Paläoökologische Untersuchung der Lintforter Schichten anhand von Foraminiferen aus dem Rupel Nordwestdeutschlands


Bachelorarbeit, 2012

31 Seiten, Note: 2,6


Leseprobe

Inhalt

Zusammenfassung

Einführung in die Foraminiferenkunde
Gehäuse aus Biopolymer
Agglutinierte Gehäuse
Porzellania
Kalkig-perforierte Gehäuse
Mikrogranuläre Gehäuse

Geschichte der mikropaläontologischen Forschung

Geologischer Überblick

Profilbeschreibung

Probennahme

Phylogenetische Einordnung

Auszählung

Paläoökologie
Index of Oceanity:
Paläoökologie nach Wandungstyp
Fazit

Literaturverzeichnis

Zusammenfassung

Nordwestdeutschland lag im Tertiär in einem Wechselbereich von Land und Meer. Dies macht diese Gegend zum interessantesten Ablagerungsraum des Tertiärs. In dieser Bachelorarbeit werden die Foraminiferenvergesellschaftungen des Unteren Oligozän untersucht. Die Proben dazu stammen aus einer Tongrube bei Dorsten. Durch die paläoökologischen Untersuchungen sollen die Kenntnisse über die Meeresverteilung und die ökologische Situation während des Rupels weiter präzisiert werden.

Einführung in die Foraminiferenkunde

Foraminiferen sind einzellige Organismen mit heterotrophem Stoffwechsel. Die meisten Formen erreichen eine Größe zwischen 0,1 und 1mm. Einige Großforaminiferen können aber auch größer als 10cm werden. Sie leben als Epi- oder Endobenthos in Meeren oder Lagunen. Einige Foraminiferen besitzen Algensymbionten, sogenannte Zooxanthellen. Einige leben als Zooplankton in der Wassersäule. Viele Foraminiferen bilden Gehäuse. Die Gehäuseformen reichen von primitiven, ungekammerten Röhren bis zu hochkomplexen Formen mit vielen Kammern. Abgesehen vom Prolokulus, der Anfangskammer, nehmen die Kammern von der ältesten zur jüngsten an Größe zu. Die Kammern werden durch Septen getrennt. Das Endoplasma kann durch Öffnungen in den Septen, sogenannte Foramini innerhalb des Gehäuses kommunizieren. Die letzte Kammer verfügt über eine oder mehrere Aperturen, über die Endo- und Ectoplasma kommunizieren können. Form und Lage der Apertur sind besonders wichtig für die taxonomische Einordnung. Bei Aperturen, die nicht an der letzten Kammer liegen, spricht man von Reliktaperturen.

Das Gehäuse kann aus verschiedenen Materialien bestehen und auf unterschiedliche Weise gebildet werden. Man unterscheidet vier verschiedene Gehäusebautypen: agglutiniert, hyalin-perforiert und calcitisch-imperforiert Gehäusen und aus Biopolymer. Genau genommen gibt es aber weitere Unterteilungen

Gehäuse aus Biopolymer

Diese Gehäuse bestehen zum Beispiel aus (Pseudo-)Chitin, Protein oder Polysachariden. Das Material wird von der Foraminifere selbst ausgeschieden. Solche Gehäuse bestehen in der Regel aus einer einzigen Kammer und haben sehr dünne Wände. Sie sind sehr leicht degradierbar und fossil kaum erhaltungsfähig. Einige dieser Formen agglutinieren Fremdpartikel auf der Basislage aus Biopolymer. Dadurch werden die Biopolymere fossilisierbar impregniert.

Agglutinierte Gehäuse

Bei agglutinierten Gehäusen werden fremde Partikel mit sekrtetiertem Zement eingebaut. Als Baumaterial dienen häufig Quarzkörner, aber auch andere Minerale und Schalenbruchstücke von Diatomeen und anderen kalkschaligen Organismen werden verwendet. Die Selektion der Materialien ist typisch für die jeweilige Art. Selektiert wird vor allem nach Korngröße, Dichte und Oberflächenstruktur des Materials. Der Zement wird vom Ectoplasma ausgeschieden. Er besteht meist aus Kalziumkarbonat, selten aus Tektin oder anderen Materialien. Diese Gehäuse sind nicht durchscheinend und haben eine eher grobe Oberfläche.

Porzellania

Kalzitisch-imperforate Gehäuse werden vollständig von der Foraminifere sekretiert. Sie sind unter Auflicht weißlich opak. Im Durchlicht wirken sie eher elfenbeinfarben. Grund dafür ist eine Lage ungeregelter Kalzitkristalle in der Schale. Die Kristalle reflektieren aufgrund ihrer Anordnung auftreffendes Licht. Die Oberfläche ist sehr glatt und besitzt keine Poren. Möglich sind jedoch Pseudoporen, die nicht bis ins Innere reichen. Charakteristisch ist neben dem hohen Mg-Calcitgehalt auch die helle und homogene Färbung, die an Elfenbein oder Porzellan erinnert. Daher werde sie auch Porzellania genannt (MOORE, 1964).

Kalkig-perforierte Gehäuse

Kalkig-perforierte Gehäuse lassen sich in drei Gruppen unterteilen. Am häufigsten ist der radial-hyaline Typ. Dabei sind die Kalzitkristalle so angeordnet, dass die Längsseite senkrecht zur Außenwand steht. Daher werden auftreffende Lichtstrahlen nicht so stark reflektiert. Dies lässt sie in der Regel glasartig durchscheinend wirken. Mit zunehmender Dicke der Wandung und Größe der Poren verringert sich dieser Effekt. Durch die Poren kann Ecto- und Endoplasma korrespondieren. Bei granular-hyalinen Gehäusen liegen die Calcitkristalle schräg. Die Außenseite ist dadurch rauer. Dieser Bautyp ist selten. Beim lamellaren Bautyp befinden sich mehrere Lagen Calcitkristalle auf der organischen Basislage. Dieser Bautyp ist kaum durchsichtig (BELOW, 2012).

Mikrogranuläre Gehäuse

Das Gehäuse kann perforiert sein und besteht aus sehr feinkörnigem, eventuell sekretiertem Calcit in calcitischem Zement. Die Kalzitkristalle weisen keine Orientierung auf. Im Laufe der Entwicklung wird zunehmend mehr Zement und weniger Partikel verwendet. Dieser Bautyp ist auf die Unterordnung Fusulinina und das Paläozoikum beschränkt.

Die phylogenetische Einordnung der Foraminiferen ist nicht eindeutig geklärt. Man zählt sie zu den Protisten, denn sie sind einzellig und haben einen Zellkern. Innerhalb der Protisten zählt man sie zu den Protozoen, da sie über einen heterotrophen Stoffwechsel verfügen. Genauer zählt man sie zum Subphyum der Sarcodina im Phylum der Sarcomastigophora. Innerhalb der Überklasse Rhizopoda gehören sie zur Klasse Granuloreticulosa.

Geschichte der mikropaläontologischen Forschung

Die erste Beschreibung von Mikrofossilien stammt von Herodot und Strabo aus dem 5. beziehungsweise 1. Jahrhundert vor Christus. Strabo beschrieb Nummuliten aus dem eozänen Nummulitenkalk, die in den ägyptischen Pyramiden verbaut wurden und hielt sie für versteinerte Linsen.

Im Jahr 1546 veröffentlichte Gregorius Agricola in dem Werk „De natura fossilium“ den Wissenstand seiner Zeit über Geologie und Mineralogie. Er definierte Fossilien allerdings noch als „alles aus dem Boden Herausgrabbare“, also neben versteinerten Organismen auch Minerale und Gesteine. Der Niederländer Antoni van Leeuwenhoek war einer der ersten, der das Mikroskop dazu nutzte, für das unbewaffnete Auge unsichtbar kleine Objekte zu beobachten. Er perfektionierte das Mikroskop um 1670 soweit, dass es möglich war, Zellen und Bakterien zu erkennen und zu unterscheiden. Ein weiterer Mikroskopbauer, der Italiener Filippo Bonanni erkannte wahrscheinlich als erster den biogenen Ursprung der Kleinforaminiferengehäuse. Danach wurden Foraminiferen immer wieder zum Forschungsobjekt für Naturwissenschaftler, unter Anderem auch für Lamarck. Allerdings wurden sie nicht als eigene Gruppe erkannt, sondern zu anderen Tiergruppen gezählt, meist zu den Cephalopoden, seltener auch zu den Seeigeln und Korallen.

Der Begriff „Foraminifera“ geht auf Alcide Dessalines d’Orbigny zurück, der gleichermaßen als Vater der Foraminiferenforschung als auch, neben Christian Gottfried Ehrenberg, als Vater der Mikropaläontologie gilt. In seinem Werk „Tableau methodique de la classe des cephalopodes“ benennt er eine von drei Tiergruppen, die er für Cephalopoden hält, Foraminifera, was sich von Foramina (dt. Loch) und ferre (dt. tragen) ableitet. Denn im Gegensatz zu den Cephalopoden besitzen Foraminiferen keinen Sipho zwischen den Kammern, sondern ein Loch, durch das das Endoplasma zirkulieren kann. Er war es auch, der die Bedeutung von Foraminiferen als Leitfossilien erkannte und das erste wirkliche System aufstellte, das jedoch künstlich war, da sich nur auf die Morphologie bezog. Der Franzose Felix Dujardin erkannte 1853, dass Foraminiferen auf einer relativ niedrigen Evolutionsstufe stehen und daher nicht zu den Cephalopoden gehören können. Er erkannte auch als erster die Pseudopodien der Foraminiferen. August Emanuel Reuss beschrieb die Foraminiferen in seinen zahlreichen Werken sehr ausführlich, wobei er die Begriffe „Perforat“ und „Imperforat“ prägte, für Wandungen mit beziehungsweise ohne Poren. Maurier-Chalmas beschrieb 1880 als erster den Dimorphismus der Foraminiferengehäuse. 14 Jahre später erklärte Lister dies durch sexuell und asexuell entstandene Generationen (GÖKE, 1994).

Nach 1910 gelang es Cushman und Galloway die Aufteilung durch den Vergleich mit rezenten Foraminiferen feiner zu definieren.

1917 wurde die Mikropaläontologie zum ersten Mal benutzt um das Alter von Bohrkernen aus der Erdölexploration zu bestimmen. Dies ist auch heute noch gängige Praxis.

Durch die schwankende Sauerstoffisotopie dienen Foraminiferengehäuse heute auch zur Bestimmung von Temperatur und Salinität.

Bis 1980 wurden etwa 80.000 Foraminiferentaxa benannt. Vermutlich sind jedoch einige Taxa unter verschiedenen Namen mehrfach beschrieben (BELOW, 2012).

Geologischer Überblick

Das Profil stammt aus der Lintfort Subformation des Niederrheins. Sie ist die jüngste Subformation in der Rupelformation, die außerdem auch die Walsumer und Ratinger Subformation umfasst. Die Rupel Formation hat ein Alter von etwa 32 bis 28,8 Ma. Eine absolute Altersdatierung wurde noch nicht unternommen. Biostartigraphisch gehört sie in die Nannoplanktonzone (NP) 23 (MARTINI, 1971 nach Hiß, 2007).

Seit Beginn des Känozoikums lagen der Niederrhein und die Kölner Bucht im Wechselbereich von Land und Meer. Dies macht diese Gegend zu den interessantesten Ablagerungsräumen Deutschlands für diesen Zeitabschnitt. Seit dem späteren Paläozän dominieren unverfestigte Sande und Tone. Das Oligozän ist durch weite Meeresvorstöße geprägt, von Süden aus der Tethys und vor Allem aus Norden (SPIEGLER, 1966). Im Rupel war diese Region von einem flachen Epikontinentalmeer bedeckt. Die Ablagerungen sind rein marine sandige, schluffige Tone. Die Küstenlinie verlief etwa auf Höhe von Düsseldorf, Jülich bis kurz vor Aachen. Das Nordmeer war über den Oberrheingraben mit dem tethialen Meeresbereich verbunden (GRABERT, 1998).

Durch die Grabenbildung, ausgelöst durch die Weitung des Atlantiks zwischen Grönland und Norwegen vertieft sich der Meeresboden zwischen den Britischen Inseln und Norwegen um über 1000m. Dadurch sinken große Teile der Niederrheinischen Bucht ab. Im frühen Oligozän

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Vermutliche Verteilung von Land und Meer im Oligozän in Deutschland.

Quelle: http://tu-dresden.de/die_tu_dresden/fakultaeten/fakultaet_bauingenieurwesen/geotechnik/geologie/studium/vorlesungen/geologie/dateien/reggeol/abschnitt10.pdf Abgerufen am: 26.12.2012, geändert.

sinkt zunächst der Nordwestteil der Niederrheinischen Bucht ein, wodurch mächtige Sedimente abgelagert werden. Die ältesten Ablagerungen aus dieser Zeit sind nur vereinzelt erhalten geblieben. Sie wurden zum Großteil aufgearbeitet, als die Nordsee weiter vorstieß. Später änderten sich die Ablagerungsbedingungen und es wurden im Ratinger Ton und in den unteren Lintforter Schichten stark tonige Schichten sedimentiert. Man nennt sie auch „Septarientone“. Im späten Rupel und im Chatt verstärken sich die tektonischen Kräfte (Grabert, 1998).

Die Rupelformation hat eine besondere Fossilvergesellschaftung, die darauf zurückgeführt wird, dass kaltes, ozeanisches Tiefenwasser in das Epikontinentalmeer eindringt und einen Temperatursturz verursacht (Grabert, 1998). Das Wasser der Nordsee erreichte zu der Zeit sein Temperaturminimum im gesamten Tertiär. Es liegt im Durchschnitt bei etwa 5° C. Der Meeresspiegel lag etwa 150 Meter höher als heute und erreicht damit den höchsten Stand im Tertiär. Dennoch wird die maximale Transgression erst im Chat erreicht. Grund hierfür ist die zunehmende Absenkung des Niederrheinischen Beckens.

[...]

Ende der Leseprobe aus 31 Seiten

Details

Titel
Paläoökologische Untersuchung der Lintforter Schichten anhand von Foraminiferen aus dem Rupel Nordwestdeutschlands
Hochschule
Universität zu Köln
Note
2,6
Autor
Jahr
2012
Seiten
31
Katalognummer
V298830
ISBN (eBook)
9783656952893
ISBN (Buch)
9783656952909
Dateigröße
5831 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Foraminiferen, Plankton, Benthos, Fossil, Paläogen, Neogen, Lintforter Schichten, Rupel, Rupelton, Paläoökologie, Palökologie, Marin, Brakisch, Hyalina, Agglutiniert, Mikrogranulär, Porzelania, Meerespiegel, Schwankungen, Globigerina, Bolimina, Bolivina, Textularia, Klima, Rekonstruktion, Neritisch, Oligozän, Olgozän, Rupelium, Stratotyp, Nordseebecken
Arbeit zitieren
Rodrigo Garcia (Autor), 2012, Paläoökologische Untersuchung der Lintforter Schichten anhand von Foraminiferen aus dem Rupel Nordwestdeutschlands, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/298830

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