mini|Übersichtskarte der Fränkischen Alb
Die Fossilien der Fränkischen Alb sind versteinerte Zeugnisse des vielfältigen Lebens von Fauna und Flora an Land, im Wasser und in der Luft der Fränkischen Alb. Sie fossilierten vom Ende der Trias bis zum Ende des Jura. In diesen erdgeschichtlichen Zeiträumen herrschte ein vorwiegend warmes Klima vor, das die Entwicklung des Lebens begünstigte.
Die große Anzahl der Fossilien ist oft in einem beeindruckenden Detaillierungsgrad erhalten. In der nachstehenden Übersicht sind einige von ihnen exemplarisch aufgeführt.
Chronostratigraphische Entwicklung
Die regionalgeologische Entwicklung der Fränkischen Alb begann mit der Absenkung der Frankenalbfurche bzw. Frankenalbmulde, einer Senke der Erdkruste. Diese verläuft vom Grabfeldbecken weiter südöstlich bis zum Einschlagkrater Nördlinger Ries. Vermutlich entwickelte sie sich ab dem Ende des Mittleren Keuper der Germanischen Trias vor ca. 210 Millionen Jahren (abgekürzt mya).
In der weiteren chronostratigraphischen Entwicklung lagerten sich unterschiedliche Sedimentgesteine ab, die Lebensräume für Faunen und Floren hoher Biodiversität bildeten. Diese sind zum großen Teil als Fossilien erhalten.
Entwicklung in der Trias
Das Fundament der Fränkischen Alb bilden Gesteine der Germanischen Trias. Diese lagerten sich in dem intra-kontinentalen Germanischen Becken ab, das nur zeitweise unter marinen Einfluss stand. In der weiteren geologischen Entwicklung, die mit dem Zerfall des Superkontinents Pangaea ab etwa 230 mya zusammenhängt, gab es gegen Ende des Oberen Keuper (Rhaetium) (um ca. 205 mya) von Nordwesten kommend einen Meeresvorstoß (Transgression). Die Küste reichte etwa bis zum nördlichen Mittelfranken. Flüsse schütteten mächtige Sedimentablagerungen, die aus klastischen Tonsteinen, Schluffsteinen und Sandsteinen sowie Kalkkrusten und verkieselte Kalksteinen bestehen, in ein weites Flussdelta am Rand eines flachen Beckens mit Seen und Sümpfen, das später unter marinen Einfluss geriet. Die Quellgebiete der Schüttungen lagen in der Böhmischen Masse und die mit ihr verbundenen Vindelizischen Schwelle. In der obersten Formation, der Exter-Formation des Oberen Keupers, die sich mit der Trossingen-Formation verzahnt, befinden sich bedeutende Fossilienvorkommen, die neben marine Wirbellosen auch terrestrische bzw. semi-terrestrische lebende Wirbeltiere sowie Pflanzenreste umfassen.
Entwicklung im Jura Zu Beginn des Unterjura, ab 201,3 mya, dehnte sich das Meer weiter südlich aus und reichte anfänglich bis zur Böhmischen Masse und der Vindelizischen Schwelle. In der weiteren geologischen Entwicklung senkten sich die Landmassen weiter ab und durch Pforten in der Vindelizischen Schwelle strömte Meerwasser des Penninischen Ozeans, ein nördlicher Ausläufer des Tethys Ozeans, auf den südlichen Kontinentalschelf der Europäischen Platte sowie in den süddeutschen Raum. Auf diesem Schelf wurden mächtige Sedimentpakete abgelagert, die sich heute vom Schweizer Jura über die Schwäbische Alb bis zum Norden der Fränkischen Alb erstrecken. Da diese Mittelgebirge die gleiche Entstehungsgeschichte haben, weisen deren Gesteine eine sehr ähnliche Lithostratigraphie auf. Sie werden gegliedert in die drei Gruppen Schwarzer Jura („Lias“), Brauner Jura („Dogger“) und Weißer Jura („Malm“).
Der Schwarze Jura (Unterjura 201,3 bis 174,1 mya) bildet die basale Einheit des Jura-Systems und besteht überwiegend aus dunklen Sandsteinen, Tonsteinen, Mergeln und Kalksteinen, die in vielen Formationen und wechselnden Schichten sedimentierten. Die Ablagerung erfolgte bei relativ niedrigem Meeresspiegel oft unter reduzierenden bzw. sauerstofffreien und schwefelwasserstoffhaltigen Bedingungen im Bodenbereich, die zur Schwarzfärbung der Gesteine führten. Die oberen Wasserschichten waren sauerstoffreich und mit vielfältigem Leben bevölkert. Die Sauerstoffarmut im Bodenbereich behinderte die Verwesung abgesunkener organischer Stoffe, und im lebensfeindlichen Milieu konnten keine aasfressenden Organismen existieren, so dass gute Voraussetzungen für Fossilisation vorhanden waren. In der Posidonienschiefer-Formation fand die größte Anreicherung von unoxidierten organischen Substanzen statt, in der auch die bemerkenswertesten Fossilien zu finden sind. Erhalten wurden aquatisch lebende Wirbellose großer Biodiversität, aber auch Wirbeltiere und Pflanzenreste.
Der Braune Jura (Mitteljura 174,1 bis 163,5 mya) überlagert den Schwarzen Jura. Die bräunliche Farbe zeigt an, dass gegenüber dem Schwarzen Jura vermehrt Sauerstoff zu Oxidation des Eisens zur Verfügung stand, und auch der Meeresspiegel lag höher. Diese lithostratigraphische Gruppe besteht in der Fränkischen Alb aus drei Formationen, beginnend im Liegenden (unten liegend) mit der Opalinuston-Formation aus Tonen und Tonsteinen, gefolgt von der Eisensandstein-Formation charakterisiert durch eisenoxidhaltige Sandsteine, dem Eisensandstein. Im Hangenden (oben liegend) sedimentierte die Sengenthal-Formation, bestehend aus Tonen, Mergelkalken, Kalksteinen und wieder Tonen in wechselnder Folge während mehrfacher Wechsel zwischen Transgressionen und trockenen Festlandphasen. In der Sengenthal-Formation befinden sich die bedeutendsten Fossillagerstätten, wie z. B. die Macrocephalen-Schicht, die überwiegenden aus den Ammoniten der Gattung Macrocephalites besteht. Fossiliert wurden fast ausschließlich marine Wirbellose, jedoch oft in sehr gutem Erhaltungszustand.
Während des Oberjura (163,5 bis 145 mya) bildeten sich die mergeligen und carbonatischen Gesteine des Weißen Jura (Malm). Sie weisen drei Sedimentations- und Diagenesefazies auf, die informell als Schichtkalkfazies, Massenkalkfazies und Plattenkalkfazies bezeichnet werden. Sie sind Ausdruck unterschiedlicher Kalkbildung, Kalkbindung und Sedimentation, die infolge des steigenden Meeresspiegels auf einem weiten offenen Schelf erfolgte.
Die biogen gebildeten und chemogen (chemisch) gefällten Carbonate der Schichtkalkfazies, auch Werkalkfazies oder Bankfazies genannt, wurden im unteren Malm, dem Malm Alpha und Beta, etwa 160 bis 156 mya, abgelagert. Der biogene Anteil stammt im Wesentlichen vom kleinen bis sehr kleinem Plankton, wegen derer Größe auch Mikro- bzw. Nano-Plankton genannt. Die chemogene Fällung der Carbonate wurde vor allem durch Temperatur- und Konzentrationsänderungen des Meerwassers hervorgerufen. Es entstanden feinste mikritische Kalkschlämme, die sich oft zu mächtigen tafelgebankte weißen und mergelbraunen Sedimentpaketen akkumulierten. In die Kalkschlammmatrix wurden oft abgestorbene meist wirbellose Makro-Organismen eingebettet und als Fossilien sehr gut erhalten.
Die Massenkalkfazies, auch Schwammrifffazies oder Frankenalb-Formation genannt, sedimentierte in Anfängen bereits etwa zeitgleich mit der Schichtkalkfazies, entwickelte sich jedoch überwiegend im mittleren bis oberen Malm Zeta um 150 mya. Sie repräsentiert eine meist biogene Carbonatbildung, die von Lebewesen mit kalkhaltigen Schalen oder Skeletten des Pelagials, dem uferfernen Freiwasserbereich und dem Benthal, dem Lebensbereich auf und im Ozeanboden stammen. Zu ihnen zählen sowohl die planktonischen Organismen verschiedener Größen als auch die wirbellose Makro-Organismen. Besondere Bedeutung erlangten die Glasschwämme in Verbindung mit mikrobiellen kalkbildenden Organismen. Diese wuchsen anfänglich auf marinen Schwellen oder Erhebungen zu flachen, in die Breite wachsenden biostrome Schwammrasen aus. In der weiteren Entwicklung entstanden bioherme, in die Höhe wachsende Schwammriffe, die mächtige kuppelförmige Gesteinskörper von über 100 m Höhe und mehreren Kilometern in der Flächenausdehnung erzeugten. Die Massenkalkfazies wird daher auch als Schwammriff-Fazies bezeichnet. Sie wurde vielfach sekundär (zu Frankendolomit) dolomitisiert, wodurch das Gesteinsgefüge verändert wurde.
Eine weitere, aus Sicht der Fossilerhaltung bedeutende Sedimentationsform, ist die Plattenkalkfazies. Sie bildete sich in größeren und kleineren Wannen zwischen den biohermen Schwammrifferhebungen der Massenkalkfazies. Bei hohem Wasserstand herrschte guter Wasseraustausch und gute Wasserumwälzung. Mit temporärer Regression des Meeresspiegels wurde der Wasseraustausch behindert, was zur Stagnation und Sauerstoffarmut des Bodenwassers mit Salzanreicherung führte. Eine Metalimnion, eine Sprungschicht, trennte die Oberflächen- von der Bodenzone. Obere Riffbereiche starben ab, und es bildeten sich Inselgruppen (Archipels) mit Lagunen aus. Am Boden der Lagunen konnten nur entsprechend angepasste Mikroben existieren. Die zu Boden sinkenden schlammigen Sedimente bildeten dort dünne mikritische Schichten, die von Mikroben überwuchert und gleichsam versiegelt wurden. Im Wechsel von Anstieg und Rückgang des Wasserspiegels entstand somit eine Vielzahl von Kalksteinplatten. Absinkende tote Lebewesen konnten von aasfressenden oder zersetzenden Organismen nicht verwertet werden und wurden zwischen den noch weichen Schichten oder in diese eingebettet und mit hervorragendem Erhaltungszustand fossiliert.
Entwicklung in der Kreide In der Unterkreide (zwischen 145 und 100,5 mya) wurde das heutige Süddeutschland tektonisch gehoben, und die Fränkische Alb wurde Festland. Damit endete das jurassische marine Leben in der Fränkischen Alb.
Leben am Ende der Trias Der hier betrachtete Zeitraum entspricht dem Norium (228 bis 208,5 mya) und Rhaetium (208,5 bis 201,3 mya).
Fossillagerstätten und Fundorte In der Fränkischen Alb sind keine triassischen Gesteine aufgeschlossen, in denen Fossilien enthalten sein könnten. Jedoch wurden in unmittelbarer Nähe der Lias-Tongrube von Kalchreuth bei Nürnberg in einem Sandsteinbruch zwischen Buchenbühl, nördlich von Nürnberg, und Kalchreuth mehrere Jura-nahe Fossilien gefunden. Die nur fragmentarischen Fossilien lagen in der Trossingen-Formation, auch Feuerletten oder in Bezug auf den Fossilfund Plateosaurus-Konglomerat genannt, die zwischen dem mittleren Norium und Rhaetium datiert (Zeitraum ca. 217 bis 201 mya).
Fossilien
Der bedeutendste Fund waren Skelettteile eines sauropodomorphen Dinosaurier (Dinosauria) der Gattung Plateosaurus. Es ist der erste Fund dieser Gattung und die Typusart P. engelhardti. Aus der theropoden Dinosaurier-Familie Coelophysoidea stammt die Gattung Liliensternus. Aus diesem Fundort stammen auch Bruchstücke einer flachen Bauchschale, dem Plastron, der terrestrischen Schildkröte (Testudinata) Proganochelys.
Leben im Jura Schwarzer Jura (Lias) Der Schwarze Jura entspricht zeitlich dem Unterjura und datiert von 201,3 bis 174,1 Millionen Jahren (abgekürzt mya).
Fossillagerstätten und Fundorte Fossilien des Schwarzen Jura werden häufig gefunden in unterschiedlichen Fossillagerstätten, wie
in Tongruben, z. B. bei Unterstürmig und Holzbachacker bei Eggolsheim, Buttenheim und Mistelgau jeweils Oberfranken sowie Marloffstein und Kalchreuth in Mittelfranken in (Groß-)Baustellen-Aufschlüssen bzw. Abraumhalden, z. B. von ICE-Tunnelbauten der Tunnel Eierberge, Tunnel Kulch, Tunnel Lichtenholz und Tunnel Füllbach bei Niederfüllbach südlich von Coburg und Tunnel Lichtenholz (Schichten des Lias), jeweils mit den zugehörigen Deponien in Oberfranken beim Bau der Wasserstraße des Rhein-Main-Donau-Kanals bei Bachhausen-Kerkhofen-Sulzkirchen/Oberpfalz im Maingebiet um Bad Staffelstein/Oberfranken in Bauschutt-Deponien, wie in Berg bei Neumarkt in der Oberpfalz-Altdorf bei Nürnberg/Oberpfalz in Baugruben, wie bei Großgeschaidt/Mittelfranken in Aushüben von diversen Straßen- und Wegebaunahmen
Fossilien
Ausgewählte Vertreter der gefundenen Fossilien sind
Ammoniten (Ammonoidea), Familien Amaltheidae, Hildoceratidae, Lytoceratidae, Dactylioceratidae, Phylloceratidae, Hammatoceratidae und Phymatoceratidae Nautiloideen (Nautiloidea), Gattung Cenoceras Belemniten (Belemnoidea), Gattungen Passaloteuthis, Acrocoelites, Dactyloteuthis, Salbingoteuthis und Youngibelus