Hauff (1921) listete 70 Exemplare. Das häufigste ist Steneosaurus; er hatte eine lange, schmale Schnauze mit vielen Zähnen und fing, so ähnlich wie die häutigen Gaviale, Fische. Die Augen waren nach oben und außen gerichtet. Beim viel kleineren Pelagosaurus saßen die Augen seitlich am Schädel. Der gepanzerte Platysuchus ist sehr selten, nur 4 Exemplare sind bekannt.

Pterosaurier und Dinosaurier

Die Flugsaurier Dorygnathus und Campylognathoides. Es gibt von beiden komplette Skelette, Hauff (1921) listete zehn auf. Das einzige Dinosaurierfossil ist ein Schienbein des Sauropoden Ohmdenosaurus.

Fische

Dapedium-Fossil

Holostei (Knochenganoiden) sind mit den Gattungen Lepidotes, Dapedium und Caturus vertreten. Zu den Teleostei gehört Leptolepis. Haie sind vor allem durch Hybodus und Palaeospinax vertreten. Die größten Fische waren die Störe, darunter Chondrosteus, er wurde bis zu 3 Meter lang. Daneben fand man den Quastenflosser Trachymetopon.

Cephalopoden

Ammoniten sind sehr häufig, darunter die Arten Harpoceras, Hildoceras und Dactylioceras. Am spektakulärsten sind Kalmare (wie Phragmoteuthis) und Belemniten (wie Passaloteuthis), bei denen die weichen Gewebe erhalten sind.

Seelilien

Besonders häufig sind die Gattungen Seirocrnus und Pentacrinus. Im Urwelt-Museum Hauff ist ein Exemplar von Seirocrnus, das sich an einen 12 Meter langen Stück Treibholz angeheftet hat, es selbst war 18 Meter lang.

Muscheln

Muscheln waren unter anderem von den Gattungen Gervilla, Oxytoma, Exogyra, Liostrea, Bositra und Goniomya vertreten.

Pflanzen

Von den Pflanzen sind Schachtelhalme, Gymnospermen überliefert. Auch Ginkgos, Koniferen und Palmfarne sind vertreten.

Spurenfossilien

Man findet vor allem Spurenfossilien von Chondrites und Fucoides.

Die Fauna und Flora wurde von den Hauff und Hauff (1981) gründlich dokumentiert und illustriert.

Verwendung

Jura-Ölschiefer aus Holzmaden, naturgespalten

Die Juraschieferplatten werden unter der Handelsbezeichnung Holzmadener Ölschiefer oder Jura Ölschiefer zu Tisch-, Abdeckplatten, Wand- und Kaminverkleidungen, Treppenstufen und Bodenplatten etc. verarbeitet.

Das Gestein enthält wie die Ölschiefer bituminöse Bestandteile - es brennt daher gut - und „schwitzt“ bei Wärme Schieferöl aus.^[3] Aus diesem Ölschiefer kann auch eine Sorte des Steinöls Ichthyol gewonnen werden. Im Zweiten Weltkrieg wurde versucht, im Rahmen des Unternehmens Wüste im Raum Balingen aus Ölschiefer Treibstoff zu gewinnen.^[4] Es wurden zehn Ölschieferwerke gebaut, und sieben Konzentrationslager für Arbeitskräfte. Etwa 3500 Häftlinge^[3] kamen im Ölschieferabbau zu Tode. Der Gedenkweg Eckerwald erinnert daran.^[5] In Dotternhausen wird der Posidonienschiefer in einem Zementwerk sowohl als Energiequelle zum Brennen des Zements genutzt, als auch der germahlene und gebrannte Ölschiefer als Zuschlag für den Zement verwendet. ^[6] Der Posidonienschiefer ist auch Erdölmuttergestein mancher der französischen und niedersächsischen Ölvorkommen.^[2][7]

Literatur

• Peter Maisenbacher: Saurier, SS und Schwermetalle. Posidonienschiefer: eine Herausforderung zum Entwurf faecherübergreifender Unterrichtsmodelle. In: Lehren und Lernen. 19, 5, 1993, ISSN 0341-8294, S. 1–26.
• O. A. (ICBM): Der Posidonienschiefer. Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM), Carl von Ossietzky Universität Oldenburg (Praktikumsskript, Webdokument, pdf).
• Adolf Seilacher: Die Holzmadener Posidonienschiefer. Entstehung der Fossillagerstätte und eines Erdölmuttergesteines. In: Werner K. Weidert (Hrsg.): Klassische Fundstellen der Paläontologie. Band 2: 23 Fundgebiete und Aufschlüsse in Dänemark, Deutschland, England, Frankreich, Österreich, Schweiz und Tschechoslowakei. Goldschneck-Verlag, Korb 1990, ISBN 3-926129-05-0, S. 107–131.
• Paul A. Selden, John R. Nudds: Fenster zur Evolution. Berühmte Fossilfundstellen der Welt. Elsevier – Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2007, ISBN 978-3-8274-1771-8.

Medien

• Jurassic Alb - Der schwäbische Ölschiefer. SWR Schulfernsehen multimedial, 1998, Zeitschrift: 1-98/99, Mediennummer VHS: 4283098(D) – (Literaturliste, www.wissen.swr.de)

Weblinks

• Der Posidonienschiefer (Toarcium, Unterer Jura) von Dotternhausen, Wolfgang Oschmann, 18. Januar 2006 – mit Kartenmaterial
• Animation Plattentektonik – umfasst die ganze Erdgeschichte, das Jurameer bildet sich sehr am Ende
• Posidonienschiefergrube in Bad Langenbrücken

Einzelnachweise