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eingebettet werden ≈ die Weichteile werden meist rasch biologisch oder chemisch abgebaut Hartteile wie Kalkschalen, Knochen und Zähne sind jedoch stabiler und können unter Sauerstoffmangel und hohem Druck über lange Zeit zu Fossilien werden die Knochen von fossilen Wirbeltieren, werden während der Fossilisation durch Mineralstoffe ersetzt - auf diese Weise entstandene Fossilien werden als echte Versteinerungen bezeichnet ~ fossil erhaltene Schalen von Schnecken und Muscheln fallen häufig unter diese Kategorie drangen nach dem Abbau der Weichteile Sedimente in das Gehäuse solcher Tiere ein und verfestigten sich anschließend, während das Gehäuse aufgelöst wurde, entstand ein Steinkern im Fall von versteinertem Holz wurde das organische Material meist durch Quarz ersetzt, der Vorgang heißt Verkieselung ● in manchen sehr feinkörnigen Sedimentgesteinen sind fossile Blätter zu finden, dabei handelt es sich meist um Abdrücke von Sauriern und anderen Landwirbeltieren wurden auch fossile Trittsiegel gefunden Kleinlebewesen und Insekten können können in Bernstein, einem fossilen Harz, eingeschlossen sein • im Permafrost Sibiriens und Alaskas haben sich in seltenen Fällen vollständige Mammuts oder andere eiszeitliche Säugetiere erhalten - man spricht von Körperfossilien nur die wenigsten Organsimen werden nach ihrem Tod zu Fossilien - damit diese zugänglich werden, müssen sie durch Bewegungsvorgänge der Erde an die Oberfläche gelangen, durch Abtragung freigelegt und dann, meist durch Zufall, auch gefunden werden ~ nur ein Bruchteil der fossilen Lebensformen ist bekannt • Fossilfunde lassen außerdem Aussagen über die Land-Meer Verteilung, das Klima und andere Umweltbedingungen machen • Fossilien belegen auch, dass auf der Erde nicht immer die selben Lebensformen vorkamen, sondern es allmähliche Veränderungen gab - dies ist ein eindeutiger Nachweis für die Evolution Rekonstruktion von Fossilien in der Regel liegen fossile Knochen am Fundort nicht in der Ordnung vor, wie sie sich am Lebewesen befunden haben - durch den Vergleich mit. Skeletten rezenter. Arten und anderen Fossilfunden lassen sich die Knochen wieder in die korrekte Position bringen und fehlende Teile ergänzen so konnten die Skelette rekonstruiert werden, die heute in vielen Museen stehen • an den Knochen sind oft noch Ansatzstellen von Muskeln und Sehnen zu erkennen - so lässt sich die Muskulatur rekonstruieren - durch moderne Computerprogramme lassen sich sogar die Kräfte berechnen, die auf verschiedene. Teile fossiler Skelette eingewirkt haben → so lassen sich Schlussfolgerungen über z.B. Beißkraft der Zähne und Laufgeschwindigkeit ableiten •in seltenen Fällen sind Teile der Haut mit Pigmentresten fossil erhalten, so erhält man eine Vorstellung darüber, wie die Körperhülle ausgesehen haben kann Relative Altersbestimmung ● die Stratigraphie befasst sich mit der Gliederung geologischer Schichten und benennt diese – sie findet ihren Ursprung zu Beginn des 19. Jahrhundert - noch heute gibt es Stratigraphische Kommissionen, die Details der Schichtengliederung nach dem aktuellen Stand der Forschung festlegen ● die Gesteinsschichten sind so übereinander gelagert, wie sie zeitlich nacheinander entstanden sind - deshalb kann die Schichtung von Gesteinen zur relativen Altersbestimmung genutzt werden. - dabei wird nicht das tatsächliche Alter einer bestimmten Schicht ermittelt, sondern ihr Alter im Vergleich zu anderen Schichten - durch die Bewegungsvorgänge der Erdkruste sind Gesteinsschichten oft schräggestellt oder umgekippt, manche Schichten können durch Abtragungsvorgänge vollkommen fehlen. - erst durch den Vergleich der Schichtenfolge in vielen verschiedenen Aufschlüssen ist eine lückenlose stratigraphische Gliederung möglich einzelne Arten kommen meist nur in schmalen Gesteinsschichten vor, in den darunter liegenden, älteren Schichten, haben die Arten noch nicht existiert, in den darüber liegenden Arten sie schon wieder ausgestorben • solche fossilen Arten, die in bestimmten Abschnitten der Erdgeschichte häufig und weit verbreitet vorkamen, jedoch nach verhältnismäßig kurzer Zeit wieder ausgestorben sind, werden als Leitfossilien genutzt - durch ihr Vorkommen lässt sich ein Gestein eindeutig einer bestimmten stratigraphischen Schicht zuordnen - außerdem können Gesteine von verschiedenen Kontinenten als gleich alt erkannt werden Absolute Altersbestimmung • verschiedene Sorten eines Elements, die sich bei gleicher Protonenanzahl in der Anzahl ihrer Neutronen unterscheiden, heißen Isotope - alle Isotope eines Elements verhalten sich chemisch gleich die Halbwertszeit beschreibt die Dauer, in der die Menge und damit auch die Aktivität eines gegebenen Radionuklids durch den Zerfall auf die Hälfte gesunken ist - die Halbwertszeit eines radioaktiven Isotops ist konstant und von Umwelteinflüssen unabhängig Radiokarbonmethode/C14-Methode: • C14 entsteht in den oberen Schichten der Erdatmosphäre ständig aus N14 unter dem Einfluss energiereicher kosmischer Strahlung - es reagiert mit Sauerstoffmolekülen zu Kohlenstoffdioxid *grüne Pflanzen nehmen dies während der Fotosynthese auf und fixieren es als Biomasse - es gelangt über Nahrungsketten in alle lebenden Organismen stirbt ein Lebewesen, stoppt sein Stoffwechsel und es nimmt ab diesem Zeitpunkt kein C14 mehr auf - C14 zerfällt ab diesem Moment nach 5730 Jahren ist nur noch die Hälfte vorhanden, das ist also die Halbwertszeit. • C12 bleibt allerdings unverändert erhalten aus dem Verhältnis von C12 und C14 lässt sich nun das Alter eines Fundes bestimmen ~ der Fund darf nicht älter als 50.000 Jahre alt sein, denn dann ist die Menge an C14 zu klein, um sie noch bestimmen zu können die Radiokarbonmethode/C14-Methode beruht auf dem Zerfall eines bestimmten Kohlenstoffisotops, das in den oberen Schichten der Atmosphäre entsteht und später von allen Lebewesen und den Ozeanen auf der Erde aufgenommen wird • die Radiokarbonmethode ist für maximal 50.000 Jahre alte Proben aus organischem Material die wichtigste Methode zur absoluten Altersbestimmung die Grundannahme, dass der C14-Gehalt in der Vergangenheit immer konstant war, hat sich schnell als falsch erwiesen - Veränderungen der Sonnenaktivität und des Erdmagnetfeldes haben Einfluss auf die Stärke der kosmischen Strahlung, die auf die Atmosphäre trifft - dadurch ändert sich die C14-Produktionsrate durch den Abgleich mit anderen Datierungsverfahren können die natürlichen Schwankungen aber berücksichtigt und die Radiokarbondatierungen korrigiert werden • Bäume lassen sich anhand von Jahresringen datieren das Verfahren, bei dem man ein Holzstück unbekannten Alters anhand seines Jahresringmusters im Vergleich mit einem Jahresringkalender datiert, heißt Dendrochronologie andere Methoden, die auf der natürlichen Radioaktivität der Untersuchungsobjekte beruhen, untersuchen Isotope anderer Elemente da diese andere Halbwertszeiten besitzen, eignen sie sich für andere Zeiträume Methode Radiokarbon. Kalium-Argon Uran-Blei Uran-Thorium Rubidium-Strontium. Halbwertszeit(Jahre). 5730. 1,3 Milliarden 0,704 & 4,5 Milliarden 245.500 49 Milliarden 542 4000 Millionen Jahre 4600 Gliederung der Erdgeschichte • Geowissenschaftler haben Informationen wie Meeresspiegelschwankungen, Gebirgsbildungen, Wechsel von feuchten und trockenen Klimaperioden oder Vereisungen und Warmzeiten genutzt um eine Gliederung der Erdgeschichte vorzunehmen - da die Erdgeschichte kontinuierlich, also Unterbrechungen, abläuft, ist ein solches Gliederngssystem willkürlich, es dient nur dazu, die unvorstellbar langen Zeiträume in kleinere Abschnitte einzuteilen • etwa 87% der Erdgeschichte werden vom Präkambrium eingenommen - von diesem Zeitabschnitt sind nur wenige Fossilien überliefert • die letzten 542 Millionen Jahre, aus denen umfangreiche Fossilfunde vorliegen, werden in Erdaltertum, Erdmittelalter und Erdneuzeit untergliedert - diese Erdzeitalter, die auch als Ären bezeichnet werden, umfassen viele Millionen Jahre ~ die Erdzeitalter werden in mehrere Systeme unterteilt →> diese wiederum sind in Serien und Stufen unterteilt Erdneuzeit Erdmittel- alter Erhaltertum Zeiträume (Jahre) Material Präkambrium bis 50.000. älter als 1.000 älter als 10.000. 1.000 bis 500.000 älter als 10 Millionen. älteste Gesteine · organisches Material. Mineralien und Gesteine (Tuffstein) Mineralien und Gesteine Mineralien und Gesteine (Tropfstein), Korallen, Torf, Knochen, Zähne vulkanisches Gestein, Knochen, Zähne -Planet Erde entsteht' Ära (Erdzeitalter) Erdneuzeit (Käno[Neo]- zoikum) Erdmittelalter (Mesozoikum) Erdaltertum (Paläozoikum). System Quartär Tertiär Kreide Jura Trias Devon Neogen Perm Karbon Silur Ordovizium Serie Paläogen Eozän Kambrium Holozän Pleistozän Pliozän | Mizozän Oligozän Paläozän. Oberkreide Unterkreide Zechstein Rotliegendes Oberkarbon Unterkarbon Oberdevon Mitteldevon Unterdevon Obersilur Untersilur Beginn Dauer vor Mio. in Mio. Jahren Jahren 2,6 2,6 Malm (weißer Jura) Dogger (brauner Jura) 200 58 Lias (schwarzer Jura) Keeper Muschelkalk Buntsandstein. Oberordovizium Mittelordovizium Unterordovizium Oberkambrium Mittelkambrium Unterkambrium- 65 62,4. 142 77. 251 51 296 45 358 62 418 60 444 26 488 44 542 54 Abwandlungsreihen • nach dem Aussterben der Dinosaurier am Ende der Kreidezeit begann im Paläogen die Entfaltung der meisten heutigen Säugetiergruppen und ihre Einnischung in verschiedene Lebensräume - am Beispiel von Pferden sind die Veränderungen im Körperbau besonders gut durch Fossilien dokumentiert N ~ die entscheidenden Evolutionschritte der Pferde fanden in Nordamerika statt ~ die Fossilien zeigen, dass es schrittweise Veränderungen im Körperbau gab, diese werden als Abwandlungsreihen bezeichnet sie beziehen sich vor allem auf die Extremitäten, Zähne und Körpergröße • alle Abwandlungsreihen belegen, dass es keine zielgerichtete Entwicklung zu rezenten Lebensformen gegeben hat - die meisten Evolutionslinien enden in blinden Seitenästen - manche Merkmalsentwicklungen entstanden mehrmals unabhängig voneinander ~ zeigt die völlige Zufälligkeit des Evolutionsverlaufes Fossile Mosaikformen • als 1859 Darwins Werk zur Entstehung der Arten erschien, waren bereits viele Fossilien bekannt - Darwin selbst beklagte, dass es unter diesen Funden keine Übergangsformen zwischen verschiedenen Gruppen von Lebewesen gab, sogenannte „missing links“. - die Übergangsformen wären nach seiner Theorie eigentlich zu erwarten gewesen - bereits 1861 wurde mit der Entdeckung des Archaeopteryx eine fossile Mosaikform gefunden, die als fossile Stütze von Darwins Evolutionstheorie gelten konnte - der Urvogel vereint Merkmale von Reptilien und Vögeln mosaikartig • heute sind viele verschiedene Mosaikformen vorhanden - Ichthyostega vermittelt beispielsweise zwischen Fischen und Amphibien - Cynognathus vermittelt zwischen Reptilien und Säugern ,,Lebende Fossilien" • Lebensformen, die ihre Gestalt im Laufe der Evolution über erdgeschichtliche Zeiträume beibehalten haben, nennen sich ,,lebende Fossilien" - Darwin prägte diesen Begriff - heute werden rezente Arten zu lebenden Fossilien" gezählt, wenn sie folgende Kriterien erfüllen: ~ihre Stellung im System der rezenten Lebewesen ist isoliert ~ es existieren nur eine oder wenige rezente Arten, die auf Reliktvorkommen beschränkt sind, während die fossilen Vorfahren weit verbreitet waren - geringe Evolutionsgeschwindigkeit im Vergleich zu verwandten Lebensformen führt zur Bewahrung altertümlicher Merkmale