Ein versteinerter Araukarien-Zapfen ist der Samenzapfen eines Nadelbaums, der vor rund 160 Millionen Jahren in Patagonien wuchs. Die Art heißt Araucaria mirabilis und ist mit der heutigen Chilenischen Araukarie verwandt. Ihre Zapfen wurden von Vulkanasche begraben und Zelle für Zelle durch Quarz ersetzt. So blieb ihr innerer Aufbau bis in feinste Einzelheiten erhalten: Schneidet man einen solchen Zapfen quer auf, zeigt sich ein Stern aus Schuppen, und in jeder Schuppe sitzt ein versteinerter Samen.
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Wie ein Araukarien-Zapfen versteinert, am Beispiel Cerro Cuadrado
Fast alle versteinerten Araukarien-Zapfen stammen aus einem einzigen Gebiet: vom Cerro Cuadrado in der Provinz Santa Cruz in Patagonien, Argentinien, auch Cerro Madre e Hija genannt. Dort liegt ein ganzer versteinerter Wald in den Gesteinen der La-Matilde-Formation aus dem Mittleren Jura. Die folgenden Bilder zeigen, wie aus den Zapfen dieses Waldes Stein wurde.
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Ein Araukarienwald im Jura
Im Mittleren Jura war das heutige Patagonien Teil des Südkontinents Gondwana. Das Klima war mild und feucht genug für Wälder aus hohen Araukarien. Ihre geraden Stämme erreichten mehrere Meter Durchmesser, die Äste saßen weit oben und bildeten eine schirmförmige Krone. Im Unterwuchs wuchsen Farne. Die reifen Zapfen waren rundlich bis eiförmig und meist nur wenige Zentimeter groß, sie fielen vom Baum und lagen auf dem Waldboden. In der Nähe waren Vulkane aktiv.
Vulkanasche begräbt den Wald
Bei großen Ausbrüchen regnete Asche auf den Wald herab, Schicht für Schicht. Viele Bäume blieben dabei aufrecht stehen, ihre Kronen wurden abgerissen oder brachen unter der Last. Zapfen, Äste und Stämme wurden in der Asche eingebettet, genau dort, wo sie gewachsen oder heruntergefallen waren. Unter der Asche war das Holz von der Luft abgeschnitten und konnte nicht mehr verrotten. Das war die Voraussetzung dafür, dass der Wald überhaupt erhalten blieb.
Kieselsäure ersetzt das Gewebe
Vulkanasche enthält viel Glas, das sich im Grundwasser langsam löst. Das Wasser wurde dadurch reich an Kieselsäure und drang in die eingebetteten Zapfen ein. Dort schied sich die Kieselsäure in den Zellen und in den Zellwänden ab und ersetzte nach und nach das organische Gewebe. Weil das sehr langsam und von innen heraus geschah, blieb die Form jeder einzelnen Zelle erhalten. Aus der Kieselsäure wurden mit der Zeit Chalcedon und Quarz, aus der Asche wurde fester Tuff. Im Querschnitt sieht man die Mittelachse des Zapfens, die spiralig angeordneten Schuppen, die wie ein Stern abstehen, und in jeder Schuppe einen einzelnen Samen. In manchen Samen sind sogar die winzigen Keimlinge mit ihren zwei Keimblättern zu erkennen.
Heute am Cerro Cuadrado
Heute ist das Gebiet eine trockene, windige Steppe auf der patagonischen Hochebene. Wo der weiche Tuff an den Hängen verwittert, werden die harten verkieselten Zapfen frei und liegen lose an der Oberfläche, oft zusammen mit Bruchstücken versteinerter Stämme. Ganz in der Nähe liegt der Nationalpark Bosques Petrificados de Jaramillo, in dem riesige versteinerte Araukarienstämme zu sehen sind. Das Gebiet steht unter Schutz, und in Argentinien gehören Fossilien dem Staat. Sammeln und Ausführen ist dort nur mit Genehmigung erlaubt.
Ein versteinerter Wald in Deutschland: Chemnitz
Auch in Deutschland hat ein Vulkan einen Wald begraben, allerdings viel früher. Vor rund 291 Millionen Jahren, im Perm, verschüttete ein Ausbruch in der Gegend des heutigen Chemnitz einen ganzen Wald unter Asche. Die Stämme verkieselten auf ähnliche Weise wie in Patagonien, manche stehen noch aufrecht an ihrem Wuchsort. Darunter sind Baumfarne, Schachtelhalme und Nadelhölzer, deren Holz dem der Araukarien ähnelt. Zapfen wie am Cerro Cuadrado sind von dort aber nicht bekannt. Einige Stücke dieses Waldes sind im Museum für Naturkunde Chemnitz ausgestellt.
Woran man ihn erkennt
Ein echter versteinerter Araukarien-Zapfen ist rundlich bis eiförmig, meist zwei bis acht Zentimeter groß und für seine Größe schwer, denn er besteht aus Quarz. Die Oberfläche ist graubraun bis schwarz, oft rau, und die rautenförmigen Ansätze der Schuppen sind noch zu sehen. Das sicherste Merkmal zeigt sich im Schnitt: der Stern aus Schuppen um eine Mittelachse und in jeder Schuppe ein Samen. Unter der Lupe erkennt man in einer polierten Schnittfläche sogar die einzelnen Zellen.
Im Handel gibt es Nachbildungen aus Kunstharz. Sie sind deutlich leichter, fühlen sich in der Hand wärmer an und lassen sich mit einem Stahlmesser ritzen, ein verkieselter Zapfen nicht. Eine Zellstruktur haben sie nicht. Aus demselben Gebiet stammen außerdem die Zapfen von Pararaucaria patagonica, einem anderen Nadelbaum. Sie sind kleiner und schlanker, im Schnitt fehlt ihnen der kräftige Schuppenstern. Mit Kiefernzapfen haben Araukarien-Zapfen nichts zu tun, auch wenn sie manchmal so genannt werden.
Wo er vorkommt
Versteinerte Zapfen von Araucaria mirabilis kennt man nur aus Patagonien, vor allem vom Cerro Cuadrado und aus der Umgebung des versteinerten Waldes von Jaramillo in der Provinz Santa Cruz. Versteinertes Holz von Araukarien ist dagegen auf der ganzen Welt verbreitet. Es gibt auch in Deutschland verkieseltes Nadelholz, etwa im versteinerten Wald von Chemnitz oder am Kyffhäuser in Thüringen, mehr dazu auf der Seite über versteinertes Holz. Gut erhaltene versteinerte Zapfen sind bei uns aber eine große Seltenheit, die meisten Stücke in Sammlungen stammen aus Argentinien.
Ein Wald wird entdeckt
Der versteinerte Wald am Cerro Cuadrado wurde in den Jahren um 1920 durch den Geologen Anselmo Windhausen bekannt. Der Botaniker Carlos Spegazzini beschrieb die Zapfen 1924 als erster wissenschaftlich und gab ihnen den Namen mirabilis, wunderbar. In den folgenden Jahrzehnten beschäftigten sich Forscher aus Europa und Nordamerika mit dem Fund, unter ihnen der Amerikaner George Wieland, der dem Wald in den 1930er Jahren eine eigene Monografie widmete. 1953 ordnete Mary Calder die Zapfen eindeutig der Gattung Araucaria zu. Ruth Stockey zeigte 1975, dass in vielen Samen sogar die Keimlinge erhalten sind. Bis heute zählen die Zapfen vom Cerro Cuadrado zu den am besten erhaltenen Pflanzenfossilien der Welt.
Steckbrief
| Mineralogie | |
| Zugehörigkeit | Fossil: verkieselter Samenzapfen von Araucaria mirabilis (Araukariengewächse) |
| Fundort im Beispiel | Cerro Cuadrado (Cerro Madre e Hija), Provinz Santa Cruz, Patagonien, Argentinien; La-Matilde-Formation |
| Alter | rund 160 Mio. Jahre, Mittlerer Jura |
| Material | Quarz und Chalcedon (SiO₂), das ursprüngliche Gewebe ist ersetzt |
| Größe und Form | meist 2 bis 8 cm, rundlich bis eiförmig |
| Mohshärte | 6,5 bis 7 |
| Dichte | etwa 2,6 g/cm³ |
| Farbe | graubraun, dunkelbraun bis schwarz |
| Glanz | poliert Glasglanz |
| Bruch | muschelig bis uneben |
| Besonderheit | im Querschnitt Schuppenstern mit je einem Samen, teils mit erhaltenen Keimlingen |
| Bearbeitung | |
| Schwierigkeitsgrad | hart, aber oft rissig; jeder Schnitt will gut geplant sein |
| Sägen | hartes Material wie Achat; quer zur Achse für den Stern, längs für die Schuppenspirale |
| Schleifen & Polieren | nimmt eine gute Politur an; weichere Stellen können beim Polieren etwas tiefer abgetragen werden |
| Bohren | möglich mit Diamantbohrer, mit wenig Druck und abseits von Rissen |
| Typische Risiken | Risse, kleine Hohlräume, ausbrechende Schuppenränder |
| Eignet sich für | polierte Schnittflächen, Scheiben für Anhänger und Ohrringe, Flachschliffe |
Bearbeitungshinweise
Ein verkieselter Zapfen ist hart wie Achat, aber er ist kein gleichmäßiger Stein. Er ist aus vielen Schuppen aufgebaut, zwischen denen feine Risse und kleine Hohlräume liegen können. Deshalb sehe ich mir jeden Zapfen vor dem Schnitt genau an und lege die Schnittebene so, dass der Schuppenstern möglichst vollständig und mittig getroffen wird. Ein Schnitt quer zur Achse zeigt den Stern, ein Schnitt längs zeigt, wie die Schuppen spiralig an der Achse sitzen. Weil jeder Zapfen ein Fossil und ein Einzelstück ist, säge ich langsam und mit wenig Vorschub, damit keine Schuppenränder ausbrechen.
Beim Polieren kommt die Zeichnung erst richtig zur Geltung. Auf einer optisch plan polierten Fläche erkennt man unter der Lupe die einzelnen Zellen. Wie ich Flächen so eben poliere, steht auf der Seite Optische Planpolitur. Zwischen den Schleifstufen reinige ich die Stücke im Ultraschallbad, damit kein grobes Korn aus Rissen in die nächste, feinere Stufe gelangt. Für Schmuck eignen sich dünne Scheiben, die ich auf Wunsch bohre.
- Sägen: Zapfen aufsägen, Scheiben schneiden
- Schleifen und Polieren: polierte Schnittflächen bis zur Hochglanzpolitur
- Bohren: für Anhänger, auf Wunsch mit Biegering
- Zu Schmuck verarbeiten: vom Sammlungsstück zum Anhänger
Den Richtpreis für dein Stück berechnest du im Steinbearbeitungs-Rechner.
Häufige Fragen
Wie alt sind versteinerte Araukarien-Zapfen?
Die Zapfen vom Cerro Cuadrado in Patagonien sind rund 160 Millionen Jahre alt. Sie stammen aus dem Mittleren Jura, also aus der Zeit, in der auch Dinosaurier lebten.
Woraus besteht ein versteinerter Zapfen?
Aus Quarz und Chalcedon. Kieselsäure aus der umgebenden Vulkanasche hat das Gewebe nach und nach ersetzt. Vom ursprünglichen Pflanzenmaterial ist praktisch nichts mehr übrig, nur seine Form bis hinunter zu den einzelnen Zellen.
Sind das versteinerte Kiefernzapfen?
Nein. Die Zapfen stammen von Araucaria mirabilis, einem Verwandten der Chilenischen Araukarie, die heute oft als Zierbaum in Gärten steht. Kiefern gehören zu einer ganz anderen Familie der Nadelbäume.
Wie erkenne ich eine Nachbildung?
Nachbildungen aus Kunstharz sind leichter, fühlen sich wärmer an und lassen sich mit einem Messer ritzen. Ein echter Zapfen ist schwer wie ein Stein und zeigt im Schnitt den Schuppenstern mit Samen und unter der Lupe eine Zellstruktur.
Darf man in Argentinien Zapfen sammeln?
Nein, nicht ohne Genehmigung. In Argentinien gehören Fossilien dem Staat, das Sammeln und die Ausfuhr sind gesetzlich geregelt. Das Gebiet um den versteinerten Wald von Jaramillo ist außerdem ein Nationalpark.
Quellen
- Stockey, R. A. (1975): Seeds and embryos of Araucaria mirabilis. American Journal of Botany 62.
- Calder, M. G. (1953): A coniferous petrified forest in Patagonia. Bulletin of the British Museum (Natural History), Geology 2.
- Del Fueyo, G. M. et al. (2019): Beiträge zur Flora der La-Matilde-Formation, Patagonien (SciELO).
- Zamuner, A. B. & Falaschi, P. (2005): Agathoxylon matildense, ein neues Araukarienholz aus dem Jura Patagoniens. Ameghiniana 42.
- Araucaria mirabilis. In: Wikipedia, The Free Encyclopedia.
- Cerro Cuadrado Petrified Forest, Santa Cruz, Argentinien. mindat.org.
- Versteinerter Wald Chemnitz. Museum für Naturkunde Chemnitz.