Zur Entdeckung der Stratigrafie

Die Anwendungsmöglichkeit der Stratigrafie als Mittel zur Erstellung relativer Chronologien wurde zunächst von Geologen entdeckt. Erst im 19. Jahrhundert fand eine intensivierte Auseinandersetzung von Archäologen mit der Stratigrafie statt.

Der erste Mann, der sich mit der Stratigrafie befasste, sie beobachtete und daraus Schlüsse zog, war der dänische Arzt und Naturwissenschaftler Niels Stensen (1638-1686; auch "Steno" genannt). Er orientierte sich bei seinen Beobachtungen an Fossilien aus geologischen Schichten und entwickelte auf dieser Grundlage das stratigraphische Lagerungsgesetz. Dieses Gesetz besagt, dass die jeweils jüngere Schicht über der älteren ruht.

Auf diesen Gedanken war er gekommen, als er Fossilien als Überreste von ehemaligen Tieren erkannte. Er gilt damit als der Entdecker der Fundgattung der "Fossilien". Zu seiner Zeit sammelten Antiquare und Kuriositätenkabinette allerlei Dinge. Dazu gehörten auch die so genannten "Glossopetrae" (lat. für "Zungensteine"), also zungenförmige kleine Steine. Man hatte ihnen den lateinischen Namen "Glossopetrae" gegeben. Da Stensen als Naturwissenschaftler auch an Anatomie interessiert war, lies ihm eines Tages der Großherzog Ferdinando II. de' Medici von Florenz einen Haikopf zukommen. Dieser war erst kürzlich getötet worden und sollte dem gerade 28 Jahre alten Niels Stensen zu anatomischen Studien bereitgestellt werden.

Bei seiner Untersuchung des Gebisses fiel ihm auf, dass dessen Zähne den Glossopetrae ähnlich waren. Daraus zog er schließlich die Konsequenz, dass es sich bei den Zungensteinen ebenfalls um Haifischzähne handeln musste. Diese waren aufgrund ihres hohen geologischen Alters bereits versteinert. Wie konnte es aber dazu kommen? Er stellte zunächst fest, dass sich die versteinerten Haifischzähne in ihrer äußeren Erscheinung glichen und noch als Zähne  identifizierbar waren. Die Fossilien wurden jedoch in tieferen steinernen geologischen Schichten gefunden, Bsp. in den Kreidefelsen vor Malta. Haie schwimmen allerdings nur durch Wasser und nicht durch festes Gestein bzw. Kreidefelsen. D.h. dass die Zähne an diesem Ort gefunden wurden, weil dort früher einmal Wasser gewesen sein muss. Dieses wiederum war von Haien bewohnt und als diese starben, sanken deren Körper (und Zähne) auf den schlammigen Meeresgrund. Dort wurden sie über die Zeit hinweg mit Schlamm und weiteren Sedimenten bedeckt. Diese Sedimente bildeten zunehmend dicker werdende Schichten, die wiederum von neuen Schichten überdeckt wurden.

Zähne von kürzlich verstorbenen Haien waren nicht versteinert und mussten aus geologischer Sicht relativ "jung" sein. Schichten mit versteinerten Zähnen dagegen waren sehr alt. Durch diese Beobachtungen konnte Steno schließlich das erste stratigraphische Gesetz formulieren: die jüngeren Schichten ruhen auf den älteren.

Der englische Ingenieur und Geologe William Smith (1769-1839) machte bei Kanalbauarbeiten einige besondere Beobachtungen von Schichten derselben Zusammensetzung. Schließlich kam er zu dem Schluss, dass jene Schichten, welche aus dieselben Fossilien enthielten, zeitgleich existiert haben müssten. Damit ist er der Begründer der so genannten Biostratigrafie.

Man konnte Schichten also aufgrund von Fossilien in geologische Zeitalter datieren. Hierzu war man nicht auf die Sedimente angewiesen, sondern auf deren Fossilien. Schichten mit Fossilien von gleicher Erhaltung und in einem proportional gleichen Erscheinungsverhältnis mussten aus derselben Zeit stammen. Mit diesem Wissen konnte man überall Ablagerungen datieren. Man benötigte nur einen repräsentativen Ausschnitt, um ausreichend Fossilien zur Untersuchung zu erhalten, und musste das Ergebnis mit anderen Schichten vergleichen. Für seine innigen Beschäftigungen mit Stratigraphien erhielt er den liebevollen Spitznamen "Strata-Smith".

Charles Lyell (1797-1875) veröffentlichte ab 1830 ein dreibändiges Werk mit dem Titel Principles of Geology, in dem er das stratigrafische Lagerungsgesetz von Steno bestätigte. Er fügte außerdem noch hinzu, dass in den zunehmend tieferen Schichten proportional mehr Tiere enthalten sind, die es heute nicht mehr gibt und umgekehrt, dass in den jüngeren Schichten umso mehr Tiere enthalten sind, die heute noch leben. Außerdem führte er das Prinzip des Aktualismus ein, welches davon ausgeht, dass alle modernen geologisch zu beobachtenden Prozesse früher nach denselben Gesetzen abliefen.