Mineralien, Fossilien und Gesteine der Toskana
Die Toskana und angrenzende Regionen bieten sehr vieles an Mineralien, Fossilien und Gesteinen, was das Herz eines jeden Naturliebhabers höher schlagen lässt:
Mineralien:
Stufen von Bergkristall, Antimonit, Calcit, Aragonit, Kupfer-
und Bleiglanz, Magnesit, Serpentin, Pyrit, Hämatit, Realgar,
Schwefel, Gips, Alabaster, etc. schmücken die Vitrinen vieler
Sammler und "Strahler" (das sind die Spezialisten mit
den Kenntnissen, wo solche Entdeckungen gemacht werden können).
Nach archäologischen Funden weiß man, dass das Volk der
Etrusker, deren kulturelle Blütezeit vom 7.-4. Jhd. v. Chr.
dauerte, in ihrem Land sogar Gold und Silber gefunden und zu
Schmuck verarbeitet haben. Die Produkte ihrer hochentwickelten
Goldschmiedekunst sind - zusammen mit anderen Kulturschöpfungen
- zu bewundern u. a. im Museo Nazionale Etrusco di Villa Giulia
in Rom und dem Archäologischen
Gemeindemuseum "Isidoro Falchi" in Vetulonia.
Der westliche Teil der Südtoskana trägt die Bezeichnung
"Colline
Metallifere", weil dort größere Mengen von Eisen-,
Kupfer- und Antimonerzen entdeckt und industriell gefördert
wurden. Bei der Ortschaft Larderello (20 km südlich Volterra)
befindet sich außerdem die "Regione
Boracifera": dort setzt sich in den "Lagoni" -
das sind von heissen Quellen gespeiste kleinere Seen und Teiche -
das Mineral Borax ab; dieses extrahierte man und nutzte es zu
verschiedenen Zwecken: als therapeutisches Mittel, zum Glasieren
von Keramiken oder zur Herstellung optischer Gläser.
Die Abbautätigkeiten sowie die daran angeschlossenen
Hüttenwerke und Veredelungsbetriebe gaben den Einheimischen
lange Zeit Arbeit und Brot.
Fossilien:
Fossilien sind die versteinerten - in Stein konservierten -
Überreste von Lebewesen und Pflanzen aus der erdgeschichtlichen
Vergangenheit. In der Toskana sind, wie anderen Ortes auch, die
Überlieferungen solcher biologischer Zeitmarken aus den
Erdzeitaltern selten und lückenhaft. Es ist leider eine
Tatsache, dass nur ein winziger Bruchteil der Relikte von
Lebewesen aus vergangenen Zeiten ins Gestein eingeschlossen wurde
und so fossil erhalten blieb.
Trotz des dünn gesähten Bestandes erhalten gebliebener
Fossilien kann in brauchbarer Annäherung der Gang des Lebens
durch die Erdgeschichte rekonstruiert, seine Aufschwünge und
Krisen erfasst und das Alter seiner fossil gewordenen Vertreter
abgeschätzt werden. Diese Möglichkeit der Altersabschätzung
hatte bereits der englische Ingenieur A. Smith im Jahre 1800
erkannt: Er sah, dass die fossilen Überlieferungen dieser
vorzeitlichen Lebewesen nicht beliebig im Gestein verteilt,
sondern systematisch in bestimmter, irreversibler Folge
eingelagert sind: die Folge ändert sich Schicht auf Schicht. Bei
der zeitlichen Einordnung der Fossilien und ihrer Wirtsschichten
stützt man sich also auf die Tatsache, dass die Entwicklung der
Lebewesen während der Erdgeschichte unumkehrbar verlief und sich
nicht wiederholte.
Wichtig ist, dass es neben den mit bloßem Auge erkennbaren
Megafossilien in großer Menge auch sogenannte Mikrofossilien
gibt, die vor allem zur genaueren Altersbestimmung sehr wichtig
sind.
In der Regel gilt: Je älter, desto schlechter sind die Fossilien
erhalten und bestimmbar.
Im Folgenden wird ein kleiner Überblick zu den wichtigsten Funden von Megafossilien in der Toskana gegeben:
Die älteste derzeit bekannte biologische Zeitmarke in der Toskana besteht aus versteinerten Meereslebewesen aus dem Erdzeitalter des oberen Silur. Diese Fossilien sind eingebettet in dunkelgrauem Dolomitfels der Apuaner Alpen. Es handelt sich um 420-410 Millionen Jahre alte Orthoceratiten, die entfernte Verwandte des heutigen Nautilus sind. Die zeitliche Einordnung dieser Fossilien war problematisch, da sie zusammen mit ihren Wirtsschichten während der Gebirgsbildung des Nordapennin vorübergehend in 25-30 km Tiefe versenkt, auf ca. 400-450 °C aufgeheizt und entsprechend verformt wurden.
Fossilien aus der Steinkohlezeit (Karbon): Bei der Ortschaft Iano - 15 km nördlich Volterra gelegen - befindet sich ein altbekanntes Bergbaurevier, wo man in kohligen Schiefern gut erhaltene Blatt- und Farnrelikte aus dem Oberkarbon fand. Bei der Ortschaft San Lorenzo in den Pisaner Bergen stehen kohlenstoffhaltige Schiefer mit ähnlicher Flora an, die zeitlich allerdings bis in das Perm reicht. Muscheln, Korallen und Fragmente von Seelilien-Stielgliedern können in dunkelgrau-schwarzen, kalkig-dolomitischen Schichten im Monticiano-Roccastrada-Gebiet gelegentlich gefunden werden.
Bei der Lokalität Ferriera (263 m) im Farmatal (Monticiano-Roccastrada-Gebiet) findet man bunte Konglomerat-Gesteinsblöcke, die sehr selten rotgefärbte, kalkige, fossilführende Geröllkomponenten von der Zeitenwende Karbon-Perm enthalten. Es handelt sich dabei vor allem um Einzeller: mm- bis 1 cm messende Algen und Kammerlinge, die damals tropische Flachmeere in grosser Zahl besiedelt haben.
Einen besonders großen Seltenheitswert haben die Amphibien-, Reptilien- und Saurierfährten-Funde von Tommasi und Fucini - im Jahre 1915 veröffentlicht -, die sie in den Pisaner Bergen bei der Lokalität "La Costia" nahe Agnano Pisano in violett gefärbten, fein gebänderten Quarzit-Schichten machten. Diese Sedimente und die darin erhaltenen Spuren-Fossilien entstanden unter semiaridem Klimaeinfluß in Küstennähe: in gelegentlich trockenfallenden Strandlagunen und Flußdeltas, durch die Chirotherium angustum, Cryptobranchichnus infericolor, Procolophonipus italicus, Rhyncocephalichnus pisanus Fucini, R. etruscus, Thecodontichnus verrucae Tommasi, Coelurosaurichnus toscanus wateten und ihre bis zu 18 cm messenden Fuß- und Handabdrücke in feuchtem Ton- und Feinsandboden hinterliesen. Das Alter der Fährten wurde nach langer Diskussion auf 210-200 Millionen Jahre bestimmt, nachdem Herr Prof. Fucini dem Tübinger Reptilien- und Saurier-Spezialisten F. Frhr. von Huene im Sommer 1940 Einsicht in seine große Sammlung in Villa Piandaccoli bei Florenz gewährte. Die Gesteinsplatten mit den darin eingedrückten Fährten sind im Museo di Geologia e Paleontologia dellUniversitá di Firenze archiviert.
Fossilien aus der Obertrias-, Jura- und Kreidezeit - vor allem
Meeresbewohner wie Ammoniten, Belemniten und Muscheln - finden
sich an der östlichen Peripherie der Toskana.
Im benachbarten Umbrien ist die erdgeschichtlich besonders
interessante Kreide-Tertiär-Grenze, die auf ca. 65 Millionen
Jahre datiert ist, bei der Ortschaft Gubbio (100 km östlich
Siena) aufgeschlossen. Dort entdeckten L. und W. Alvarez, dass
die älteste Schicht des Tertiärs im Kontrast zur jüngsten
Kreideschicht nur mehr sehr wenige und einfach gebaute Fossilien
enthält; außerdem ist diese Tertiärschicht angereichert mit
dem seltenen Element Iridium, das in höheren Konzentrationen
gelegentlich nur in Meteoriten gefunden wird. Dies veranlasste
die beiden Wissenschaftler zur Annahme, dass vor ca.
65 Millionen Jahren ein großer Asteroid mit
min. 10 km Durchmesser mit der Erde kollidierte und so grössere
Mengen iridiumhaltigen Staubes in die Erdatmosphäre gelangte,
der bei Gubbio diese Anomalie erzeugt haben soll. Spuren dieses
Meteoritenkraters vermutet man zum derzeitigen Stand der
Forschung in Jukatan (Chicxulub-Impaktstruktur). Bei diesem
Impakt, der sehr wahrscheinlich auch ausgedehnte Vulkanausbrüche
ausgelöst hat, sind im Kraterbereich ca. 200.000 km³
Gestein (entsprechend einem Gesteinswürfel von 58,5 km
Kantenlänge) geschmolzen, verdampft oder ausgeschleudert worden;
darunter befanden sich auch große Mengen an Kalkstein und Gips,
deren Umwandlungsprodukte - neben riesigen Mengen an Asche und
Gesteinsstaub (sie bewirkten eine weltweite Klima-Abkühlung
wegen Verschattungseffekten) - zu einer erheblichen Anreicherung
von Kohlendioxid (Treibhauseffekt) und Schwefelsäure-Aerosolen
(saurer Regen) in der Atmosphäre führte. Diese starken und
über lange Zeit wirksamen Veränderungen des Zustandes der
Atmosphäre bedeuteten für sämtliches irdisches Leben großen
Stress und führten - direkt und indirekt - zu einem weltweiten
Massensterben bei vielen pflanzlichen und tierischen Lebewesen
auf dem Festland und in den Meeren. Ein Opfer dieser
Naturkatastrophe wurde auch die Gattung der Dinosaurier.
Die so freigewordenen Ökonischen der Echsen besetzten später u.
a. die Säugetiere.
Die Ursachen der Kreide-Tertiär-Grenze
werden seit Jahrzehnten kontrovers diskutiert.
Erdneuzeit (Tertiär-Quartär): Bestens erhaltene Austern, Muscheln, Seesterne, aber auch Landschnecken und Blattreste finden sich im westlichen und zentralen Gürtel der Toskana. In den Braunkohle-Bergwerken bei den Ortschaften Ribolla, Montebamboli und Montemassi entdeckte man ca. 5-6 Millionen Jahre alte Wirbeltier-Knochenreste, u. a. von Tapiren, Hasen, Hirschen, Vögeln, Mastodonten, Pferden, Antilopen und Krokodilen. Das in der Braunkohlemine Baccinello am 2. August 1959 gefundene, fast vollständig erhaltene Maremmaner "Urmensch"-Skelett ist bislang einzigartig. Professor Hurzeler von der Universität Basel bestimmte diesen Fund als Oreopithecus bambolii Gervais: ein anthropoider Primat (Menschenaffe), auf dessen Existenz der französische Paläontologe P. Gervais wegen seines Kieferknochenfundes in einer dieser Braunkohleminen schon im Jahre 1872 schloss. Der aufwändigen Restauration des stark geplätteten und verformten Schädels nahmen sich Mitarbeiter des American Museums of Natural History und der Johannesburger Paläoanthropologe R. Clarke an; die Schädel-Rekonstruktionsarbeiten konnten erst im Jahre 1996 beendet werden. O. bambolii Gervais - ein wichtiger Fixpunkt in der Entwicklungsgeschichte der Primaten - ist derzeit in der Eingangshalle des naturgeschichtlichen Museums in Florenz zu sehen.
Erdgeschichte und Gebirgsbildung:
Es scheint zunächst schwer begreifbar, wie Ablagerungen von Meeresbecken, die vor hunderten von Millionen Jahren existierten, auf das Toskanische Festland geraten konnten und nun Bestandteile des Nordapenninischen Gebirgsgürtels sind. Wie ist es außerdem möglich, dass, wie oben angedeutet, tief in die Erdkruste versenkte Schichten wieder an die Erdoberfläche gelangten? Um das zu verstehen, sollten wir uns ein wenig mit den Lehren der Erdgeschichte und der Gebirgsbildung befassen:
Wissenschaftsgeschichtlich steht fest, dass sich die Anfänge der geologischen Gebirgsforschung in der Toskana befanden: Mit diesen Problemen setzte sich schon im späten Mittelalter der dänische Gelehrte und Arzt Niels Stensen (1638-1687) alias Nikolaus Steno auseinander. Ausgehend von seinen akribischen Beobachtungen vor Ort an Aufschlüssen im Toskanischen Hügelland beschrieb er in seinem Werk De solido intro solidum naturaliter contento prodromus dissertationis (Florenz 1669) einige Grundregeln der Geologie:
Inzwischen weiss man mit Sicherheit, dass die erstmals von Steno beschriebenen Gesteinsverformungen in den meisten Fällen nicht auf lokalen Effekten beruhen, sondern in einem viel größeren Rahmen zu sehen sind. Richten wir den Blick auf eine der geologischen Karten der Toskana, so erkennen wir zunächst nichts anderes als ein verwirrendes Puzzle aus Gesteinsschollen, die sich hinsichtlich Größe, Alter, Entstehungsart und Zusammensetzung unterscheiden. Vor allem die älteren Gesteinsschichten befinden sich nicht mehr horizontal abgelagert an ihrem Entstehungsort. Nach neueren Erkenntnissen sind z. B. folgende Tatsachen bekannt:
Schon an diesen wenigen Beispielen wird die rasche und komplexe Dynamik des erdgeschichtlichen Wandels erkennbar. Wenn man sich außerdem die Größen- und Massendimensionen dieses Geschehens vergegenwärtigt, so kann man sich leicht vorstellen, dass gigantische Kräfte wirkten, welche diese gewaltigen, ursprünglich eben abgelagerten Gesteinsmassen verformt sowie horizontal und vertikal transportiert haben. Man stelle sich vor: 1 Kubikmeter Kalkstein hat eine Masse von ca. 2,7 Tonnen. In den geologischen Karten der Toskana ist jedoch die entsprechende Projektionsfläche von 1 m² viel kleiner als ein winziger Punkt mit der scharfen Spitze eines Bleistiftes.
Auf den nächsten Schritten sehen wir, welche Gesteinsarten es gibt, welche wir davon in der Toskana vorfinden, wo sie entstanden sind, wie sie umgebildet wurden und welche mutmaßlichen Kräfte sie an ihren jetzigen Ort verlagert haben.
Die moderne Geologie teilt die Gesteine in Sedimente, Metamorphite und Magmatite ein.
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Weitere, in Bearbeitung befindliche Punkte zu diesem Thema:
Moderne Geodynamik, ozeanische und kontinentale Kruste,
Kontinentalverschiebungshypothese, Rifting, Wilson-Zyklus,
Ligurischer Ozean, Kontinentaldrift, Rotation der Mikrokontinente
Korsika und Sardinien, Adria-Platte, Konvergenz, Subduktion,
Apenninische Gebirgsbildung (Orogenese),
Falten-Überschiebungsgürtel, etc., Krustenverdickung,
Deckenüberschiebung, Steinmann-Trinität, gravitatives
Zergleiten, Dehnung, Krustenverdünnung, Rifting. Geothermik:
Larderello-Travale-Monte Amiata: Geothermalfelder und
Geothermalkraftwerke.
© Dr. Hubert Engelbrecht