Die Quartärforschung

Die Quartärforschung betreibt systematisch Untersuchungen zum erdgeschichtlichen Zeitabschnitt des Quartärs bzw. der jüngsten geologischen Periode. Diese Periode ist gekennzeichnet durch eine Serie von Vergletscherungen bzw. Eiszeiten, die sich abwechseln mit relativ warmen, interglazialen Zeitabschnitten, wie dem gegenwärtigen Holozän. Die Erforschung des Quartärs hatte ihren Ursprung im späten 18. Jahrhundert, wobei sie sich erst im 19. Jahrhundert zusammen mit der Paläontologie etablierte. Wie in vielen anderen Wissenschaftszweigen kämpften auch die frühen Pioniere der Quartärforschung mit der Überwindung festgefahrener Ideen und Vorstellungen früherer Gelehrter. Die moderne Quartärforschung ist stark interdisziplinär geprägt und integriert Informationen aus verschiedenen Wissenschaften (u. a. Klimatologie, Geologie, Ozeanographie, aber auch aus der Archäologie oder Anthropologie). Die Anwendung all dieser Ansätze zur Erklärung der quartären geologischen Archive hat seit Beginn des 20. Jahrhunderts maßgeblich dazu beigetragen, wie die jüngere Erdgeschichte heute interpretiert wird.

Geschichte der Quartärforschung und geologische Einordnung


Der Geologe Charles Lyell als einer der Mitbegründer der Quartärforschung

Der Begriff Quartär wurde geprägt vom italienischen Bergbauingenieur Giovanni Arduino (1714–95). Er unterschied vier geologische Ordnungen, die die gesamte Erdgeschichte beinhalteten: Primär. Sekundär. Tertiär und Quartär.[1] Diese vier „Schichten“, die übereinander zu liegen schienen, manifestierten sich in Italien regional unterschiedlich. So unterschied Arduino die Glimmerschiefer der Atesinischen Alpen im Norden Italiens (Primär), das Sekundär als die fossilreichen Ablagerungen der Südlichen Kalkalpen, das Tertiär als die fossilreichen Sedimentgesteine der Täler und das Quartär mit den Schottern der Po-Ebene.[2] Der Begriff Quartär wurde danach erst wieder im Jahr 1829 vom französischen Geologen Jules Desnoyers aufgegriffen, um die tertiären von den jüngeren Ablagerungen im Pariser Becken zu unterscheiden.[3] Der Begriff Quartär wurde kurze Zeit später im Jahr 1833 vom Franzosen Henri Reboul dahin gehend beschrieben, dass die quartären Schichten die rezente Flora und Fauna aufweisen.[4]

Der erdgeschichtliche Zeitabschnitt des Quartärs ist gegenwärtig in die geochronologischen Epochen des Pleistozäns und des Holozäns unterteilt. Die begriffliche Geschichte dieser Zeitabschnitte ist ebenfalls eine sehr schwierige gewesen. Der Begriff Pleistozän wurde 1839 durch den schottischen Geologen Charles Lyell geprägt.[5] Lyell definierte das Pleistozän als jüngste geologische Ära. Als sich die Theorie der Gletscherentstehung etablierte, wurde im Jahr 1846 das Pleistozän von Edward Forbes mit dem Zeitalter der Gletscher (Glacial epoch) gleichgesetzt.[6] Moriz Hoernes führte 1853 den Begriff des Neogens ein[7] und bildete damit das übergeordnete System zu Lyells Miozän und Pliozän. Darauf folgend spezifizierte Lyell im Jahr 1873, dass der Begriff Pleistozän „strictly synonymous with post-Pliocene“ („streng synonym zu Postpliozän“) verwendet werden sollte. In derselben Publikation trennte Lyell explizit das Pleistozän (Glazial) von der gegenwärtigen Zeit (Postglazial). Paul Gervais ersetzte kurze Zeit später (1867–69) den Begriff gegenwärtig durch Holozän.[1]

Demzufolge bestand zum Ende des 19. Jahrhunderts bereits die stratigraphische Nomenklatur des Quartärs. Allerdings wusste niemand, wann das Tertiär endete und das Quartär begann. In der Geologie werden zu diesem Zweck Typlokalitäten bestimmt, die Grenzen zwischen unterschiedlichen stratigraphischen Einheiten bilden. Während des 18th International Geological Congress in London im Jahr 1948 wurde beschlossen, eine solche Typlokalität für die Pliozän-Pleistozän-(Tertiär-Quartär)-Grenze zu finden. Nach knapp drei Jahrzehnten wurde im Jahr 1985 an der Lokalität Vrica in Kalabrien ein solches stratigraphisches Referenzprofil festgelegt und ursprünglich auf ca. 1,64 Millionen Jahre datiert.[8][9] Eine Altersbestimmung wurde erst durch die Weiterentwicklung radiometrischer Datierungsmethoden ermöglicht und ist damit zentraler Bestandteil der Quartärforschung.

Die Entdeckung pleistozäner Säugetiere

Die Forschungszweige, die zur heute anerkannten modernen Quartärforschung führten, waren sehr vielfältig und die Erkenntnisse stammten aus einer großen Vielfalt verschiedener Disziplinen. Eine dieser Disziplinen war die Wirbeltierpaläontologie. Wie in vielen anderen Wissenschaftszweigen führte eine zentrale Entdeckung zur Begründung einer neuen, eigenständigen Forschungslinie. Eine solche Entdeckung erfolgte am Big Bone Lick, einem Fundort am Ohio River in Kentucky (USA).[10] Dies war die erste bedeutende Fossillagerstätte in der Neuen Welt, die Europäern bekannt war. Baron Charles de Lougueuil, der Kommandant einer französischen Militärexpedition, war vermutlich der erste Europäer, der diese Fundstätte im Jahr 1739 besuchte.[11] Er sammelte Fossilien des Amerikanischen Mastodons, die später von den französischen Naturforschern Louis Jean-Marie Daubenton, Georges-Louis Leclerc de Buffon und Georges Cuvier untersucht wurden. Cuvier veröffentlichte 1825 eine Beschreibung der Überreste des Big Bone Lick Mastodons.[12] Davon inspiriert, sowie von anderen pleistozänen Fossilfunden, entwickelte Cuvier die Theorie einer globalen Abkühlung, die zum Aussterben dieser Lebewesen führte.

Im Jahr 1803 erstanden die USA das Territorium Louisianas von den Franzosen. Dieses Territorium umfasse eine Größe von mehr als zwei Millionen Quadratkilometern, das vom Mississippi bis zu den Rocky Mountains reichte. Als der damalige Präsident der Vereinigten Staaten Thomas Jefferson die Forscher Meriwether Lewis und William Clark aussandte, um dieses neue amerikanische Gebiet zu erkunden und zu kartieren, erwartete er möglicherweise die Entdeckung einiger lebender Exemplare des Mastodons bzw. anderer großer pleistozäner Säugetiere. Thomas Jefferson war ein begeisterter Naturforscher und zeigte großes Interesse an den fossilen Knochenfunden von Big Bone Lick.[13] Im Jahr 1807 beauftragte Thomas Jefferson den Entdecker William Clark im Anschluss an die Lewis-und-Clark-Expedition zu einer umfassenden Grabungskampagne am Big Bone Lick, die etwa 300 Exemplare unterschiedlichster Fossilien zum Vorschein brachte. Diese Fossilienfunde waren Grundstein für die pleistozäne Wirbeltierpaläontologie auf zwei Kontinenten. Die Entdeckung des Mastodons sowie anderer pleistozäner Vertreter der Megafauna an diesem Standort beflügelte die Phantasie sowohl von Wissenschaftlern, als auch von Politikern gleichermaßen.

Basierend auf Funden dieser Art, nahm das Gebiet der Wirbeltierpaläontologie im späten 18. und frühen 19. Jahrhundert Kontur an. Einer der führenden Wissenschaftler auf diesem neuen Gebiet war der Franzose Georges Cuvier. Zu Beginn des 19. Jahrhunderts war er Professor für Tieranatomie am Muséum national d’histoire naturelle in Paris. Cuvier war Widersacher der Evolutionstheorie; sein wichtigster Beitrag zum damaligen Erkenntnisstand der Wissenschaft war die Möglichkeit des Aussterbens von Lebewesen, basierend auf fossilen Knochenfunden. Bis zum 19. Jahrhundert lehnten die meisten Philosophen und Naturforscher die Idee ab, dass manche Lebewesen ausgestorben sind und sich im Laufe der Zeit andere Arten entwickelt hätten. Die meisten Europäer hielten sich an eine strikte, wörtliche Auslegung der Bibel, die eine Erschaffung der Erde innerhalb von sechs Tagen vorschrieb („Kreationismus“), vor nur wenigen tausend Jahren. Die pleistozänen Fossilfunde vieler Paläontologen führten erst allmählich zu einem Umdenken.[14]

Obwohl Cuvier zeit seines Lebens ein Vertreter des Kreationismus blieb, veränderten die Fossilien, die er beschrieb, seine Sicht auf den Prozess der Schöpfung. Er erklärte das Aussterben von Arten als periodische Revolutionen in der Erdgeschichte. Jede dieser Revolutionen war ein Naturereignis, das zum Aussterben einiger Arten führte (Kataklysmentheorie). Anders als andere Personen seiner Zeit (u. a. William Buckland als Verfechter der Sintfluttheorie), verglich Cuvier diese Revolutionen nicht mit biblischen oder historischen Ereignissen. Cuvier erwog die Möglichkeit, dass die letzte große Revolution, die zum Aussterben einiger Spezies wie des Mastodons und des Mammuts führte, durch eine starke und plötzliche globale Abkühlung bewirkt wurde. Der schweizerisch-amerikanische Naturforscher Louis Agassiz griff diese Idee auf und entwickelte sie zum Konzept einer Großen Eiszeit weiter.[15]

Quelle