Green River Formation (Eozän, USA) – Seevarven und Fossilien-Lagerstätte
Green River Formation (Eozän) – Seevarven & Fossilien-Lagerstätte: Jahrgangsweise Sediment-Aufzeichnung, außergewöhnlich erhaltene Fisch- und Pflanzenfossilien aus 53,5–48,5 Mio. Jahren.
Die Green River Formation ist eine Felsformation aus dem Eozän auf der Ostseite der Rocky Mountains. Sie besteht aus Ablagerungen, die in einer Gruppe von Zwischengebirgsseen entstanden sind; die außergewöhnlich feinen Fossilien in diesen Schichten machen die Formation zu einer bedeutenden Lagerstätte. Die besten Fundstellen liefern vollständig erhaltene Fische, Pflanzenteile, Insekten und teilweise sogar Weichteilerhaltungen.
Alter, Dauer und Klima
Die verschiedenen Fossilienbetten der Green River Formation erstrecken sich über einen Zeitraum von etwa 5 Millionen Jahren und sind zwischen 53,5 und 48,5 Millionen Jahren (mya) alt. In dieser Zeit vollzog sich ein Klimawechsel vom warm-feuchten Klima des frühen Eozäns hin zu etwas trockeneren Verhältnissen im mittleren Eozän, eine Entwicklung, die sich in der Zusammensetzung der Fauna und Flora sowie in den Sedimentmerkmalen widerspiegelt.
Entstehung der Sedimente und Varven
Die Sedimente der Green River Formation lagerten sich in sehr feinen, paarweise aufgebauten Lagen ab: eine dunkle, organisch-reiche Schicht aus der Vegetationsperiode und eine hellere, überwiegend anorganische Schicht, die in der Winterperiode gebildet wurde. Jedes Schichtenpaar wird als varve bezeichnet und repräsentiert ein Jahr. Diese Varven ermöglichen eine nahezu jährlich aufgelöste Chronologie und liefern damit eine sehr feine Aufzeichnung von Klima- und Umweltveränderungen.
Die Sedimente bilden eine kontinuierliche Abfolge; die mittlere Dicke einer Varve in der Green River Formation beträgt 0,18 mm, mit einer minimalen Dicke von 0,014 mm und einem Maximum von 9,8 mm. Die feine Schichtung und die häufig anoxischen Bedingungen am Seeboden verhinderten den mikrobiellen Abbau und das Durchmischen der Ablagerungen, wodurch außergewöhnlich gut erhaltene Fossilien möglich wurden.
Fossilieninhalt und Erhaltungsbedingungen
Typische Fossilien der Formation sind zahlreiche Fischarten (u. a. Gattungen wie Knightia, Diplomystus und Priscacara), Pflanzenreste (Blätter, Früchte, Pollen), Insekten, Vögel sowie gelegentlich Reptilien und kleine Säugetiere. Besonders bemerkenswert ist die Detailerhaltung: Skelette sind oft vollständig erhalten, und in vielen Fällen sind auch Mageninhalte, Haare oder feine Blattnervaturen konserviert. Ursache dafür sind Kombinationen aus schnellem Absinken in ruhigen, laminaren Sedimenten und mangelndem Sauerstoff in tieferen Wasserschichten, wodurch Fäulnis und Aasfresseraktivität stark eingeschränkt wurden.
Wissenschaftliche Bedeutung
Die Green River Formation ist eine Schlüssel-Lagerstätte für die Erforschung des eozänen Ökosystems und der Klimaentwicklung. Forschungen nutzen neben der Varvenzählung auch geochemische Analysen (Stabilisotopen, organische Geochemie), Sedimentologie und Paläobotanik, um Temperatur, Niederschlagsschwankungen, Seespiegeländerungen und saisonale Zyklen zu rekonstruieren. Die fein aufgelösten Jahreslagen liefern seltene Einblicke in kurzfristige Umweltveränderungen über Jahrtausende hinweg.
Bedeutung für Rohstoffe und Schutz
Die Green River Formation enthält nicht nur bedeutende Fossilien, sondern auch wirtschaftlich wichtige Lagerstätten: umfangreiche Ölschiefervorkommen und in einigen Bereichen große Vorkommen von Trona (Natriumcarbonat‑Hydrat), die industriell abgebaut werden. Aus geowissenschaftlicher Sicht besteht ein Spannungsfeld zwischen Rohstoffnutzung und dem Schutz paleontologischer Stätten; mehrere Fundstellen wie das Fossil Butte National Monument (Wyoming) sind geschützt und dienen Forschung und Bildung.
Vorkommen
Die Sedimentschichten bildeten sich in einem großen Beckenraum, der nach dem heutigen Green River, einem Nebenfluss des Colorado River, benannt ist. Die Formation tritt in mehreren, teilweise getrennten Becken auf. Die Formation befindet sich in drei separaten Becken um die Uinta-Berge im Nordosten Utahs:
- Uinta Basin (hauptsächlich in Utah): großes Zwischengebirgsbecken mit umfangreichen Seeablagerungen der Green River Formation.
- Piceance Basin (vorwiegend in Nordwest-Colorado): enthält mächtige Schichten mit Ölschiefer und fossilreichen Lagen.
- Greater Green River Basin (vor allem in Wyoming, teils in Utah und Colorado): bekannt durch Fundstellen wie das Fossil Butte‑Gebiet und wirtschaftlich genutzte Vorkommen.
Fazit
Die Green River Formation ist eine der bedeutendsten eozänen Lagerstätten Nordamerikas: Sie liefert hochauflösende Jahresschichten (Varven), außergewöhnlich gut erhaltene Fossilien und damit einzigartige Einblicke in Klima, Ökosysteme und geologische Prozesse des Eozäns. Gleichzeitig ist sie von wirtschaftlichem Interesse wegen ihrer Rohstoffvorkommen, was ein sorgfältiges Management zwischen Forschung, Schutz und Nutzung erfordert.
Fossiler Fisch vom Fossil Butte National Monument
Bedingungen zu der Zeit
Die Formation hat viele Evaporite - Mineralien, die durch die Verdunstung von Seen entstanden sind. Dies lässt vermuten, dass der hohe Salzgehalt eine der Ursachen für die hervorragende Fossilisierung war.
Ein weiterer Faktor waren die häufigen Aschefälle aus nahe gelegenen Vulkanen. Eine schnelle Verschüttung verhindert auch die normale Zersetzung.
Klima
Erhaltene Fossilien deuten darauf hin, dass die Region ein niedriges, subtropisches Süßwasserbecken war, als sich die Sedimente ansammelten.
Die Fossilien des Green River zeigen einen Übergang zwischen dem feuchten Klima des frühen Eozäns und dem etwas trockeneren Klima des mittleren Eozäns. Das Klima war feucht und mild genug, um Krokodile zu halten, die keinen Frost vertragen, und die Seen waren von Bergahornwäldern umgeben. Mit der Verschiebung der Seekonfigurationen ist jeder Standort von Green River in Charakter und Zeit unterschiedlich. Das Seensystem bildete sich über darunter liegende Flussdeltas und verschob sich mit leichten tektonischen Bewegungen in der flachen Landschaft.
Ölschiefer
Die Green River Formation enthält die größten Ölschiefervorkommen der Welt. Die 213 Milliarden Tonnen Ölschiefer enthalten schätzungsweise 2,38 × 10¹¹ m³ (1,5 Billionen US-Barrel) Schieferöl. Dies ist ein Tribut an das hohe Volumen an organischem Material, das vergraben wurde. Die Quelle des organischen Materials waren wahrscheinlich Cyanobakterien, die in warmen alkalischen Seebedingungen gedeihen.
Fossilien
Die Lagerstätten bildeten sich unter anoxischen Bedingungen in den feinen Karbonatschlämmen, die sich in den Seeböden bildeten. Sauerstoffmangel verlangsamte die bakterielle Zersetzung und hielt Aasfresser fern. Blätter von Palmen, Farnen und Bergahornen, die zum Teil die während ihres Wachstums entstandenen Insektenschäden zeigten, wurden mit feinkörnigem Sediment bedeckt und konserviert. Die Insekten wurden im Ganzen konserviert, sogar zarte Flügelmembranen und Spinnendüsen.
Die Fauna umfasste Fische, Alligatoren, Fledermäuse, Schildkröten, Pferde in Hundegröße, Insekten und viele andere Pflanzen- und Tierarten.
Referenz
1. ↑ 1.0 1.1 Bradley W.H. 1929. Die Varven und das Klima der Green-River-Epoche: U.S.-Geol. Umfrage, Fachaufsatz #158, S. 87-110.
2. ↑ Smith M.E.; Singer B & Carroll, A. 2003. 40Ar/39Ar Geochronologie der Eozän-Green-River-Formation, Wyoming. Bulletin der Geologischen Gesellschaft Amerikas, 115(5), 549-565.
3. ↑ 3.0 3.1 USGS Bericht über wissenschaftliche Untersuchungen 2005-5294, Geologie und Ressourcen einiger weltweiter Ölschiefervorkommen
Fragen und Antworten
F: Was ist die Green River Formation?
A: Die Green River Formation ist eine Felsformation aus dem Eozän an der Ostseite der Rocky Mountains. Sie enthält Ablagerungen aus einer Gruppe von Zwischengebirgsseen. Ihre feinen Fossilien machen sie zu einer lagerstהtte, einem Ort mit auהergewכhnlicher Erhaltung.
F: Wie alt ist die Green River Formation?
A: Die verschiedenen Fossilienschichten der Green River Formation umfassen einen Zeitraum von 5 Millionen Jahren und datieren auf die Zeit vor 53,5 bis 48,5 Millionen Jahren (mya).
F: Welches Klima herrschte während der Entstehung der Formation?
A: Während seiner Entstehung wechselte das Klima vom feuchten Klima des frühen Eozäns zum etwas trockeneren Klima des mittleren Eozäns.
F: Wie wurden die Sedimente in dieser Formation abgelagert?
A: Die Sedimente wurden in sehr feinen Schichten abgelagert, in Paaren, die Varven genannt werden und jeweils ein Jahr repräsentieren - eine dunkle Schicht aus der Wachstumsperiode und eine helle, anorganische Schicht im Winter.
F: Wie groß ist die durchschnittliche Dicke einer Varve hier?
A: Die durchschnittliche Dicke einer Varve beträgt hier 0,18 mm, mit einer minimalen Dicke von 0,014 mm und einer maximalen Dicke von 9,8 mm.
F: Wo befindet sich diese Formation?
A: Die Sedimentschichten wurden in einem Gebiet gebildet, das nach dem heutigen Green River benannt ist, einem Nebenfluss des Colorado River in der Nähe der Uinta Mountains im Nordosten Utahs
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