Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt

Paläobotanik

Bei den laufenden und geplanten Forschungsvorhaben der Sektion Paläobotanik geht es darum, die Untersuchungen und Ergebnisse in einen übergeordneten Rahmen aus sedimentologisch-faziellen und systematisch-botanischen Ansätzen zu stellen ("Terrestrische Paläoökologie"). Aus der Tatsache, dass die Paläobotanik grundsätzlich im Spannungsfeld zwischen Geo- und Biowissenschaften steht, ergibt sich so in den meisten Fällen von vornherein eine interdisziplinäre Ausrichtung. In vielen Fällen handelt es sich um die konsequente Fortführung und Weiterentwicklung traditioneller Forschungsschwerpunkte der senckenbergischen Paläobotanik in Frankfurt am Main. Sie lassen sich verschiedenen Arbeitsschwerpunkten zuordnen.

1. Paläogen
In Frankfurt am Main wird insbesondere die Erforschung von Pflanzenresten des Paläogen und ihres sedimentologischen Umfeldes betrieben. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf Vorkommen eozäner Sedimente in terrestrischer oder randlich mariner Fazies in Deutschland, wie z.B. der Grube Messel, dem Eckfelder Maar und den braunkohlenführenden Ablagerungen des Gebietes von Helmstedt sowie dem Geiseltal-Gebiet. In diesem Rahmen wird durch die Sektion in Absprache mit dem senckenbergischen Paläobotaniker in Dresden und in Kooperation mit verschiedenen Spezialisten (z.B. M.E. COLLINSON, London, H. FRANKENHÄUSER, Mainz, S.R. MANCHESTER, Gainesville, Florida, USA) laufend die Bearbeitung und Interpretation einzelner Taxa von Samen bzw. Früchten , Blüten, Pollen bzw. Sporen, Blättern und gelegentlich auch Hölzern aus den Floren von Messel und Eckfeld vorangetrieben. Dabei wird im Zusammenhang mit der Fundstelle von Eckfeld seit vielen Jahren eine sehr enge Zusammenarbeit mit dem Naurhistorischen Museum Mainz/Landessammlung für Naturkunde Rheinland-Pfalz gepflegt. Als Schwerpunkte der systematischen Bearbeitung sind hier u.a. die Juglandaceae, die Nymphaeaceae, die Koniferen und die Farne sowie einige Taxa unbekannter systematischer Zugehörigkeit zu nennen. Der in den Blüten an Ort und Stelle erhaltene Pollen soll es ermöglichen, bisher nur dispers bekannten Pollentypen besser als bisher systematisch zuordnen zu können.

Pollen

Pollen eines Weinrebengewächses (Vitaceae )
aus dem mitteleozänen
Ölschiefer der Grube Messel


Nach Abschluss der systematisch-palynologischen Untersuchungen wurde es mit Hilfe einer im Eckfelder Maar niedergebrachten Kernbohrung möglich, anhand von Palynomorphen die Entwicklung des betreffenden Sees und der Flora in seiner Umgebung nachzuvollziehen (BIRGIT NICKEL). Untersuchungen mit einer ähnlichen Zielsetzung wurden anschließend von OLAF KLAUS LENZ mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft an der Kernbohrung „Messel2001“ in der Grube Messel durchgeführt. Bei der noch nicht vollständig abgeschlossenen Auswertung der Daten kommen moderne statistische Methoden zum Einsatz. So gelang es, die sukzessive Wiederbesiedelung des durch den Maarausbruch vor knapp 48 Millionen Jahren verwüsteten Gebietes durch die Pflanzenwelt zu rekonstruieren. Die Analyse quantitativer Schwankungen in der Zusammensetzung des Spektrums an Sporen, Pollen und Algenresten im Ölschiefer hat es erlaubt nachzuweisen, dass diese, ähnlich wie in der gegenwärtigen Eiszeitperiode, auch im eozänen Treibhausklima den längerfristigen Schwankungen orbitaler Parameter (Milankovitch-Zyklen) gefolgt sind. Darüber hinaus ist es für das Eozän erstmalig gelungen, mit Hilfe der Warvenanalyse kurzfristige El-Niño-Zyklen eindeutig direkt nachzuweisen.

Im Vorfeld der 2003 begonnenen und inzwischen weit fortgeschrittenen Flutung wurde es in den Jahren 2000 bis 2003 unerwartet möglich, noch einmal fünf Geländekampagnen in den aufgelassenen Tagebauen des Geiseltal-Gebietes in der Nähe von Halle an der Saale durchzuführen. Dabei stand die umfassende Dokumentation und Beprobung einiger noch anstehender Profilabschnitte, die von der Unterkohle bis zur Mittelkohle reichen, sowie die horizontierte Bergung von Pflanzenfossilien im Vordergrund. Die Bearbeitung des angefallenen Probenmateriales (>1500 einzelne Proben) wird noch einige Zeit andauern. Entsprechendes gilt für die mehreren Tausend Proben, die über die Jahre bei zahlreichen Kampagnen aus dem Paläogen des Tagebaues Schöningen im Helmstedter Braunkohlenrevier entnommen wurden. Sie belegen inzwischen ein nahezu vollständiges Profil, das vom ausgehenden Paleozän bis in das untere Mitteleozän reicht und damit die kritische Zeitscheibe mit dem eozänen Klimaoptimum und mehreren kurzfristigen, diesem aufgesetzten Klimaereignissen umfasst. Bei diesem Projekt zeichnen sich schon jetzt überraschende Ergebnisse zur Klima- und Vegetationsentwicklung dieser Zeit ab, allerdings müssen noch eine deutlich größere Zahl von Proben und weitere Detailprofile untersucht werden.

Kutikula
Kutikula mit Spaltöffnungen aus dem Mitteleozän des Geiseltalgebietes in der Auflicht-Fluoreszenz

 2. Mesophytikum und Grenzbereich Mesophytikum/Känophytikum
Die Paläobotanische Sektion wird, wenn im Moment auch eher untergeordnet, künftig weiter in diesem Zeitraum arbeiten. So wird die Bearbeitung von ausgewählten Pflanzenresten aus der oberen Trias und dem unteren Jura fortgesetzt. Ein abgeschlossenes Dissertations-Projekt (BJÖRN HOLSTEIN, Frankfurt/M.) galt der Palynologie der Kössener Schichten (Ober-Trias) der nördlichen Kalkalpen. Auch die Arbeiten in der Unterkreide werden weiterhin „auf kleiner Flamme“ fortgesetzt. Dabei wird auf das vorhandene Material an Pflanzenfossilien (Makro- und Mikrofossilien) aus der nordwestdeutschen Unterkreide und der höheren Unterkreide von Brasilien zurückgegriffen. Für Nordwestdeutschland geht es letztendlich um die Revision der Flora bzw. einzelner Taxa aus dieser Flora. Perspektivisch ist geplant, sich in einem größeren Rahmen mit der höheren Unterkreide von Brasilien und ihrer Pflanzen-Taphpocoenose zu beschäftigen.

Ginkgo-Gewächses Isoetes

Blätter eines altertümlichen Ginkgo-Gewächses aus der tiefen Unter-Kreide von Nordwestdeutschland

Megaspore eines Isoetes-artigen Bärlappgewächses aus der mittleren Unter-Kreide von Brilon-Nehden (Sauerland)

3. Paläozoikum
Die Abteilung für Paläontologie und Historische Geologie des Forschungsinstitutes Senckenberg, der die Paläobotanische Sektion zugeordnet ist, arbeitet seit langer Zeit vorwiegend im Paläozoikum, und hier besonders im Devon des Rheinischen Schiefergebirges. Nachdem es über längere Zeit nicht mehr zu einer Beteiligung der Paläobotanischen Sektion gekommen war, haben sich hier über fachliche Verknüpfungen innerhalb der Abteilung in den letzten zehn Jahren neue Ansätze für die interdisziplinäre Zusammenarbeit ergeben, die auch den Arbeitsbereich Aktuo-Geologie der Forschungsstation in Wilhelmshaven einschließt. Dabei wird insbesondere die Erforschung des klastisch-dominierten Unter-Devon und des tieferen Mittel-Devon vorangetrieben. In diesem Rahmen konnte sogar eine neuen Sektion für Palynologie und Mikrovertebraten des Paläozoikums (Leitung: R. BROCKE) eingerichtet werden, an der die palynologische Forschung im Paläozoikum ihren Schwerpunkt hat. Ein größeres, vom IB des BMBF und der TÜBITAK finanziertes Kooperationsprojekt, an dem der Sektionsleiter wesentlich beteiligt ist, beschäftigt sich mit dem Devon der Türkei, aktuell insbesondere in den Tauriden.

Aneurophyton germanicum

Aneurophyton germanicum KRÄUSEL & WEYLAND ans dem Mittel-Devon des Rheinlandes

An dieser Stelle muss auch die gelegentliche Bearbeitung strukturbietend erhaltenen Materials aus dem ausgehenden Paläozoikum erwähnt werden. Hier liegt besonders mit den eigenen Aufsammlungen von Schöneck-Kilianstädten in der Wetterau ein umfangreiches und hervorragend erhaltenes Material vor, dessen detailllierte Bearbeitung jedoch noch weitgehend aussteht.

4. Sonstiges
Vom Sektionsleiter wurde eine regelmäßige Zusammenarbeit mit verschiedenen Organischen Geochemikern gepflegt. Im Rahmen eines von ihm fachlich mit getragenen und von der DFG finanzierten Habilitations-Vorhabens führte ANGELIKA OTTO organisch-chemische Untersuchungen an rezenten und fossilen Koniferen sowie anderen Pflanzenresten durch. Dabei konnten u.a. neue Daten zur systematischen Einordnung einiger fossiler Taxa unsicherer Stellung aus dem Alt-Tertiär und dem Mesozoikum gewonnen werden. STEFAN AURAS konnte im Rahmen seiner Dissertation "Variation von Chemofossilien und stabilen Isotopen in Kohlen und Pflanzenresten aus dem Bereich der Westfal/Stefan-Grenze im euramerischen Karbon" die Cordaiten als biologische "Quelle" für bestimmte Arboran-/Fernanderivate wahrscheinlich machen. Aktuell finden in Kooperation mit R. PANCOST (Bristol) und M.E. COLLINSON (London) organisch-geochemische Untersuchungen im Grenzbereich Paleozän/Eozän von Schöningen statt, die zu einem besseren Verständnis der Klimadynamik während der paläogenen Treibhausphase beitragen sollen. 
 

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