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Eine fossile Wasserwaage
Eine der grundlegenden Fragen, die ein Geologe im Gelände beantworten muss, lautet: "Wo ist einer Schichtfolge oben und unten?" Das Älteste liegt zuunterst, wäre die logische Antwort. Aber durch die Gebirgsbildung(en) wurden die Schichten verfaltet und überkippt, sodass heute im Gelände Älteres topographisch über Jüngerem liegen kann. Nun wird die Frage ungleich schwieriger zu beantworten. Strukturen, die während der Ablagerung entstanden sind, können hier helfen. Doch der sicherste Anzeiger ist eine "fossile Wasserwaage", oder in der Sprache der Geologen: das Geopetalgefüge.
Dieser untrügliche Anzeiger von oben und unten entsteht, wenn während der Ablagerung ein Hohlraum nur teilweise mit Schlamm gefüllt wird. Solche Hohlräume können auf sehr unterschiedliche Art entstehen: Sehr gut eignen sich die Schalen von Muscheln oder Brachiopoden, solange die beiden Klappen miteinander verbunden und kaum geöffnet sind. Hohlräume entstehen aber auch, wenn ein gewölbter Gegenstand - etwa eine einzelne Muschelschale - mit der konvexen Seite nach oben zu liegen kommt und wie unter einem Schirm eine Höhlung bildet. In einem Riff sind es die Zwischenräume im engen Gerüst und Geflecht der Korallen, die zum Geopetalgefüge werden können. Schlamm lagert sich - der Schwerkraft folgend - im unteren Teil des Hohlraumes an. Die obere Hälfte bleibt mit Wasser gefüllt. Während der Gesteinsbildung (der Diagenese) verhärtet der Schlamm zu Kalk oder Tonstein, und aus dem Wasser kristallisiert reiner Kalkspat (=Calcit). Das Ergebnis ist eine zweigeteilte Hohlraumfüllung: der untere Teil entspricht dem Nebengestein, oben ist weisser Calcit. Findet man im Gelände den Calcit unten, so ist klar: Diese Schichtfolge steht "auf dem Kopf"!
Ein besonders schönes Beispiel eines Geopetalgefüges wurde ca. 1985 von einem zürcher Dissertanten in der Örfla-Formation gefunden (untere Kreide, ca. 140 Mill. J.). Hier wurde ein Becherschwamm von Sturmwellen von seiner Unterlage losgerissen und mitsamt dem umgebenden Sand verfrachtet. Beim Nachlassen des Sturmes wurde er verkehrt herum abgelagert und in Sand und Schalenbruchstücken von Muschel und anderen Tieren begraben. Unter diese Glocke konnte der Sand nicht eindringen, und durch die Überdeckung war auch die Einschwemmung von Schlamm unmöglich geworden. Unter dem nun umgekehrten Becherschwamm blieb ein Hohlraum, der später mit Kalkspat gefüllt wurde.