Stratigraphie (Geologie)

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Äonothem Ärathem System ≈ Alter
(mya)
Phanerozoikum
Dauer: 542 Ma
Känozoikum
Erdneuzeit
Dauer: 65,5 Ma
Quartär 2,588–0
Neogen 23,03–2,588
Paläogen 66–23,03
Mesozoikum
Erdmittelalter
Dauer: 185,5 Ma
Kreide 145–66
Jura 201,3–145
Trias 252,2–201,3
Paläozoikum
Erdaltertum
Dauer: 291 Ma
Perm 298,9–252,2
Karbon 358,9–298,9
Devon 419,2–358,9
Silur 443,4–419,2
Ordovizium 485,4–443,4
Kambrium 541–485,4
Prä­kambrium Proterozoikum
Dauer: 1.958 Ma
Neoproterozoikum
Neues
Proterozoikum
Dauer: 458 Ma
Ediacarium 635–541
Cryogenium 850–635
Tonium 1.000–850
Mesoproterozoikum
Mittleres
Proterozoikum
Dauer: 600 Ma
Stenium 1.200–1.000
Ectasium 1.400–1.200
Calymmium 1.600–1.400
Paläoproterozoikum
Frühes
Proterozoikum
Dauer: 900 Ma
Statherium 1.800–1.600
Orosirium 2.050–1.800
Rhyacium 2.300–2.050
Siderium 2.500–2.300
Archaikum
Dauer: 1.500 Ma
Neoarchaikum
Dauer: 300 Ma
2.800–2.500
Mesoarchaikum
Dauer: 400 Ma
3.200–2.800
Paläoarchaikum
Dauer: 400 Ma
3.600–3.200
Eoarchaikum
Dauer: 400 Ma
4.000–3.600
Hadaikum
Dauer: 600 Ma
4.600–4.000

Die Stratigraphie (auch Stratigrafie) ist in den Geowissenschaften die wichtigste Methode zur Korrelation und relativen Datierung besonders von fossilführenden Sedimentgesteinen, aber auch von fossilfreien Vulkaniten (Lavaströme, Vulkanaschen). Sie ist heute in eine Reihe von Teildisziplinen aufgeteilt, deren kombinierter Einsatz in Verbindung mit der Geochronologie recht genau die relative und absolute Altersbestimmung von Gesteinen und damit eine Rekonstruktion der Erdgeschichte ermöglicht.

Ziele[Bearbeiten]

Das Ziel der Stratigraphie ist es, Gesteinskörper anhand der darin enthaltenen organischen und anorganischen Merkmale zeitlich relativ zu ordnen und auch räumlich weit entfernte Gesteinseinheiten miteinander zeitlich in Beziehung zu setzen (Korrelation). Von lokalen und regionalen Abfolgen ausgehend, sollen diese in die international gebräuchlichen, globalen chronostratigraphischen bzw. geochronologischen Einheiten eingefügt werden.

Bedeutung[Bearbeiten]

Die Stratigraphie ist als Zweig der historischen Geologie die Grundlage für die Rekonstruktion der Erdgeschichte und der Geschichte des Lebens auf der Erde. Sie dient jedoch vielfach auch der Lösung von allgemeingeologischen Fragen.

Im 19. Jahrhundert wurde erkannt, dass man diese Methode auch auf ganz andere Schichtungen anwenden kann, einschließlich der in ihnen enthaltenen Elemente. Damit wurde die Stratigraphie auch auf die Archäologie übertragen.

Stratigraphisches Prinzip[Bearbeiten]

Das stratigraphische Prinzip (auch „stratigraphisches Grundgesetz“ oder Lagerungsregel genannt) ist die Grundlage der Stratigraphie: Sedimentschichten im Liegenden („unten“) sind älter als Sedimentschichten im Hangenden („oben“). Dieses Prinzip erkannte bereits Nicolaus Steno im Jahre 1669. Tektonische Vorgänge, ungewöhnliche Ablagerungsräume und Intrusivkörper können diese Regel aber in manchen Fällen durchbrechen.

Methoden der Stratigraphie[Bearbeiten]

Unterdisziplinen[Bearbeiten]

  • Chronostratigraphie: Die relative Zeitbestimmung anhand von Zeitmarken in Gesteinskörpern. Diese Zeitmarken können das Erstauftreten oder Erlöschen bestimmter Fossilien, Ereignishorizonte, geochemische Marker und auch Polaritätswechsel im Erdmagnetfeld sein. Alle anderen Methoden der Stratigraphie werden in die chronostratigraphische Abfolge eingehängt.
  • Biostratigraphie: Die relative Zeitbestimmung durch Fossilien. Hier werden in erster Linie die Lebensdauer und das Erstauftreten oder Aussterben von einzelnen Tierarten, seltener auch von Faunengesellschaften herangezogen. Weitere Unterscheidungen:
  • Lithostratigraphie: Gliederung nach unterscheidbaren Gesteinseinheiten. Sie wird in erster Linie zur Kartierung und Darstellung von Gesteinseinheiten in einer geologischen Karte benutzt.
  • Sequenzstratigraphie: Gliederung von Sedimentationseinheiten (Sequenzen), die von Schwankungen des Meeresspiegels beeinflusst wurden
  • Eventstratigraphie: Gliederung aufgrund besonderer äußerer Ereignisse (engl. events), die zu ihrer Bildung führten. Dazu gehören Stürme (siehe Tempestit), Tsunamis (siehe Tsunamit) und Vulkanausbrüche, aber auch biologische Ereignisse wie etwa Massenaussterben.
  • Magnetostratigraphie: Gliederung der jüngeren Erdgeschichte nach der Abfolge der Magnetfeldumkehrungen
  • Isotopenstratigraphie: Gliederung der Gesteine anhand unterschiedlicher Isotopenverhältnisse (z.B. mittels Sauerstoff-, Kohlenstoff- und Schwefelisotopen)
  • Allostratigraphie: Gliederung der Gesteine aufgrund quasi-isochroner Ereignisse

Verbindung mit der Geochronologie[Bearbeiten]

Die Geochronologie beschäftigt sich mit der absoluten Zeitbestimmung der erdgeschichtlichen Vergangenheit. Sie ist im Prinzip eine von der Stratigraphie unabhängige Disziplin, die Datierung von Gesteinen ist jedoch nur in Verbindung mit der Stratigraphie sinnvoll.

Zwei Beispiele für geochronologische Methoden:

  • Die Dendrochronologie erlaubt unter Umständen eine jahrgenaue Datierung der untersuchten Hölzer. Sie ist jedoch nur in dem geologisch sehr kurzen Zeitraum der letzten 12.000 Jahre (d. h. nur im Holozän) einsetzbar. Sie ist besonders in der archäologischen Stratigraphie ein wichtiges Hilfsmittel zur Datierung der Schichten.
  • Auch die Warvenchronologie ermöglicht im Idealfall eine jahrgenaue Altersbestimmung. Sie ist in Schweden auf die letzten 10.000 Jahre beschränkt, in der Eifel auf die letzten 23.000 Jahre. In einzelnen Seen sind jedoch Datierungen bis 76.000 Jahre vor heute gelungen.

Geologische Zeitskala[Bearbeiten]

Die verschiedenen Methoden der Stratigraphie haben mittlerweile eine sehr detaillierte relative Zeitskala der Erdgeschichte ergeben. Um diese relativen Zeitabschnitte jedoch in eine absolute Zeitskala einzuordnen, reichen die Methoden der Stratigraphie nicht aus. Die Forscher des späten 18. und des 19. Jahrhunderts setzen erstmals die Vorstellung durch, dass die Erde nicht innerhalb weniger tausend Jahre entstanden ist. Sie konnten zunächst jedoch nur schätzen, in welchen Zeiträumen die Erde und das Leben auf ihr tatsächlich entstanden ist.[1]

Im 20. Jahrhundert ermöglichte dann die Entdeckung der radioaktiven Zerfallsprozesse durch Henri Becquerel und der daraus abgeleiteten radiometrischen Altersbestimmungen eine Methode der absolut-zeitlichen Bestimmung von Gesteinen. Die inzwischen entwickelten verschiedenen Methoden der radiometrischen Altersbestimmungen erlauben inzwischen eine verhältnismäßig genaue absolute Altersbestimmung der Ereignisse der Erdgeschichte. Die Genauigkeit nimmt jedoch mit zunehmendem Alter der Gesteine immer mehr ab. Die durch die verschiedenen Methoden der Stratigraphie erstellte relative Zeitskala behält aber weiterhin ihre Gültigkeit, da die verschiedenen stratigraphischen Methoden eine wesentlich genauere Gliederung und Unterteilung der Erdgeschichte ermöglichen als nur die Geochronologie allein.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Press und Siever, 1995

Literatur[Bearbeiten]

  • H. Franke: Methoden der Geochronologie. Springer-Verlag, 1969
  • H. Murawski, W. Meyer: Geologisches Wörterbuch. Ferdinand Enke Verlag, 1998
  • F. Press, R. Siever: Allgemeine Geologie. Spektrum Akademischer Verlag, 1995
  • J. Rey: Geologische Altersbestimmung. Ferdinand Enke Verlag, 1991
  • K.A. Gradstein, J.G. Ogg: A Geologic Time Scale 2004. Cambridge University Press, 2005
  • North American Commission on Stratigraphic Nomenclature (NACSM): North American stratigraphic code. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 67: 841-875, Tulsa, Oklahoma 1983, ISSN 0149-1423

Weblinks[Bearbeiten]