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Saurier-Neufunde und rasche Schichtenbildung
Wirbeltier-Lagerstätte bei Vellberg (Ostwürttemberg):
Sedimentablagerung und Meeresspiegelschwankungen

von Manfred Stephan

Studium Integrale Journal
10. Jahrgang / Heft 2 - Oktober 2003
Seite 76 - 80


Zusammenfassung: In Mergellagen eingebettete Knochen und Zähne der neuen Fossilfundstätte Vellberg ragen tief in die überlagernden Dolomitbänke hinein. Hier besteht also keine längere Unterbrechung der Ablagerung, wie sie nach heutiger Entstehungsdeutung (Sequenzstratigraphie) zwischen Mergeln und Dolomiten im Unteren Keuper (Mittlere Trias) angenommen wird. Der Meeresspiegelanstieg, der zur Ablagerung der Dolomitbänke führte, kann kaum langsam erfolgt sein; bei einem langsamen Vordringen des Meeres wären die weichen (!) Mergel mit den Fossilien durch die langandauernde heftige Küstenbrandung wieder abgetragen worden. Der Befund spricht für Einbettung der Wirbeltierreste ohne größere zeitliche Unterbrechungen und anschließendem schnellen Meeresspiegelanstieg.




Neue Saurier-Lagerstätte Vellberg

In der ersten Hälfte des Jahres 1953 gab es neben der Krönung der englischen Königin Elisabeth II. und der ersten erfolgreichen Besteigung des höchsten Gipfels der Erde, des Mount Everest, noch weitere aufsehenerregende Ereignisse, deren Auswirkungen bis in die Gegenwart zu beobachten sind und deren 50-jährigen Jubiläen entsprechend gedacht wird.

Abb. 1: Vier Detailprofile der wirbeltierreichen Schichten in unmittelbarer Umgebung der Grabungsstelle im Steinbruch Schumann. Sie zeigen leichte Änderungen in Gesteinsausbildung und Schichtmächtigkeiten. Der obere Teil der Unteren Grauen Mergel wurde detailliert untergliedert (Schichten 1-6), darüber der untere Teil der Anoplophora-Dolomite (Schicht 7). Die Schädel markieren die reichsten Fundlagen (v.a. Schicht 6). Von links nach rechts: Riesen-Dachschädleramphib Mastodonsaurus; kleiner Dachschädlerlurch Kupferzellia; nebeneinander Angehörige der Dachschädlergruppen Almasauridae und Trematosauridae; rechts ein fraglicher kleiner Archosaurier („Großsaurier“) in Seitenansicht; darunter abermals Mastodonsaurus (nach Schoch 2002).

Aus dem Steinbruch Schumann bei Vellberg wurde neuerdings eine Saurier-Fossillagerstätte bekannt (SCHOCH 2002). Sie lieferte neben der 1977 entdeckten Fossilfundstätte bei Kupferzell die reichsten Wirbeltierfunde im Unteren Keuper (vgl. WILD 1978; SCHOCH & WILD 1999b). Der Untere Keuper gehört in die mittlere Trias und wurde früher „Lettenkohle“ genannt, dann Lettenkeuper; jetzt Erfurt-Formation (vgl. BEUTLER et al. 1999). Die WirbeltierAnreicherungen liegen im gleichen geologischen Horizont (stratigraphisches Niveau) wie bei Kupferzell und haben eine Mächtigkeit von wenigen Dezimetern. Es handelt sich um den oberen Teil der Unteren Grauen Mergel und – weniger fossilreich – einen Teil der darüber liegenden AnoplophoraDolomite (URLICHS 1982, 217f.; Abb. 1). Anderswo in Süddeutschland führen diese Schichten jedoch keineswegs so reichliche und gut erhaltene Saurierreste (WILD 1978, 796). Die Funde wurden im Frühjahr 2000 durch eine mehrwöchige Grabungsaktion des Staatlichen Museums für Naturkunde (Stuttgart) geborgen. Ihre Bearbeitung erfolgt im Rahmen des DFG-Projektes „Lettenkeuper-Tetrapoden“ (SCHOCH 2002, 3,8).

Einige Fundbeispiele. Besonders groß ist in Vellberg der Reichtum an Amphibien (vgl. Abb. 1): Es wurden u.a. bis zu sechs Dachschädler-Lurchgruppen entdeckt, darunter der schon seit dem frühen 19. Jahrhundert bekannte, riesige Mastodonsaurus (vgl. ZIEGLER 1986, 122-127). Mit bis zu 6 m Körperlänge und 1,25 m langem Schädel ist er das größte bekannte Lurchtier überhaupt. Schon anhand der gut erhaltenen Kupferzeller Funde stellte sich heraus: Das Tier war „weit weniger plump als bisher vermutet“ (SCHOCH & WILD 1999b, 411).

Einzelfunde von Lungenfisch-Zähnen in Vellberg werden in die Gattung Ptychoceratodus gestellt (SCHOCH 2002, 12-17). Lungenfisch-Zahnplatten aus dem Keuper wurden bereits 1838 von dem bedeutenden Fischspezialisten L. AGASSIZ beschrieben, längst vor der sensationellen Entdeckung und Beschreibung (1869-1871) des sehr ähnlichen heutigen australischen Lungenfischs Neoceratodus als „lebendes Fossil“ (SCHULTZE & KRIWET 1999, 246f.; THENIUS 2000, 19).

Abb. 2: Typische Wechsellagerungen blaugrauer Mergel und gelbbrauner Dolomite im Unteren Keuper SW-Deutschlands. Zwingelhausen bei Backnang.

Analyse der Fundschichten. Den oberen Teil der Unteren Grauen Mergel und die überlagernden Anoplophora-Dolomite im Steinbruch Schumann untergliedert SCHOCH (2002, 4-11) sehr detailliert in mehrere, z.T. nur cm-mächtige Lagen (Abb. 1). Ausbildung der Schichten, Fossilinhalt sowie die Art der Fossilerhaltung (Taphonomie) werden im Einzelnen dargestellt und diskutiert. SCHOCH unterscheidet in den einzelnen Schichten autochthone und allochthone Wirbeltierlagerstätten sowie Bonebeds. Autochthone Lagerstätten enthalten Skelette, die vor ihrer endgültigen Einbettung nicht umgelagert wurden und z.T. noch mehr oder weniger gut im Verband sind (22-25). Allochthone Wirbeltierfundstätten sind durch fragmentarischen und abgerollten Zustand der Skeletteile gekennzeichnet: „Diese Befunde bezeugen längeren Transport von Knochen und eine ausgeprägte Frachtsonderung nach hydrodynamischen Gemeinsamkeiten“ (26), das heißt durch stärkere Strömungen. Bei Bonebeds („Knochenlager“) ist die Zerstörung der Skelette noch weiter fortgeschritten. Sie bestehen größtenteils aus völlig zertrümmerten Knochen, die weithin bis zur Sandkorngröße aufgearbeitet und angereichert wurden, und zwar durch vielmalige heftige Umlagerung bei zeitweiliger Mangel-Sedimentation (vgl. HAGDORN & REIF 1988). Man spricht daher auch von „Vertebratensand“ („Wirbeltiersand“). Ein echtes Bonebed ist Schicht 5c (Abb. 1).

Gleichartige Schichtenfolge geographisch weit verbreitet. Zwar stellt SCHOCH (2002, 8) bei seinen Detailuntersuchungen schon in der unmittelbaren Umgebung der Grabungsstelle im Steinbruch eine gewisse horizontale (laterale) Änderung der Sedimentausbildung und Schichtmächtigkeiten fest (Abb. 1). Generelle Abfolge und Wechsel der Sedimente (Untere Graue Mergel – AnoplophoraDolomit) ist davon jedoch nicht betroffen. Vielmehr läßt sie sich – wie die Dolomit-Mergel-Wechsellagerungen des Unteren Keupers überhaupt – durch ganz Südwestdeutschland verfolgen (Abb. 2; vgl. BRUNNER 1973; 1980; ESSIGMANN 1979). Das erlaubt u.a. auch „eine Korrelierung mit Unterkeuper-Profilen in Franken“ (BRUNNER & BRUDER 1981, 253)

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Sequenzstratigraphie
Abb. 3: Übersichtsprofil des Unteren Keupers in SW-Deutschland (oberer Abschnitt) mit den typischen Dolomit-Mergel-Wechsellagerungen. Der Meter-Maßstab neben der Schichtenfolge zeigt die Mächtigkeit. Unten: Untere Graue Mergel, in denen die Saurier-Anreicherungen gefunden wurden; darüber die Anoplophora-Dolomite. Die senkrechten, spitz-dreieckigen Pfeile markieren hypothetische Kleinzyklen bzw. Parasequenzen im Deutungsrahmen der Sequenzstratigraphie (s. jedoch Text) (nach Aigner & Bachmann 1992).

Aufgrund dieser weitverbreiteten, zyklisch anmutenden Abfolge schlagen AIGNER et al. (1990) u.a. für den Unterkeuper ein neues Ablagerungsmodell vor. Sie wenden die in der Erdölgeologie entwickelte zyklische oder Sequenz-Stratigraphie an. Danach wird – vereinfacht gesagt – die Sedimentation von Meeresspiegelschwankungen gesteuert (z.B. HAQ et al. 1988; POSAMENTIER et al. 1988). Dabei unterscheidet man Ablagerungs-Sequenzen verschiedener Größenordnungen; in der Schichtenfolge des Unterkeupers handelt es sich um sog. Kleinzyklen oder Parasequenzen (Abb. 3). Die Sequenzstratigraphie im Unteren Keuper kann hier jedoch nicht eingehend dargestellt werden (vgl. KÖPPEN 1997; BACHMANN & BRUNNER 1998).

Nach AIGNER et al. (1990, 133) weisen die Dolomitbänke des Unteren Keupers eine „scharfe, oft erosive Untergrenze“ auf, was mit dem Beginn eines neuen Kleinzyklus erklärt wird: Infolge eines geringen Meeresspiegelanstiegs greift das Meer auf weite Landflächen über (Ingression), wobei der Untergrund geringförmig aufgearbeitet (erodiert) wird. – Dagegen kann jedoch bereits an dieser Stelle eingewendet werden: Eine geringfügige Erosion des Untergrunds ist bei geringem Meeresspiegelanstieg sehr unwahrscheinlich. Denn in diesem Fall hätte die langsam landeinwärts vordringende, heftige Küstenbrandung viel Zeit gehabt, den Untergrund tiefgründig abzutragen (Erosion).

Infolge des Meeresspiegelanstiegs lagerte sich nun im Modell der Sequenzstratigraphie eine Dolomitbank über einer Mergelfolge ab. Danach sank der Meeresspiegel langsam wieder, und es wurden über dem Dolomit Tonsteine, Mergelbänke und auch Gipslagen abgesetzt. Sie belegen im Rahmen dieses Modells z.B. Ablagerungen in Schlammebenen auf dem Festland; Gips wird auf Austrocknungsphasen zurückgeführt (AIGNER et al. 1990, 136; BACHMANN & BRUNNER 1998, 34f.). Mit dem nächsten Meeresspiegelanstieg und der Ablagerung einer neuen Dolomitbank im Meer beginnt ein weiterer Kleinzyklus (Abb. 3).

Schnelle Fossileinbettung widerlegt hier scharfe Kleinzyklengrenze. Gegen diese Interpretation erhebt SCHOCH (2002) bezüglich der Saurier-Lagerstätte Vellberg Einwände. Zunächst weist er darauf hin, daß an der Oberfläche des Bonebeds deutlich weniger umgelagerte Knochen vorkommen als im Bonebed selbst. Er findet an der Bonebed-Oberfläche „zahlreiche Hinweise auf die rasche Einbettung von am Ort oder in unmittelbarer Nähe zerfallener Skelette“ (22).

Aus diesem Befund zieht SCHOCH einen weitreichenden Schluß: „Die knochenreiche Oberfläche des Bonebeds wurde anscheinend rasch mit einem tonigen Leichentuch versiegelt, das mehrere Zentimeter Mächtigkeit annehmen kann. Anders läßt sich nicht erklären, wieso Knochen und vertikal [senkrecht] stehende ... Zähne auf der Bonebedoberfläche bis tief in die Schichten 6 und 7 hineinragen können (Abb. 1). Das bedeutet wohl, daß nicht nur Schicht 6, sondern auch die mergelige Basis der Anoplophora-Dolomite verhältnismäßig schnell abgelagert wurde. Daraus läßt sich ferner ableiten, daß die Grenzfläche zwischen Unteren Grauen Mergeln und Anaplophora-Dolomiten keinen scharfen Schnitt im Sedimentationsregime bedeutet“ (22), wie Vertreter der Sequenzstratigraphie annehmen (Abb. 3; vgl. AIGNER et al. 1990, 135-137; AIGNER& BACHMANN1992, 124f.; BACHMANN & BRUNNER 1998, 32-35).

Die Dolomitbänke können durch
Tages-, Wochen- oder Monatsereignisse entstanden sein.

Kaum unterbrochene Ablagerung bei raschem Meeresspiegelanstieg. SCHOCH hat zutreffend dargelegt, daß zwischen der Bildung der Oberfläche des Bonebeds (Top von Schicht 5c), der Ablagerung der Grauen Tonsteine (Schicht 6) und der Sedimentation der unteren Anoplophora-Dolomite (tiefster Abschnitt von Schicht 7) keine nennenswerte Zeitspanne liegen kann (Abb. 1). Seine weitere Folgerung ist jedoch problematisch: „Die für die Genese [Entstehung] der Anoplophora-Dolomite vermutete Transgression [Vorrücken des Meeres in Landgebiete] ... kann also nur sehr allmählich erfolgt sein. Eine erosive Untergrenze fehlt ja, der Übergang von den grauen Tonsteinen in die braunen Mergel und Dolomite ist kontinuierlich.“

Hier betont SCHOCH nochmals zutreffend die lückenlose, durchgehende Sedimentation. Aber gegen seine Annahme einer allmählichen Transgression muß der gleiche Einwand erhoben werden wie gegenüber sequenzstratigraphischen Deutungen (s.o.): Gerade ein allmählicher Meeresspiegelanstieg sollte schon aufgrund der langsam landeinwärts vorrückenden, heftigen Brandung zu tiefgreifender Abtragung der weichen (!) Unteren Grauen Mergel mit den Wirbeltierresten geführt haben. Das war jedoch nicht der Fall. Der Befund dürfte vielmehr für einen raschen Meeresspiegelanstieg sprechen, bei dem keine Erosion stattfand, vielmehr die Sedimentation nahezu ununterbrochen weiterging.

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Weiterführende Befunde
Abb. 4: Dolomit-Mergel-Wechsellagerungen im Detail. Der blaugraue Mergel hinter dem Hammer überlagert eine gelbbraune Dolomitbank mit prägnanter Grenze. Auf die Mergellage folgen erneut Dolomite. Die Sedimentgrenzen treten zwar deutlich hervor, aber es sind keine Strand- bzw. Brandungsgerölle oder Aufarbeitungslagen ausgebildet. Zwingelhausen bei Backnang.

BEUTLER et al. (1999, 139) stellen in ihrer zusammenfassenden Interpretation der Bildungsverhältnisse im Unteren Keuper heraus, daß die Dolomitbänke „im Liegenden und Hangenden von einer brackischen oder nichtmarinen Fazies [Sedimentausbildung] unmittelbar unter- und überlagert“ werden „ohne daß jedoch eine deutliche Küsten- oder Strandfazies auszumachen ist“ (139). Das heißt, es fehlen nicht nur an der Grenze Untere Graue Mergel – AnoplophoraDolomite, sondern auch bei anderen Mergel-Dolomit-Wechsellagerungen Auswirkungen starker Brandung, wie sie beim langsamen Vorstoßen des Meeres ins Landesinnere zu erwarten wäre (Abb. 4). Eigenartigerweise folgern jedoch BEUTLER et al. (1999, 139): „Hier scheinen Transgression und Rückzug des Meeres mit erosiven Sedimentationspausen verbunden gewesen zu sein“. In der Abfolge Untere Graue Mergel – Anoplophora-Dolomite der Fossillagerstätte Vellberg ist jedoch keine erosive Ablagerungspause belegt, im Gegenteil (s.o.).

Zahlreiche kurzzeitige Meeresvorstöße. BEUTLER et al. (1999) resümieren ferner, daß zur Zeit des Unteren Keupers „lakustrine [an Seen gebundene], fluviatile [an Flüsse gebundene], deltaische und marine [an Deltas und ans Meer gebundene] Ablagerungsräume offenbar in rascher Form abwechselten“ (133). Zutreffend folgern die Autoren: Die Dolomitbänke „gehen auf kurzzeitige marine Ingressionen [Meeresvorstöße] zurück, welche von Süden über die Burgundische Pforte aus der Tethys [mesozoisches „Urmittelmeer“] in das Germanische Becken vordrangen“ (136). BEUTLER et al. verwenden hier zwar Worte wie „rasch“ und „kurzzeitig“, die aber vermutlich nur relative Bedeutung besitzen. Sie sollen wohl im ausgedehnten Rahmen der geologischen Zeiträume verstanden werden, der „Tiefenzeit“ (MCPHEE); diese gehört zu den kaum hinterfragten regulativen Prinzipien der Geowissenschaften (ENGELHARDT & ZIMMERMANN 1982, 349-368). Wenn man Worte wie „rasch“ und „kurzzeitig“ aber umgangssprachlich jeweils im Sinn von Tages-, Wochen- oder Monatsereignissen versteht, entspricht dies Befunden in der Saurier-Fossillagerstätte Vellberg, dürfte aber auch bei anderen Mergel-Dolomit-Wechsellagerungen zutreffen (Abb. 4). Zwar gab es im Unteren Keuper auch deutliche Unterbrechungen der Sedimentation, wie z.B. gelegentliches Mikroben-Riffwachstum (Stromatolithen) oder Schachtelhalm-Wurzelhorizonte belegen (vgl. BACHMANN & GWINNER 1971; MADER 1995). Teilweise gilt das auch für Besiedlung von Sedimenten durch Wirbellose oder wiederholte Einwanderung von Sauriern ins ausgedehnte Ablagerungsgebiet des Unteren Keupers (z.B. SEEGIS 1999; SCHOCH & WILD 1999a). Wie aber aus den o.g. Befunden hervorgeht, sollten die Mergel-Dolomit-Wechselfolgen eingehend untersucht werden, ob sie nicht insgesamt in viel kürzerem Zeitrahmen entstanden sein könnten als bislang angenommen wurde.

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Literatur

AIGNER T & BACHMANN GH (1992)
Sequence-stratigraphic framework of the German Triassic. Sediment. Geol. 80, 115-135.
AIGNER T, BACHMANN GH & HAGDORN H (1990)
AIGNER T & BACHMANN GH & Hagdorn H (1990)
Zyklische Stratigraphie und Ablagerungsbedingungen von Hauptmuschelkalk, Lettenkeuper und Gipskeuper in NordostWürttemberg. Jber. Mitt. oberrhein. geol. Ver. N.F. 72, 125-143.
BACHMANN GH & BRUNNER H (1998)
Nordwürttemberg. Stuttgart, Heilbronn und weitere Umgebung. Sammlg. Geol. Führer 90. Berlin-Stuttgart.
BACHMANN GH & GWINNER MP (1971)
Algen-Stromatolithen von der Grenze Unterer/Mittlerer Keuper (Obere Trias) bei Schwäbisch Hall (Nordwürttemberg, Deutschland). N. Jb. Geol. Paläont. Mh. 1971, 594-604.
BEUTLER G, HAUSCHKE N & NITSCH E (1999)
Faziesentwicklung des Keupers im Germanischen Becken. In: HAUSCHKE N & WILDE V (Hg) Trias. Mitteleuropa im frühen Erdmittelalter. München, 129-174.
BRUNNER H (1973)
Stratigraphische und sedimentpetrographische Untersuchungen am Unteren Keuper (Lettenkeuper, Trias) im nördlichen Baden-Württemberg. Arb. Inst. Geol. Paläont. Univ. Stuttgart N.F. 70, 1-85.
BRUNNER H (1980)
Zur Stratigraphie des Unteren Keupers (Lettenkeuper, Trias) im nordwestlichen Baden-Württemberg. Jber. Mitt. oberrhein. geol. Ver. N.F. 62, 207-216.
BRUNNER H & BRUDER J (1981)
Standardprofile des Unteren Keupers (Lettenkeuper, Trias) im nördlichen BadenWürttemberg. Jber. Mitt. oberrhein. geol. Ver. N.F. 63, 253-269.
ENGELHARDT W V & ZIMMERMANN J (1982)
Theorie der Geowissenschaft. Paderborn etc.
ESSIGMANN JH (1979)
Stratigraphische und sedimentpetrographische Untersuchungen am Unteren Keuper im südlichen Baden-Württemberg. Arb. Inst. Geol. Paläont. Univ. Stuttgart N.F. 74, 71-139.
HAGDORN H & REIF W-E (1988)
„Die Knochenbreccie von Crailsheim“ und weitere Mitteltrias-Bonebeds in Nordost-Württemberg – Alte und Neue Deutungen. In: HAGDORN H (Hg) Neue Forschungen zur Erdgeschichte von Crailsheim. Sonderbd. Ges. Naturk. Württ. 1. Stuttgart / Korb, 116-143.
HAQ BU, HARDENBOL J & VAIL PR (1988)
Mesozoic and cenocoic chronostratigraphy and cycles of sea-level chance. In: CHERYL U, HASTING BS, KENDALL CG, VAN WAGONER JC & WILGUS CK (eds) Sea-Level Changes – An Integrated Approach. Soc. Econ. Paleont. Mineral., Spec. Publ. 42. Tulsa, 71-108.
KÖPPEN A (1997)
Faziesentwicklung in der frühen Obertrias Mitteleuropas – ein sequenzstratigraphischer Vergleich. Gaea heidelbergensis 2. Heidelberg, 1-233.
MADER D (1995)
Taphonomy, Sedimentology and Genesis of Plant Fossil Deposit Types in Lettenkohle (Lower Keuper) and Schilfsandstein (Middle Keuper) in Lower Franconia (Germany). Frankfurt/M.
POSAMENTIER HW, JERVEY MT & VAIL PR (1988)
Eustatic controls on clastic Deposition I – conceptual Framework. In: CHERYL U, HASTING BS, KENDALL CG, VAN WAGONER JC & WILGUS CK (eds) Sea-Level Changes – An Integrated Approach. Soc. Econ. Paleont. Mineral., Spec. Publ. 42. Tulsa, 109-124.
SCHOCH R (2002)
Stratigraphie und Taphonomie wirbeltierreicher Schichten im Unterkeuper (Mitteltrias) von Vellberg (SW-Deutschland). Stuttgarter Beitr. Naturk. B 318, 1-30.
SCHOCH R & WILD (1999a)
Die Wirbeltier-Fauna im Keuper von Süddeutschland. In: HAUSCHKE N & WILDE V (Hg) Trias. München, 395-408.
SCHOCH R & WILD R (1999b)
Die Saurier von Kupferzell – Der gegenwärtige Forschungsstand. In: HAUSCHKE N & WILDE V (Hg) Trias. München, 409-418.
SCHULTZE H-P & KRIWET J (1999)
Die Fische der Germanischen Trias. In: HAUSCHKE N & WILDE V (Hg) Trias. München, 239-250.
SEEGIS D (1999)
Die Wirbellosen-Fauna des Keupers: Zusammensetzung und ökologische Aussagemöglichkeiten. In: HAUSCHKE N & WILDE V (Hg) Trias. München, 371-382.
THENIUS E (2000)
Lebende Fossilien. Oldtimer der Tier- und Pflanzenwelt. München.
URLICHS M (1982)
Zur Stratigraphie und Fossilführung des Lettenkeupers (Ob. Trias) bei Schwäbisch Hall (BadenWürttemberg). Jber. Mitt. oberrhein. geol. Ver. N.F. 64, 213-224.
WILD R (1978)
Massengrab für Saurier. Kosmos 74, 790-797.
ZIEGLER B (1986)
Der Schwäbische Lindwurm. Funde aus der Urzeit. Stuttgart.

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