Seitdem das Wasser seine zerstörende Wirkung auf die Erdoberfläche
ausübt, haben sich als mechanische oder chemische Absätze aus
Quellen, Flüssen, Landseen und Meeren die Schichtgesteine gebildet.
Diese sind es, welche im Gegensatz zu den fossilfreien, weil zumeist
aus Schmelzfluss erstarrten, massigen Gesteinen, die Fossilien
einschliessen. Infolge der ununterbrochenen Veränderungen der
organischen Wesen im Laufe der Zeit führen Sedimentgesteine von
verschiedenem Alter im Allgemeinen verschiedene Fossilien. Umgekehrt
ist es aber nicht erlaubt, aus der Verschiedenheit von Fossilfunden
ohne Weiteres auf Altersunterschiede der betreffenden Gesteine zurück
zu schliessen. Denn es haben in früheren Perioden der organischen
Entwickelung, in ähnlicher Weise wie heut zu Tage, auf dem festen Lande
ganz andere Organismen gelebt wie im Wasser, in Landseen andere wie im
Meere. Man darf deshalb nur solche fossile Faunen und Floren, resp. die
Schichtgesteine, in denen sie sich finden, mit einander in directen
Vergleich stellen, welche in gleichen Medien existirt haben, isomesisch
sind, nicht solche aus verschiedenen Medien, die heteromesischen. Es
zeigt uns die räumliche Verbreitung der heutigen Thiere und Pflanzen,
dass auch innerhalb desselben Mediums (Salzwasser, Süsswasser,
Luft) unter ähnlichen oder ungleichen physikalischen Bedingungen
einschneidende provinzielle Verschiedenheiten in den Faunen und Floren
existiren, die zur Aufstellung zoo- und phytogeographischer Provinzen
Veranlassung gegeben haben. Ablagerungen aus der gleichen Provinz
nennen wir isotopische, solche aus verschiedenen heterotopische.
Endlich kommen die ungleichen physikalischen Verhältnisse, die
innerhalb einer und derselben Thier- oder Pflanzenprovinz herrschen
(die Temperaturen, Höhenlagen etc.), auch in der Verbreitung der
Organismen zum Ausdruck. Andere Thiere bewohnen das seichte Wasser,
andere die Hochsee; unsere Buchenwälder gedeihen nicht in alpinen
Höhen und manche Alpenpflanzen bemühen wir uns vergeblich im wärmeren
Tieflande zu acclimatisiren. Zur Bezeichnung solcher Verschiedenheiten
bedient man sich des Wortes Facies und versteht darunter den
Inbegriff aller derjenigen Verhältnisse, welche den Charakter eines
Schichtgesteins und der darin sich findenden organischen Reste
bedingen. So spricht man von einer Seichtwasser-, einer Tiefsee-, einer
Sand-, einer Schlamm-Facies etc.
Die Vertheilung von Meer und Festland auf der Erde war zu jeder Zeit
erheblichen Schwankungen ausgesetzt. Die Folge davon ist, dass wir
keinen Punkt auf der Erde kennen, wo zu allen Zeiten ausschliesslich
meerische oder Süsswasser-Absätze mit den jeweiligen organischen
Resten zum Absatz gekommen wären. Es wechseln vielmehr überall Absätze
aus tieferem mit solchen aus seichterem Wasser oder mit limnischen
Bildungen ab und dementsprechend auch die Faunen und Floren. Hierdurch
wird natürlich die Bestimmung der zeitlichen Aufeinanderfolge der
Organismen nicht unwesentlich erschwert. Sie kann nur auf eine
indirecte Weise geschehen, nämlich folgendermaassen:
An solchen Punkten, wo sich ein System fossilführender mariner
Sedimentschichten in möglichst wenig gestörter, am besten
horizontaler Lagerung befindet, und wo während der Bildungszeit
dieser Schichten möglichst ähnliche Verhältnisse geherrscht haben,
bestimmt man die Aufeinanderfolge der einzelnen Gesteinslagen und
ihrer Fossileinschlüsse. Aus jeder einzelnen Folge lernen wir nur ein
Bruchstück der Veränderung der marinen Thierwelt kennen, aber ein
Vergleich zahlreicher solcher Fossilfolgen von verschiedenen Stellen
der Erdoberfläche liefert uns ein mehr oder minder vollständiges Bild
der Gesammtänderung im Laufe der Zeit, wie es nachfolgendes Schema
verdeutlicht:
+---+----+----+----+----+----+----+
| I | II | III| IV | V | VI | |
+---+----+----+----+----+----+----+
|-- | -- | -- | -- | 12 | -- | 12 |
|-- | -- | -- | -- | 11 | -- | 11 |
|-- | 10 | -- | -- | 10 | -- 1 0 |
|-- | 9 | -- | -- | -- | -- | 9 |
|-- | 8 | -- | 8 | -- | -- | 8 |
|-- | -- | -- | 7 | -- | -- | 7 |
|-- | -- | -- | 6 | -- | -- | 6 |
| 5 | -- | -- | 5 | -- | -- | 5 |
| 4 | -- | -- | | -- | -- | 4 |
| 3 | -- | -- | -- | -- | 3 | 3 |
|-- | -- | 2 | -- | -- | 2 | 2 |
|-- | -- | 1 | -- | -- | -- | 1 |
+---+----+----+----+----+----+----+
Nicht alle Fossilien sind gleich brauchbar für die Altersbestimmung
der Schichtgesteine, vielmehr verdienen diejenigen, welche
mit einer ausgedehnten geographischen Verbreitung eine rasche
Formveränderlichkeit in successiven Zeiträumen verbinden, vor den
langlebigen und auf einen engen Wohnbezirk angewiesenen den Vorzug. Die
ersteren leiten oft in vorzüglicher Weise zur Auffindung gleichaltriger
Schichten und werden als »Leitfossilien« bezeichnet. Leitfossilien
können allen fossil erhaltbaren Abtheilungen des Thier- und
Pflanzenreiches angehören, doch erweisen sich die Reste freilebender
Meeresbewohner am brauchbarsten.
Der Stratigraphie fällt in Gemeinschaft mit der Paläontologie die
Aufgabe zu, diejenigen Schichtgesteine und Fossilien ausfindig zu
machen, welche gleichzeitig mit den normalen marinen, aber unter
anderen Verhältnissen entstanden sind. Für die vollständige Kenntniss
eines Fossils genügt nicht allein die Erforschung seines Verhältnisses
zu ausgestorbenen oder lebenden Formen, sondern es ist dazu die
Feststellung seines relativen Alters sowie seines Vorkommens überhaupt
nothwendig.