Vor 100 Jahren begann im Geiseltal eine Forschungsgeschichte, die bis heute nachwirkt. Im Frühjahr 1926 beauftragte der Geologe Prof. Dr. Johannes Walther von der Universität Halle den gebürtigen Briten Ben Barnes mit der ersten systematischen Wirbeltiergrabung im Braunkohlerevier Geiseltal. Schon während dieser kurzen ersten Feldkampagne kamen Fossilien von Schlangen und Schildkröten ans Licht, dazu Zähne und Knochen verschiedener Huftiere.

Barnes promovierte an der Universität Halle über diese Funde. Die Grabung und seine Doktorarbeit gelten als Beginn der Fossilienforschung im Geiseltal. Aus Kohle, feuchtem Sediment und jahrzehntealter Präparationsarbeit entstand eine Sammlung, die heute rund 50.000 Fossilien umfasst. Mehrere Hundert wissenschaftliche Studien wurden dazu veröffentlicht. Jährlich kommen Forschende aus aller Welt nach Halle, um die Stücke für vergleichende Untersuchungen zu nutzen.

Vom Braunkohletagebau zur Fossillagerstätte

Das Geiseltal liegt südlich von Halle in Sachsen-Anhalt, etwa 20 Kilometer von Halle und 10 Kilometer südwestlich von Merseburg. Das ehemalige Braunkohlerevier zieht sich rund 15 Kilometer lang durch die Landschaft und ist 0,5 bis 5 Kilometer breit. Die Fossilien stammen überwiegend aus dem Mittleren Eozän, also aus einer Zeit vor etwa 48 bis 41 Millionen Jahren. Damals war die Gegend eine wasserreiche Moorlandschaft nahe einer Meeresküste, an einer weit ins Landesinnere reichenden Bucht – dem Mitteldeutschen Ästuar.

Braunkohle wurde hier nachweislich schon seit 1698 abgebaut. Die ersten Fossilien tauchten eher zufällig auf: 1908 fanden Arbeiter im Tagebau Cecilie Reste des Tapirverwandten Lophiodon, 1912 weitere Gebissreste. 1913 wurden erstmals Schildkrötenreste beobachtet. Nach zusätzlichen Funden im Jahr 1925 folgten 1926 die systematischen Ausgrabungen durch die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Walther initiierte sie, Barnes leitete die Arbeiten im Tagebau Cecilie.

Johannes Weigelt setzte die Forschung fort und untersuchte unter anderem die Fossilbildung. Anfang der 1930er-Jahre entwickelte Ehrhard Voigt die Lackfilmmethode, mit der sich die wasserhaltigen Fossilien bergen und stabilisieren ließen. Das war dringend nötig: Fossilien und Braunkohle enthalten im frischen Zustand etwa 50 Prozent Wasser und zerfallen beim Austrocknen schnell. 1933 wurde ein vollständiges Skelett des Urpferdchens Propalaeotherium entdeckt, 1934 die einzige bedeutende Fundstelle in der Oberkohle mit mehr als 20 Individuen von Lophiodon untersucht.

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Die erste Forschungsphase endete 1938, der Zweite Weltkrieg unterbrach die Grabungen. 1949 wurden die Untersuchungen wieder aufgenommen und von der DDR staatlich gefördert. In den Tagebauen Pfännerhall und Mücheln kamen neue Fundstellen hinzu, darunter die fossilreiche Fundstelle XIV. Die intensivste Forschungsphase lag in den 1960er- und 1970er-Jahren: Mehr als 55 neue Fundstellen wurden entdeckt, 23 davon mit Wirbeltierresten. Ab 1985 gingen die Untersuchungen wegen sinkender Kohlevorräte und schlechterer Fossilerhaltung stark zurück. Letzte Untersuchungen fanden 1992 sowie zwischen 2000 und 2003 statt.

Die Flutung des westlichen Geiseltals zum Geiseltalsee begann 2003 und war 2011 abgeschlossen. Damit endeten die Geländeuntersuchungen endgültig. Das Gebiet ist inzwischen renaturiert. Südfeldsee und Runstedter See liegen im östlichen und südöstlichen Geiseltal, im Westen entstand mit dem Geiseltalsee einer der größten künstlichen Seen Mitteleuropas. Ein bis zu 140 Meter hoher Kippendamm trennt heute den westlichen vom östlichen Tal; auf ihm verlaufen Straßen, Bahnlinien und der Fluss Geisel.

Ein Moor voller Urpferde, Krokodile und Riesenvögel

Die Geisel entspringt bei St. Micheln, fließt 19 Kilometer weit und mündet bei Merseburg in die Saale. Ihr Einzugsgebiet umfasst etwa 35 Quadratkilometer. Die Landschaft, die der Braunkohletagebau in den vergangenen 150 Jahren auf rund 90 Quadratkilometern veränderte, war einst deutlich flacher. Mehrere Ortschaften verschwanden, der Flusslauf wurde mehrfach nach Süden verlegt.

Geologisch ist das Tal eine Senkungsstruktur. Im Untergrund liegen Ablagerungen des Rotliegenden und Zechsteins aus dem Perm sowie Unterer und Mittlerer Buntsandstein; im Süden treten Oberer Buntsandstein und Muschelkalk auf. Zwischen Trias und Paläogen klafft ein Hiatus von etwa 140 Millionen Jahren. Die Neumark-Hauptschwelle teilt das Gebiet in einen westlichen und einen östlichen Bereich. Salzbewegungen im Zechstein, Subrosion und tektonische Kräfte dürften an der Entstehung beteiligt gewesen sein. Am Nordrand wurde eine Störung mit Sprunghöhen bis zu 200 Metern festgestellt.

Die paläogenen Ablagerungen sind bis zu etwa 200 Meter mächtig, die Braunkohle meist 30 bis 80 Meter, stellenweise mehr als 120 Meter. Sie gliedert sich in Unterkohle, Untere und Obere Mittelkohle sowie Oberkohle; im Norden kommt örtlich Basiskohle hinzu. Die reichste Fossilführung liegt in Unter- und Mittelkohle. Das Deckgebirge besteht aus pleistozänen Ablagerungen, darunter Grundmoränen der Elster-Kaltzeit sowie Sedimente der Saale- und Weichsel-Kaltzeiten. In Neumark-Nord 1 und 2 wurden pleistozäne Großsäuger, Feuersteinartefakte und limnische Sedimente gefunden. Für Neumark-Nord 2 sprechen mehrere Untersuchungen für die Eem-Warmzeit, während Neumark-Nord 1 möglicherweise aus einer älteren intrasaalezeitlichen Warmzeit stammt.

Mehr als 80 Einzelfundstellen und über 50.000 Fundobjekte sind bekannt; 36 Fundstellen enthalten größere Mengen an Wirbeltierresten. Die Schwerpunkte liegen auf etwa 20 Quadratkilometern im zentralen und südlichen Geiseltal, nahe der Neumark-Hauptschwelle und im Wernsdorfer Kessel. Wichtige Tagebaue waren Cecilie, Leo, Geiselröhlitz und Pfännerhall. Wirbeltierfossilien aus Braunkohle sind weltweit selten und außerhalb des Geiseltals in Mitteleuropa bisher nicht beobachtet worden.

Die Erklärung für die ungewöhnliche Erhaltung liegt in der Landschaft. Kalkhaltige Wässer aus den südlich angrenzenden Muschelkalkgebieten neutralisierten die zersetzende Huminsäure der Moore. Überschwemmungen bedeckten Kadaver rasch mit Sediment, in geringerem Umfang half auch Kieselsäure. Einsturz- und Setzungstrichter entstanden durch die Auslaugung von Gips im Buntsandstein. Die Einsturztrichter waren 12 bis 18 Meter breit, Setzungstrichter 3 bis 8 Meter. Kleine Teiche und Tümpel mit steilen Rändern wurden zu natürlichen Fallen, anaerobe Faulschlämme am Boden begünstigten die Fossilbildung.

Daneben gab es Leichenfelder von bis zu 80 mal 100 Metern, meist unter einer 20 bis 30 Zentimeter starken Kohleschicht, sowie seltene Bachläufe mit Quarzsanden und teils tonigen Sedimenten. Bachläufe wurden erst Mitte der 1950er-Jahre als eigener Fundstellentyp erkannt. Vollständige Skelette aus Einsturztrichtern stammen vor allem aus den tiefsten, vollständig wasserbedeckten Bereichen. Weichteilgewebe wurde ausschließlich in Einsturztrichtern und Leichenfeldern gefunden.

Eine Untersuchung von mehr als 10.000 Wirbeltierresten ergab etwa 5.000 Säugetierreste und rund 2.000 Reptilienreste. Die Wirbeltierfauna umfasst mehr als 120 Taxa, zahlreiche Arten wurden anhand von Geiseltal-Funden erstmals beschrieben. Zu den bekanntesten Tieren zählen etwa hundsgroße Urpferdchen, an Land lebende Krokodile und flugunfähige Riesenvögel.

Das Material reicht weit über diese Publikumslieblinge hinaus. Pflanzen sind durch Pollen, Sporen, Blätter, Zweige, Äste, Rinde, Stämme, Früchte, Samen und Blütenstände vertreten. Die Mikroflora umfasst mehr als 100 stratigraphisch relevante Taxa; anhand von Früchten und Samen sind mindestens