Das biogene Sedimentgestein "Stromatolith"
Nach neustem Wissensstand zählt Stromatolith zu den ersten Gebilden, die je durch lebende Organismen erzeugt wurden. Bis zu 3,5 Milliarden Jahre (Präkambrium / Erdfrühzeit) kann dieses Sedimentgestein biogenen Ursprungs alt sein, was Funde in "Western Australia" (Pilbara-Region) und Südafrika beweisen. Allerdings berichtete eine Studie aus dem Jahre 2016 über neuste Stromatolith-Funde in der Gesteinsformation "Isua-Gneis" in Grönland, die sogar 3,7 Milliarden Jahre (Archaikum) alt sein sollen. Somit ist die frühste Entstehung von Stromatolithen sicherlich noch nicht endgültig datierbar.
Wie entsteht Stromatolith?
Damit sich Stromatolith bilden kann, müssen sogenannte "Biofilme" vorhanden sein, die aus einer Schleimschicht bestehen, in der verschiedene Mikroorganismen wie Algen, Bakterien und Pilze leben. Diese Lebensformen sind die Voraussetzung für eine spätere biogene Gesteinsbildung, deren Entstehungsprozess für Unkundige äußerst kompliziert klingt und selbst von Fachleuten noch nicht gänzlich durchschaut ist.
Biomineralisation
Man nennt den Vorgang der sekundären Gesteinsbildung aus biogenen Stoffen "Biomineralisation", da im Laufe des Lebens von Mikroorganismen Biominerale entstehen, die sich beispielsweise durch die spätere Überlagerung von Carbonat-Ausfällungen in marinen Gewässern zu biogenen Sedimentgesteinen verwandeln. Vorausgesetzt, es existieren keine Organismen, die ihrerseits die Schleim-Matrix samt der Mikroben-Gemeinschaft als Nahrung schätzen. Die deckenden Schichten über den "Mikroben-Matten" können vielfältig sein, aber meistens besteht Stromatolith aus sehr fein geschichtetem Kalkstein, wobei die innere Struktur sehr unterschiedlich sein kann.
Erscheinungsformen und Kristallsysteme
Durch die unterschiedlichen Bedingungen während der Gesteinsentstehung zeigt Stromatolith abwechslungsreiche Gesichter in Form von flachen Lamellen und geschwungenen Linien oder gewölbten Schichtpaketen bis hin zu nebeneinander, geschichteten Säulenformen. Einige Formationen mit schaligem Aufbau und welligen Lagen erscheinen in Knollen, die an Blumenkohl erinnern. Seine meist braun-schwarze Lamellen-Textur verläuft im Idealfall in geschwungenen Bändern, die sehr feinkörnig sind.
Je nach stofflicher Zusammensetzung und Mineralvorkommen besitzt Stromatolith Merkmale eines trigonalen (Carbonate / Calcit, Oxide / Quarze), monoklinen oder triklinen (Tonminerale) Kristallsystems. Er weist außerdem immer noch Spuren von organischen Substanzresten auf.
Stromatolith-Bestimmungsmerkmale
Neben seiner geringen Mohshärte von 3, besitzt Stromatolith eine Dichte von 2,7 bis 2,9 und keine Spaltbarkeit. Bruchstellen sind uneben und die Transparenz ist völlig opak, wobei ein Polieren der matten, undurchsichtigen Oberfläche trotzdem die attraktive Textur sowie individuellen Bänder und Linienzeichnungen in Szene setzen kann. Die Strichfarbe ist je nach der Stelle des Abriebs weiß (Oxide, Calcit) oder bräunlich (Tonminerale).
Man kann Stromatolith rein optisch mit Jaspis oder Tigereisen verwechseln, die beide jedoch wesentlich härter sind. So hat dieser Heilstein den Vorteil, dass es keine Imitationen und Fälschungen auf dem Markt gibt, bis jetzt zumindest.
Australischer Stromatolith in der Entstehung
Dass diese biogenen Sedimentgesteine auch heute immer noch entstehen und wachsen, beweist das maritime Schutzgebiet "Hamelin Pool Marine Nature Reserve" in "Western Australia". Die bekannte "Haifisch-Bucht" (Shark Bay) gehört heute mit ihren im Jahre 1956 entdeckten Stromatolithen zum UNESCO-Weltnaturerbe.
Wachstum nur ohne Fressfeinde möglich
Im "Hamelin Pool" kann der Biofilm, der für eine Stromatolith-Bildung unerlässlich ist, überdauern, da Fressfeinde wie beispielsweise Schnecken in dem hohen Salzgehalt des Wassers nicht überleben können. So kann die Produktion der organischen Stoffe in den Biofilmen durch Cyanobakterien ohne Verlust weitergehen, wenn auch sehr, sehr langsam. Nur einen einzigen Zentimeter in circa 30 Jahren wächst der dortige Stromatolith, wenn die Bedingungen optimal sind, sodass man Gebilde mit einem Meter Höhe oder Dicke auf ungefähr 3000 Jahre schätzen kann.
Die Stromatolith-Erscheinungsformen im "Hamelin Pool"
Einige runde, flachgewölbte Gesteinsstrukturen des Stromatoliths befinden sich oberhalb des Meeresspiegels am Strand verteilt, und man weiss, dass ihr Wachstum vor etwa 500 bis 1000 Jahren endete, als der Wasserspiegel immer weiter sank. Durch die trockene Umgebung konnte sich kein Biofilm mit "Mikroben-Bewohnern" mehr erhalten, sodass die Gemeinschaft der verschiedenen Organismen abstarb. Zurückblieben die sogenannten "Red-capped Domes" (Kuppeln mit roten Kappen), die aus grauschwarzen Gebilden mit teilweise rostroten, haubenartigen Überzügen bestehen, deren farbliche Entstehung noch nicht zweifelsfrei geklärt ist. Eisenhaltiges Wasser oder aber auch Bakterien könnten der Grund für die rote Färbung sein.
Es gibt allerdings ältere Stromatolithe, die sich immer noch unter Wasser befinden und somit auch stetig langsam weiter wachsen können. Sie haben eine Größe von 1,0 bis 1,5 Metern und zeigen imposante "Cauliflower-Strukturen" (Blumenkohl).
Die jüngste Erscheinungsform des Stromatoliths ist jedoch kaum einen Zentimeter hoch und bildet unter Wasser einen schwarzen, buschigen Teppich (tufted mats). Aus der Ferne betrachtet, erinnert er an große Filzmatten, die aufgrund ihrer "Jugend" entsprechend anfällig für äußere Veränderungen sind.
"Lake Thetis" in Westaustralien
Ein weiterer Fundort für noch wachsenden Stromatolith ist der alkalische Salzsee "Lake Thetis" in der Nähe eines ehemaligen Westaustralischen Fischerdorfes am Indischen Ozean. Hier kann man kuppelförmige Stromatolithen finden, die eine Höhe von einem Meter und einen Durchmesser von bis zu 40 Zentimetern besitzen. Diese Kuppeln bzw. Dome bestehen hauptsächlich aus dem Calcium-Carbonat "Aragonit" und sind von Biofilmen überzogen, deren obere und untere Schleimschicht jeweils von anderen Bakterien (Cyanobakterien) gebildet wird.
Cyanobakterien-Wachstum in Höhleneingängen
Eine Sonderform unter den stromatolith-bildenden Bakterien lebt nicht in Gewässern, sondern kann auch allein mit stetigem Tropfwasser auskommen. In der Nähe des Tageslichtes entstehen so durch Cyanobakterien in einigen Höhleneingängen der Höhlengruppe "Jenolan-Caves" im Südosten Australiens (New South Wales) Stromatolith-Tropfsteine (Stalagmite). Dieser seltene Bakterientyp kann mit sehr wenig Licht und Wasser auf den Kalksteinen überleben, indem er sich von calciumreichen Wassertropfen ernährt und dabei stetig dem Licht entgegen wächst.
Höhlen in Venezuela
Allerdings sind Cyanobakterien nicht die einzigen Organismen, die Stromatolith-Gebilde aufbauen können. In einigen Höhlen aus Quarzit, beispielsweise in Venezuela (Tafelberge "Tepuis"), sind stromatolith-artige Höhlenminerale entstanden, die von anderen Mikroben-Gemeinschaften gebildet wurden. Hier kann man sogar noch Urbakterien (Archaeen) finden, die in der dunklen, abgeschiedenen Atmosphäre überleben konnten. Damit ist bewiesen, dass eine geschützte, wasserreiche Umgebung (Lagunen, Salzseen) nicht zwingend notwendig ist, um Stromatolith zu bilden.