Die Fundgrube

Durchs Unterholz raschelt ein Igel, bewehrt mit einer Hornplatte auf der Stirn, kleine Vögel schwirren durch die Baumwipfel, und ein winziges Pferd, Terrier-groß, knabbert an den Blättern niedrig hängender Zweige – als plötzlich eine gewaltige Detonation die Erde erschüttert. Wo vorher dichter Wald stand, reißt ein Krater auf. Die Druckwelle knickt sämtliche Bäume Quadratkilometer weit, fegt Blätter und Zweige davon. Glühende Gesteinsbrocken schießen hunderte Meter empor und entzünden beim Niederprasseln das zersplitterte Holz. Vor 49 Millionen Jahren war in der Nähe des heutigen hessischen Städtchens Messel heiße Gesteinsschmelze tief in der Erde mit Grundwasser in Berührung gekommen – und mit der Gewalt einer Atombombe explodiert. Auch in den folgenden Monaten kam die Erde nicht zur Ruhe. Immer wieder strömte im Untergrund Wasser auf die rund 1000 Grad heiße Glut. Die Wasserdampfexplosionen vergrößerten den Krater und ließen vulkanische Asche niederregnen. Dann war der Spuk vorbei. Mitten im Urwald klaffte ein fast 400 Meter tiefes Loch mit einem Durchmesser von rund 1,5 Kilometern. Ein haushoher Schuttwall säumte seine Ränder. Von den steilen Kraterwänden rieselte immer wieder Geröll in die Tiefe, manchmal geriet ein ganzer Hang ins Rutschen. Grund- und Regenwasser sammelten sich im Loch und schlossen allmählich die hässliche Wunde. Schon nach wenigen Jahrzehnten hatte sich auch der Wald erholt und war bis an den Kraterrand vorgedrungen. Nur ein stiller, tiefer See erinnerte an die vulkanischen Urkräfte. Der gewaltige Schlag war die Geburt der heute weltbekannten Fossilfundgrube Messel. Hier wurde das berühmte Urpferdchen geborgen, das sogar eine Briefmarke ziert. Einige Wissenschaftler hatten schon lange behauptet, dass der kreisrunde einstige See vulkanischen Ursprungs sei. Im letzten Jahr wurde aus dem Verdacht Gewissheit: Forscher hatten ein 433 Meter tiefes Loch in die Grubensohle gebohrt und dann mithilfe der Bohrkerne die explosive Vorgeschichte rekonstruiert. Unterhalb von 250 Metern stieß das Wissenschaftler-Team unter Leitung von Dr. Franz- Jürgen Harms vom Fankfurter Senckenberg-Museum auf vulkanische Asche und zerfetztes Nebengestein. Die dichten, blasenfreien Aschepartikel gelten als Indiz für Wasserdampfexplosionen. Zwischen 140 und 240 Meter Tiefe hatte der Meißel den Erosionsschutt durchbohrt, der offenbar bald nach der Explosion von den steilen Kraterwänden abgerutscht war: ein Gemisch aus Kies, Sand und Lehm. Darüber liegt der fein geschichtete Messeler Ölschiefer mit all seinen detailreichen Fossilien – die Reste eines Sees, der mehrere hunderttausend Jahre existierte. Damit stand fest, dass das Fossilien-Dorado nicht auf den Einbruch eines Grabens zurückgeht, wie manche Forscher vermutet hatten. Der einstige See hatte auch nicht zu einem viel größeren Gewässer gehört, dessen Reste durch Wind und Wetter abgetragen wurden. Und es hatte auch keinen Meteoriteneinschlag an dieser Stelle gegeben. Nach der Bohrung brauchte das Frankfurter Senckenberg-Museum neue Schautafeln: Einen Kratersee ähnlich den Eifel-Maaren (bild der wissenschaft 12/98 „Die Hexenküche“) hatten die Grafiker bislang nicht im Repertoire. Dabei war Messel kein Einzelfall: Auch in der Nachbarschaft hatten sich kleinere Maare gebildet. Was für die Serie der Ausbrüche gesorgt hatte, war der Einbruch des Rheingrabens. In manche der tiefen Gesteinsrisse war Magma eingedrungen – und hatte sich gewaltsam einen Weg nach oben gebahnt. Auch heute sieht das Gelände wieder aus, als hätten Urgewalten gewütet: Ein weites, rund 60 Meter tiefes Loch klafft in der welligen Waldlandschaft, aufgerissen von 80 Jahren Ölschiefer-Abbau. Doch die Bagger sind abgezogen, nur noch Touristen und Fossilien-Freaks pilgern hierher. Rund 60000 Menschen haben im letzten Jahr auf der Besucherplattform gestanden und in den Steinbruch geschaut, den die UNESCO zum Weltnaturerbe erklärt hat. Aber die berühmte Fundgrube macht auf den ersten Blick nicht viel von sich her: In der Tiefe ein paar Tümpel, an den Hängen schütteres Buschwerk, links ein hässlicher grauer Fächer aus Schutt, den eine benachbarte Baufirma hierher gekippt hat, und auf der Grubensohle eine große topfebene Fläche. Darauf sollte in den achtziger Jahren Hausmüll aus dem Landkreis landen – das Fossilien-Mekka als Müllkippe. Proteste von Anwohnern und Wissenschaftlern konnten das Projekt in letzter Minute stoppen. In dieser öden Industriebrache tummelten sich Anfang der siebziger Jahre an warmen Sommertagen Dutzende von Hobby-Forschern und spalteten tonnenweise Steine. Manche Glücksritter fanden Raritäten wie einen Ameisenbären, der heute so viel kostet wie ein Reihenhaus. Seit 1975 haben nur noch Wissenschaftler die Lizenz zum Graben – und sie lassen sich dabei viel Zeit. Liebe zum Detail hat die hektische Schatzsuche abgelöst. Die Studenten, die gerade zur neuen Grabungskampagne angerückt sind, arbeiten sich millimeterweise durch den feuchten Ölschiefer, der in der Sonne wie Blätterteig auseinander platzt. Keine Fliege, kein Blatt, kein Pollenkorn soll ihnen entgehen. Der letzte große Fund liegt denn auch schon fast zwei Jahre zurück: ein trächtiges Urpferchen. Die Paläontologen haben alle Hände voll zu tun, denn sie müssen viel Fundmaterial aufarbeiten – darunter rund 50 Vogelarten, von denen erst 30 beschrieben sind. Vogelexperte Dr. Gerald Mayr vom Senckenberg-Museum findet jedes Jahr zwei bis drei neue Arten. Und sein Kollege Dr. Gerhard Storch, Experte für Säugetiere, freut sich über die Entdeckung einer neuen Fledermausart – eine „Sensation“, wie er versichert. Das perfekt erhaltene Tier, bei dem „nicht einmal das Penisknöchelchen“ fehlt, scheint aus unserer Zeit zu stammen. „ Körperbau, Gebiss und Flugapparat sind von heutigen Vertretern der tropischen Gattung Taphozous kaum zu unterscheiden“, begeistert sich Storch. Alle zuvor geborgenen Tiere gehören dagegen ausgestorbenen Familien an. Der neue Fund lässt nach Ansicht von Storch nur einen Schluss zu: Fledermäuse haben schon früh ihre ökologische Nische gefunden und sich danach in wesentlichen Merkmalen kaum noch weiterentwickelt. Dafür spricht auch, dass viele der ausgestorbenen Arten bereits über ein ausgeklügeltes Ultraschall-Ortungssystem verfügten. Fledermäuse und Vögel kommen häufig in Messel ans Licht – obwohl in anderen Fundstätten gerade diese filigranen Flieger fehlen. Über die Ursache streiten die Experten. Storch fühlt sich durch die Bohrung in seiner Katastrophentheorie bestärkt. Schon vor Jahren hatte er sich gewundert, dass die meisten Fledermäuse anscheinend ohne äußere Verletzungen und im besten Alter verendet waren. Jetzt hat er eine Erklärung: Vulkanisches Gas, vor allem Kohlendioxid, reicherte sich am Seegrund an und blubberte manchmal als kleiner giftiger Rülpser an die Oberfläche. Tiere, die in diese Gaswolke gerieten, fielen ins Wasser und ertranken. In unserer Zeit ist der Nyossee in Kamerun für solche Tücken bekannt geworden. 1986 tötete eine Kohlendioxid-Eruption dort fast 1800 Menschen. Ornithologe Mayr hält dem entgegen, dass bei den Vögeln von unversehrten Gliedmaßen nicht die Rede sein könne. Die Tiere seien mit gebrochenen Knochen in den See gestürzt, nachdem sie gegen ein Hindernis geprallt oder in die Fänge von Feinden geraten wären. Auch sein Kollege Harms glaubt nicht an eine Katastrophe, weil Gesteinsschichten fehlen, in denen es von Fossilien nur so wimmelt, wie bei einer Katastrophe zu erwarten wäre. „Die Funde sind mehr oder weniger statistisch verteilt“, gibt Harms zu bedenken. Spuren von aufsteigendem Gas fehlen ebenfalls im Sediment. Doch auch ohne spektakuläre Todeswolken hatte der See viel zu bieten. Die Forschungsergebnisse erlauben inzwischen eine recht gute Rekonstruktion des Alltags dort: Im Eozän, vor 49 Millionen Jahren, lag Messel noch gut 10 Breitengrade weiter südlich, etwa auf der Höhe von Neapel. Die Plattendrift hatte es noch nicht an seinen heutigen Ort verfrachtet. Europa war in zahlreiche Inseln zersplittert, die Alpen hatten sich noch nicht aufgefaltet, auf der ganzen Welt war es erheblich wärmer als heute. Bis hoch im Norden wuchsen Palmen, und die Pole waren eisfrei. Auf der Mitteleuropäischen Insel, in deren Mitte Messel lag, herrschte feuchtes Tropenklima ohne ausgeprägte Jahreszeiten. Dichter Wald reichte von Küste zu Küste, unterbrochen nur von kleinen Lichtungen, die umgestürzte Urwaldriesen geschlagen hatten – oder von Gewässern wie dem Messel-See. In Messel war es damals wie heute in einem Tropenwald: feuchtheißes Klima, großer Artenreichtum, hohe Wuchsdichte mit turmhohen Überständen. Manches Gewächs könnte man sogar erkennen: Palme, Lorbeer oder Walnuss. Dass es sich um längst ausgestorbene Arten heute noch lebender Familien handelt, würde nur der Fachmann sehen. Auch die Tierwelt wäre vertraut: Bunt schillernde Prachtkäfer hangeln im Geäst, Blatthornkäfer wühlen im Kot, und Schnellkäfer krabbeln über den Boden – und überall Ameisen, darunter Exemplare von der Größe eines Kolibris. Auch Vögel und Schlangen lassen sich blicken. Am Ufer des Messel-Sees weicht das Dunkel des Waldes unvermittelt grellem Sonnenschein. Krokodile gleiten lautlos ins Wasser, eine Schildkröte taucht im Wasser unter, und kleine Papageien fliegen kreischend davon. Der See fällt steil ab, der Wald wirkt von hier wie eine grüne Wand. Zum Trinken schleichen sich kuriose Tiere ans Ufer: etwa das dackelgroße Lepticidium, das mit seinem langen Schwanz, dem kurzen Rüssel und den Stummelärmchen wirkt, als hätte ein verrückter Genforscher Erbmaterial von Ratte, Känguru und Schwein vermischt. In der Dämmerung wagt sich ein gespenstischer rattengroßer Langfinger vom Baum herab. Die extrem langen, spindeldürren Finger an seinen Vorderpfoten erinnern an einen Weberknecht. Wahrscheinlich pulte das Tier damit Insekten aus Baumlöchern. Diese urtümlichen Säuger sind mitsamt ihrer Verwandtschaft längst ausgestorben. Neben ihnen lebten in Messel die Vorfahren vieler moderner Tiere wie Urpferdchen, Lemur-ähnliche Halbaffen, Tapire, frühe Nagetiere und Fledermäuse, die alle möglicherweise vor wenigen Jahrmillionen aus Afrika eingewandert waren. Die Mischung aus Oldtimern und Newcomern macht Messel für Paläontologen zu einem Kleinod. Die Grube markiert eine spannende Übergangszeit: den beginnenden Siegeszug der Säugetiere. Erst 15 Millionen Jahre war es her, seit ein Meteoriten-Crash das Zeitalter der Dinosaurier beendet hatte. Nur kleine, anpassungsfähige Tiere hatten die Apokalypse überlebt, vor allem Säuger, die damals nicht größer als Ratten waren. Große Säugetiere entwickelten sich erst viele Millionen Jahre später, als sich die Wälder lichteten und die Temperaturen fielen. Der größte Pflanzenfresser hatte damals die Ausmaße eines Schweins, das größte Säuger-Raubtier glich einem Wiesel. Bei so schwacher Konkurrenz schlug die Stunde der Vögel. Ohne Feinde, vor denen sie davonfliegen mussten, waren damals mehrere Arten zu stattlicher Größe herangewachsen und hatten ihre Flugfähigkeit verloren. Der größte Bodenbewohner im Messeler Dschungel war ein Vogel: der Gastornis. Das massige Tier erreichte eine Höhe von mehr als zwei Metern und scheint mit seinem riesigen Papageienschnabel eher ins Dinosaurierzeitalter zu passen. Wahrscheinlich ernährte sich der Gigant von Nüssen, Schoten und Blättern – und verschlang keine Urpferdchen, wie manche Biologen vermuten. „Er hatte weder scharfe Krallen noch einen Haken am Schnabel und konnte mit seinen kurzen Beinen auch nicht schnell rennen“, versichert Paläontologe Mayr. Der unergründliche Messel-See, der mitten in diesem dichten Urwald lag, war kein einladender Ort. Da kein Zufluss ihn speiste, mieden ihn Tiere, die auf Frischwasser angewiesen waren. Das verrät der Ölschiefer, der kaum Reste von Fröschen oder Mücken- larven enthält. Auch Seerosen und höhere Wasserpflanzen fehlen. Dagegen machten sich in den oberen Wasserschichten Grünalgen breit und vermehrten sich immer wieder explosionsartig. Wenn sie starben, sanken sie in eine lebensfeindliche Umwelt. Denn kein Sturm war stark genug, um den See bis in die Tiefe aufzuwühlen und mit sauerstoffreichem Wasser zu versorgen. So gab es am Grund keinen Sauerstoff – und der Faulschlamm wurde zum stillen Grab für unzählige Tiere und Pflanzen. Kadaver und Pflanzenteile, die hinabglitten, konnten dort nicht verwesen. Anaerobe Bakterien verwandelten die Algenmasse in Rohöl. Die größeren Organismen blieben hervorragend erhalten. Im feinkörnigen Ölschiefer haben die Flughäute von Fledermäusen, das Gefieder von Vögeln oder das Fell von Säugern ihre Konturen hinterlassen. Fliegen und Blätter zeichnen sich detailscharf ab, und viele Flügeldecken von Käfern schillern noch heute in ihren ursprünglichen Farben. Sogar die letzten Mahlzeiten vieler Tiere kann man im Magen-Darm-Trakt erkennen. Mit immer trickreicheren Verfahren entlocken Experten den Fossilien ihre Geheimnisse. Dr. Jörg Habersetzer, Paläobiologe und Radiologe am Senckenberg-Museum, hat eine Methode entwickelt, um selbst winzige Strukturen röntgen zu können, ohne ein Fundstück zerschneiden zu müssen. Er kann ein relativ großes Tier unter den Apparat legen und einzelne Organe heranzoomen. Dabei bildet er noch 5 Mikrometer große Strukturen dreidimensional ab, 50-mal schärfer als bisher möglich. Zusammen mit Storch hat er besonders die Ohren der Fledermäuse im Visier. Aus der Form des Innenohrs ermittelt er die Frequenz, mit denen die Tiere einst ihre Echo-Ortung betrieben haben. Habersetzer und Storch wollen daraus die Evolution der Feldermäuse rekonstruieren. Denn in Messel lebten Arten mit sehr unterschiedlich entwickeltem Orientierungssystem zusammen, die verschiedene ökologische Nischen besetzt hatten. Wer in Bodennähe durch den Dschungel sauste, brauchte eine fortschrittliche Echo-Ortung. Über den Baumkronen tat es schon eine schlichte Ausfertigung. Die Mageninhalte bestätigten die Ergebnisse der Ohr-Analyse: Hoch fliegende Fledermäuse hatten Reste kräftiger Käfer im Bauch, tief jagende Verwandte ernährten sich dagegen von Motten, Köcherfliegen und anderen bodennah fliegenden Insekten. Das Hessische Landesmuseum in Darmstadt hat noch ehrgeizigere Pläne für die Bearbeitung von Fundstücken und lässt sich dabei von Computerspezialisten helfen. Das Mannheimer Büro MediLAN, ein kleines Team von Grafikern und Medizinern, hat einen Messeler Ameisenbär – Prunkstück der Darmstädter Sammlung – kurzerhand in den Computertomographen der Städtischen Kliniken geschoben und aus den Daten ein Computermodell erstellt. Das virtuelle Fossil lässt sich nun auf dem Bildschirm nach Belieben drehen und wenden, sogar eine Plastikreplik wurde angefertigt. Damit nicht genug: In den kommenden Jahren wollen die Animateure die plattgedrückten, zerbrochenen und verschobenen Knochen auf dem Bildschirm wieder richten und das gesamte Skelett in seine ursprüngliche Lage bringen. Sogar Muskeln und Fell sollen daran wieder wachsen. Die Computerspezialisten träumen von einem Programm, mit dem sie jeden Fossilienfund virtuell präparieren und zum ursprünglichen Tier ergänzen können. Habersetzer ist zwar skeptisch, ob das funktioniert: „Ein guter Präparator ist immer noch besser als alles, was bisher im Computer gelaufen ist“, stichelt er. Doch er kann sich schon vorstellen, dass viele Paläontologen in ein paar Jahren ihre Fossilien nicht mehr mit Nadel und Schaber, sondern mit dem 3D-Handschuh präparieren. Die Daten liefern Kernspin- und Röntgentomograph, Oberflächenscanner und Rasterelektronenmikroskop. Ein Forschungsprojekt ist geplant. Freilich kann man selbst mit den modernsten Geräten nur so viele Informationen aus einem Fossil herausholen, wie in ihm stecken. Einige Experten haben sich von Paläobotaniker Dr. Volker Wilde Fossilien von seerosenähnlichen Pflanzen geben lassen, um sie molekulargenetisch zu untersuchen. Nach 49 Millionen Jahren fehlt von den Genen allerdings jede lesbare Spur. Wilde: „Die sind ohne Ergebnis wieder abgezogen.“

Kompakt

Die Grube Messel bei Darmstadt ist bekannt für ihre detailreichen Fossilienfunde, zum Beispiel von Urpferdchen. Sie entstand nicht beim Einbruch eines Grabens, wie bislang vermutet, sondern durch vulkanische Explosionen. Vor allem Vögel und Fledermäuse sind in den Ölschieferschichten ausgezeichnet erhalten.

Klaus Jacob