Wenn ein Chemiker oder ein Physiker etwas beweisen will, dann macht er ein Experiment: Es bestätigt oder widerlegt die Vermutung, von der er ausgegangen ist. Die Geologen tun sich da schwerer, denn die Begleitumstände erdgeschichtlicher Entwicklungen lassen sich nicht ohne weiteres auf die Größenordnungen des Laboratoriums reduzieren – am wenigsten der Faktor Zeit, der in der Geologie eine so große Rolle spielt.

Ein gelinder Druck über sehr lange Zeiträume kann zum Beispiel das gleiche bewirken wie ein hoher Druck während einer kurzen Zeitspanne – aber das muß nicht so sein. Geologische Experimente haben daher meist nur Modellcharakter und können dann keine schlüssigen Beweise liefern.

Von diesem Nachteil besonders betroffen sind die Paläontologen bei der Deutung der ältesten Lebensspuren primitiver Tiere und Pflanzen, die noch nicht über erhaltungsfähige Schalen und andere Hartteile verfügten und auch noch keine Abdrücke zu hinterlassen vermochten; winzige Reste organischer Substanz sind alles, was von ihnen geblieben ist. Wenn etwa ein Paläontologe in den 600 Millionen Jahre alten Kieselschiefer-Schichten Mittel-Australiens auf dünne bräunliche Fäden trifft, die in die Kieselsubstanz eingebettet sind, und wenn er diese als verkieselte Blaualgen deutet, dann tut er das auf Grund von Indizien; kein Experiment kann ihm den unwiderleglichen Beweis liefern, daß verkieselte Blaualgen nach 600 Millionen Jahren nun eben so und nicht anders aussehen. Die Sache wird noch schwieriger dadurch, daß nicht einmal der Vorgang der Entstehung jenes Kieselschiefers in allen Einzelheiten aufgeklärt ist – auch er ist im Experiment nur unvollkommen nachzuahmen.

Jetzt aber sind John H. Oehler und J. William Schopf vom Geologischen Institut der Universität von Los Angeles den Paläontologen zu Hilfe gekommen. Sie haben zum erstenmal mit Erfolg in einem Modellexperiment verkieselte „Fossilien“ künstlich hergestellt. Sie gingen dabei von der Vorstellung aus, die man sich heute allgemein über die Entstehung jenes Kieselschiefers macht. Danach haben zunächst die Kräfte der Verwitterung aus quarzhaltigen Gesteinen die Kieselsäure, das heißt den Quarz, herausgelöst; da aber Kieselsäure in Wasser nur in ganz geringen Mengen. wirklich löslich ist (wie Zucker im Kaffee), entstand eine Aufschwemmung winziger Partikelchen, vergleichbar etwa einer Emulsion aus Öl und Wasser. Diese „kolloidale“ Aufschwemmung sammelte sich am Grunde stehender Gewässer an, so daß die dort lebenden Mikroorganismen von feinstverteilter Kieselsäure umgeben waren. Wenn nun im Laufe der erdgeschichtlichen Entwicklung das Wasser verdunstete, wurden die Organismen in einer immer dicker werdenden Kieselgallerte konserviert. Weiterer Wasserverlust durch Verdunstung oder durch den Druck von Schichten, die sich über der Gallerte ablagerten, verwandelten diese in eine feste, amorphe Kieselmasse, wie wir sie als „Opal“ kennen – bis dann im letzten Akt der Verwandlung eine Kristallisation stattfand: Aus dem Opal wurde ein mikrokristalliner, das heißt aus winzigen, mit dem bloßen Auge gar nicht wahrnehmbaren Kristallen bestehender Quarz, in den die Mikroorganismen eingeschlossen sind wie in Glas. Ihre Struktur kann dabei weitgehend erhalten bleiben, während das organische Material ihrer Körper vielen Veränderungen durch Entwässerung, erhöhte Temperatur und Druck unterworfen ist.

Oehler und Schopf übersprangen bei ihrem Experiment den ersten Akt, die langsame Lösung der Kieselsäure im Wasser; sie rührten – zweiter Akt – Blaualgenkolonien mit einer kolloidalen Kieselsäurelösung zwei Tage lang um, füllten die ganz davon eingehüllten Algen in Silberkapseln und gaben diese in heizbare Druckgefäße. Unter dem Einfluß von Druck und Hitze ging die Kieselgallerte tatsächlich in den mikrokristallinen Zustand über. Die besten Ergebnisse kamen bei einer Temperatur von 150 Grad Celsius und einem Druck von 2000 bis 3000 bar zustande: Im Laufe von zwei bis vier Wochen kristallisierte der Quarz unter Abscheidung von Wasser; die Algen waren von der Kieselmasse teils durchdrungen, teils bildete der Quarz Krusten auf den Algenfäden und hüllte diese völlig ein. Die Struktur der Algen blieb erhalten, allerdings waren keine Zellwände mehr auszumachen; das organische Material verfärbt sich bräunlich, als sei es verkohlt.

Damit ähneln diese Formen in Struktur und Farbe und in ihrer mineralogischen Zusammensetzung aufs Haar eben jenen organischen Resten, die man in den ältesten Kieselschiefer-Schichten Australiens und anderswo gefunden hat. Mit dem Experiment von Oehler und Schopf scheint die Deutung dieser Funde als Blaualgen gesichert. Zugleich ist der Vorgang ihrer Entstehung, nämlich der Übergang vom Kieselgel zum kristallisierten Quarz unter Druck und Erwärmung, mindestens im Prinzip als wahrscheinlich erwiesen. Oehler und Schopf sind sicher, daß eine weitere Verfeinerung der Untersuchungsmethoden noch wichtige Aufschlüsse über die chemischen Vorgänge bei der Fossilisation organischen Materials bringen wird; dies wiederum wird es erleichtern, manche jetzt noch zweifelhafte „Versteinerung“ aus der Anfangszeit irdischen Lebens richtig zu deuten. Jan Hatje