Dem Gedächtnis der Gesteine auf der Spur: Der Bromacker ist 4 Millionen Jahre älter als bisher angenommen

Wenn wenige Millimeter vier Millionen Jahre ausmachen: Im Rahmen des BROMACKER-Projekts hat ein Team von Wissenschaftler:innen herausgefunden, dass die berühmte Fossillagerstätte zwischen Tambach-Dietharz und Georgenthal im Thüringer Wald älter ist als bisher angenommen. 

Die Analyse einer nur wenige Millimeter dünnen vulkanischen Aschetuff-Schicht, die während der Grabung im Jahr 2024 entdeckt wurde, zeigte: Die fossilführenden Gesteine des Bromackers sind 294 Millionen Jahre alt – und damit vier Millionen Jahre älter als bisher angenommen. Die Ergebnisse wurden jetzt in der Fachzeitschrift „Gondwana Research“ veröffentlicht. 

„Als wir die dunkle, rot-violette Aschelage freilegten, war der Unterschied zum umliegenden Gestein sofort sichtbar, und unsere Hoffnung, endlich datierbares Material gefunden zu haben, war groß“, sagt Sophie König, die für die Friedenstein Stiftung als Museologin im Bromacker-Projekt arbeitet und Co-Autorin des nun veröffentlichten Papers ist. „Dass dann tatsächlich brauchbare Zirkone in der Gesteinsprobe enthalten waren, kam für mich trotzdem überraschend. Wir freuen uns, das sehr erfolgreiche Bromacker-Projekt um einen wichtigen wissenschaftlichen Baustein erweitert zu haben.“ 

Um das Alter einer Ascheschicht datieren zu können, nutzen Wissenschaftler:innen die inneren Uhren der Gesteine, die in bestimmten Mineralen eingebaut sind. In diesem Fall kam das Mineral Zirkon infrage, das zwar sehr klein ist, aber das beste Langzeitgedächtnis hat. An der Friedrich-Schiller-Universität Jena wurden Zirkonkristalle aus der am Bromacker gesammelten Gesteinsprobe extrahiert und an der TU Bergakademie Freiberg radiometrisch analysiert. 

Als einzige Einrichtung in Deutschland spürt man hier im metallfreien Reinraumlabor mittels U-Pb CA-ID-TIMS – einer Uran-Blei-Datierungsmethode – der Geschichte der Gesteine nach und kann so ihr Alter hochpräzise datieren. 

„Als wir das erste Mal die aufbereitete Probe unter dem Mikroskop anschauten und die vielen länglichen Zirkonkristalle sahen wussten wir, dass wir jetzt ganz nah an der Beantwortung einer der häufigsten Fragen von Fachleuten zum Bromacker waren – wie alt diese Fundstelle denn nun genau ist. Seitdem ich an dem Projekt arbeitete, hatte ich mir immer so etwas erhofft“, sagt Zweitautor Jakob Stubenrauch, Doktorand am Institut für Geowissenschaften der Friedrich-Schiller-Universität Jena. 

Das Ergebnis der neuen Altersdatierung hat Auswirkungen auf die Erforschung von Ökosystemen und Fossilien anderer Fossillagerstätten ähnlichen Alters, die sich wie der Bromacker auf dem Superkontinent Pangäa bildeten. Das Alter dieser Fossilien kann dank der Korrelation mit den nun genau datierten Bromacker-Fossilien besser bestimmt werden. 

„Diese außergewöhnliche Fossillagerstätte, die so viele Informationen über permische Ökosysteme liefert, benötigte eine präzise Datierung, um zu einer weltweiten Referenz für biostratigraphische, paläoklimatische und evolutionsbiologische Studien zu werden. Die sorgfältige Erkundung der Bromacker-Fundstelle ermöglichte diesen unerwarteten, aber dringend nötigen Fund einer Ascheschicht mit gut erhaltenen Zirkonkristallen”, sagt Dr. Lorenzo Marchetti, Erstautor und Gastwissenschaftler am Museum für Naturkunde Berlin.

Das neue Alter hat Einfluss auf das wissenschaftliche Verständnis von frühen Ökosystemen und Landwirbeltieren: Die Ernährungspyramide, wie wir sie heute kennen, entwickelte sich früher als bisher angenommen. Die Zeitspanne zwischen dem ersten Auftreten von Pflanzenfressern und der Entwicklung moderner Nahrungsnetzwerke war kürzer, was belegt, dass die Evolution der Bromacker-Lebewesen schneller vonstattenging als bisher gedacht. Dank der neuen Altersdatierung ist nun klar, dass all diese evolutionären Innovationen und der Übergang zu einem eher jahreszeitlichen Klima deutlich früher auftraten, als die Wissenschaftswelt bisher annahm. 

„Die Neudatierung der Fossillagerstätte ist Teil der vom Bund und dem Freistaat Thüringen geförderten BROMACKER-Kooperation und ein Paradebeispiel dafür, was wissenschaftlich möglich ist, wenn sich Fachleute aus unterschiedlichsten Institutionen für ein gemeinsames Projekt zusammentun. Bromacker hat sich zu einem innovativen und interdisziplinären Forschungs- und Wissenschaftskommunikations-Programm entwickelt, das auf einer jahrzehntelangen internationalen Zusammenarbeit aufbaut, und vor allem enormes Potenzial für die Zukunft hat“, sagt Dr. Tom Hübner, Leiter des Bromacker-Projekts an der Friedenstein Stiftung Gotha. 

Der Bromacker und das Projekt im Überblick:

Eine fossile Lagerstätte der Superlative: der Bromacker

Die im Thüringer Wald innerhalb des UNESCO Global Geoparks Thüringen Inselsberg – Drei Gleichen gelegene, unterpermische Fossillagerstätte Bromacker ist wegen des gemeinsamen Vorkommens von Wirbeltierfährten und deren Erzeugern in Form von Skeletten weltweit einzigartig. Bei dem hier fossil erhaltenen Ökosystem handelt es sich darüber hinaus um den frühesten Beleg für eine Nahrungspyramide mit wenigen Raubtieren an der Spitze, Pflanzen an der Basis und vielen Pflanzenfressern dazwischen – ähnlich wie moderne Ökosysteme aufgebaut sind. 

Die Bromacker-Lagerstätte wartet mit vielen Superlativen auf: das erste Stamm-Reptil – d.h. ein primitiver Vorfahr der Reptilien –, das zeitweise auf zwei Beinen laufen konnte; das erste Auftreten von Schuppen bei Synapsiden, den frühesten Vorfahren der Säugetiere; der erste Beleg für einen eindeutigen aufgerichteten Spreizgang, wie Analysen der Art Orobates pabsti belegen; der früheste in einer vollterrestrischen Paläoumwelt – d.h. einem Ökosystem, in dem es kein permanentes Gewässer gab – gefundene Regurgitalith (versteinertes Erbrochenes). Darüber hinaus stellt der Bromacker das älteste Ökosystem mit großen, spiralförmigen, teilweise Skelettreste enthaltenden Grabbauten dar – ein deutlicher Hinweis auf ein stark saisonales Klima mit Trocken- und Regenzeiten. 

Forschung und Wissenschaftskommunikation: das BROMACKER-Projekt 

Ein Meilenstein in der Erforschung der berühmten Fossillagerstätte ist das 2020 gestartete Projekt „Öffnen von Wissenschaft: Neue Wege des Wissenstransfers am Beispiel des Forschungsprojekts BROMACKER“. Das BROMACKER-Projekt verzahnt Forschung und Wissensvermittlung miteinander und stößt für die Öffentlichkeit ein Fenster in ein Ökosystem vor – nun – 294 Millionen Jahren auf.

An dem Projekt beteiligt sind neben der Friedenstein Stiftung Gotha die Friedrich-Schiller-Universität Jena, das Museum für Naturkunde Berlin – Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung und der UNESCO Global Geopark Thüringen Inselsberg – Drei Gleichen. 

Der Freistaat Thüringen setzt nach Auslaufen des bisherigen Bundesprojekts die Förderung mit Landesmitteln bis vorläufig Ende 2027 fort. Mit der Fortführung der Ausgrabungen, Präparation, Sammlungsbetreuung und diverser Bildungsangebote und Vermittlungsformate für die breite Öffentlichkeit soll auch der Welterbestatus des UNESCO-Titels des Geoparks Thüringen Inselsberg – Drei Gleichen abgesichert werden. Die Forschung am Bromacker ist dafür maßgeblich.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1342937X26000675