Der Blick ins Innere – Kunstharzausgüsse von Bohrgängen
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- Kategorie: Tips und Tricks
- Veröffentlicht: Freitag, 22. Juni 2012 00:41
- Geschrieben von Kai Nungesser
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Der Blick ins Innere – Kunstharzausgüsse von Bohrgängen
An vielen Tertiärfundstellen kann man, ebenso wie an heutigen Stränden, Kalkgerölle und/oder Muschel- und Schneckenschalen finden, die von anderen Organismen angebohrt wurden. Von außen sieht man allerdings nur die Ein- und Ausgänge eines oftmals sehr komplizierten Netzwerkes aus Gängen und Kammern, in denen einmal das Tier gelebt hat. Eine Möglichkeit, diese Bohrgänge sichtbar zu machen ist das Ausgießen mit Kunstharz. Einige derartige Präparate hatte ich bereits in einem früheren Bericht gezeigt (Nungesser 2010). Im Folgenden möchte ich die Herstellung dieser Präparate am Beispiel einiger Muscheln (vor allem aus dem Mainzer Becken) genauer beschreiben.
Abb. 1: Dieses Muschelfragment war fast vollständig von den Bohrgängen des Bohrschwamms Cliona durchzogen; nach dem Eingießen in Kunstharz unter Vakuum und dem Auflösen der Muschelschale in Salzsäure sind die Bohrgänge als dreidimensionaler Ausguss erhalten, FO: Sulzheim, Stadecken-Formation (Oligozän)
Benötigte Gerätschaften
Für optimale Ergebnisse sollten die Muschelklappen nach dem Einlegen in Kunstharz für kurze Zeit einem Vakuum ausgesetzt werden (s.u.). Hierfür benötigt man einen Exsikkator sowie eine Pumpe oder Kompressor zum Erzeugen des Unterdrucks. Wer diese Geräte nicht zur Verfügung stehen hat, kann allerdings auch ohne sie zu brauchbaren Präparaten kommen. Die in einem früheren Bericht gezeigten Stücke (Nungesser 2010) wurden nur durch Einlegen der Muschelklappen in flüssiges Harz hergestellt. Als Harz wurde ausschließlich das Epoxydharz L mit dem zugehörigen Härter L von Conrad Electronics verwendet. Andere Kunstharze dürften ebenfalls geeignet sein, sofern sie nicht zu schnell aushärten (das verwendete Harz bleibt mehrere Stunden flüssig).
Auswahl der Stücke
Gut geeignet für unsere Zwecke ist die Auster Pycnodonte callifera, die in der Alzey-Formation mit teils sehr großen und dicken Klappen vorkommt, sowie die in der Alzey- und Stadecken-Formation häufige Sandmuschel Glycymeris planicostalis. Austernklappen der Alzey-Formation finden sich häufig in den Sandgruben bei Eckelsheim und Wendelsheim. Fossilien der Stadecken-Formation gibt es teils massenhaft auf vielen Feldern in der Umgebung von z.B. Sulzheim und Stadecken-Elsheim, so dass man schnell an das nötige „Rohmaterial“ herankommt.
Bohrspuren sind an Muschelschalen vor der Reinigung oftmals nicht besonders gut zu erkennen. Es empfiehlt sich daher, auf den Feldern erst einmal alle evtl. geeigneten Stücke einzupacken und dann zu Hause nach dem Waschen zu entscheiden, welche Exemplare sich für das Ausgießen eignen. Einige der auf den Feldern liegenden Schalen zeigen dünne Kalkkrusten. Da sich der Kalk evtl. auch in den Bohrlöchern abgelagert hat (was man von außen nicht immer erkennt) und ein Eindringen des Kunstharzes verhindern würde, sollte man solche Stücke besser nicht verwenden.
Arbeitsschritte
Moosleitner (2003, 2011) beschreibt das Ausgießen von Bohrgängen in Kalkgeröllen. Bei Muschelschalen ist eine etwas andere Vorgehensweise nötig, um optimale Präparate zu erhalten. Während man Steine nach dem Eingießen einfach durchschneiden kann, um eine Angriffsfläche für die Säure zu schaffen, muss bei Muscheln das Kunstharz auf einer Seite bis auf die Oberfläche der Schale abgeschliffen werden. Auf der Seite, auf der sich die Bohrlöcher befinden (bzw. die meisten, falls diese die Schale vollständig durchdringen), bleibt das Kunstharz als Sockel, auf dem nach dem Ätzen die teils sehr fragilen Ausgüsse stehen, erhalten.
Vor dem Eingießen sollte man die Muschel fotografieren oder mit einem Flachbettscanner einscannen, um das äußere Aussehen zu dokumentieren. Ich vergebe an die Objekte dabei eine provisorische Nummer, die im Dateinamen vorkommt und zusätzlich mit einem Permanentmarker auf die Muschel geschrieben wird, um später das fertige Präparat dem Vorher-Bild zuordnen zu können.
Abb. 2: Die wichtigsten Schritte beim Herstellen eines Kunstharzausgusses einer Muschelklappe mit Bohrlöchern auf der Innenseite
1: Die Muschelklappe wurde mit der Innenseite nach oben in eine Form aus Alufolie eingepasst und mit Kunstharz übergossen, welches die Bohrgänge ausfüllt
2: Nach dem Aushärten wird die Form umgedreht und die dünne Harzschicht auf der Unterseite entfernt
3: Die Muschel wird in verdünnte Salzsäure gelegt
4: Die Muschel hat sich aufgelöst; geblieben sind die Ausgüsse der Bohrgänge auf einem Kunstharzsockel
Um das spätere Abschleifen des Harzes möglichst einfach zu gestalten (und um nicht unnötig viel von dem doch recht teuren Harz zu verschwenden) formt man für die einzelnen Muschelschalen am besten Formen aus Aluminiumfolie (mind. 4-fach gelegt, da die Folie sonst zu leicht Risse bekommt). Sandmuscheln, bei denen sich die Bohrspuren auf der Innenseite befinden, können einfach mit der Außenseite nach unten in die Form eingelegt und leicht eingedrückt werden (Abb. 2.1). Nach dem Ausgießen bleibt auf der Außenseite nur eine hauchdünne Harzschicht, die sich schnell abschleifen lässt. Befinden sich die Bohrspuren hingegen auf der Außenseite, dann füllt man die Innenseite vor dem Eingießen mit einem Material aus, dass sich später leicht entfernen lässt, wie z.B. Ton. Das gleiche gilt auch für Austernklappen, die sich aufgrund ihrer unregelmäßigen Form nur schlecht anschleifen lassen. Die Seite mit dem aufgebrachten Ton wird dann in die Aluminiumform eingedrückt.
Abb. 3: Für das Eingießen vorbereitete Muscheln in ihren Formen aus Alufolie
Die Formen werden dann nebeneinander in ein größeres Gefäß aus Kunststoff gestellt (wichtig, falls doch Kunstharz ausläuft). Sie können dabei leicht so ausgerichtet werden, dass die Schalen horizontal liegen (Abb. 3).
Nachdem man alles vorbereitet hat und auch der Exsikkator und die Pumpe zur Erzeugung des Vakuums bereitstehen, rührt man das Kunstharz an und gießt die Alu-Formen damit soweit aus, dass das Harz ca. 1 cm über den Muscheln steht. Ein Einfärben des Harzes ist bei fossilen Muscheln nicht unbedingt nötig, da sich auf der späteren Oberfläche meist eine dünne Schicht aus Kalk hält. Moosleitner (2011) empfiehlt leicht blau eingefärbtes Harz. Gerade die von ihm abgebildeten Präparate von rezenten Muscheln zeigen damit einen deutlich besseren Kontrast.
Im nächsten Schritt werden die Kunststoffbehälter in einen Exsikkator gestellt und mit einer Pumpe oder einem Kompressor ein Vakuum erzeugt. Während der Luftdruck abnimmt, entweicht die Luft aus den Bohrgängen und steigt in Blasen an die Oberfläche (Abb. 4). Ist die Luft vollständig entwichen, öffnet man langsam den Hahn, so dass sich im Exsikkator wieder der normale Luftdruck einstellt. Das Kunstharz wird dabei in die Bohrgänge gepresst und füllt diese vollständig aus.
Abb. 4: Der Exsikkator in Aktion. Der Schlauch führt zu einer Wasserstrahlpumpe, die das Vakuum erzeugt. Auf dem eingeblendeten Bild erkennt man (leider nicht besonders deutlich, da durch den Glasdeckel fotografiert) die aus dem Harz aufsteigenden Luftblasen beim Anlegen des Vakuums
Die Formen müssen jetzt längere Zeit ruhig stehen, bis das Kunstharz vollständig ausgehärtet ist (bei dem angegebenen Harz minimal 24 Stunden). Dann kann die Aluminiumhülle soweit wie möglich abgezogen werden (es stört nicht weiter, wenn mehr oder weniger viel von der Folie an dem Stück bleibt). Auf der den Bohrgängen gegenüberliegenden Seite muss nun das Harz entfernt werden, damit die Säure angreifen kann. Von der Außenseite einer Sandmuschel geht das recht problemlos mit einer Schleifscheibe auf einem Schleifblock (so man denn einen solchen hat), wobei es hier ratsam ist, eine Schutzmaske zu tragen, um keinen Staub einzuatmen. Ansonsten funktioniert es ähnlich, wenn auch deutlich langsamer, mit einer Feile oder normalem Schleifpapier. Wichtig ist hierbei, dass das Harz wenigstens auf dem größten Teil der Fläche vollständig entfernt wird, auch wenn einige Reste immer verbleiben (Abb. 6). Bei Stücken, bei denen sich die Bohrgänge auf der Außenseite befinden, muss die Innenseite der Muschelklappe gründlich gereinigt werden. Vor dem Eingießen aufgebrachter Ton wird mit Wasser und Bürsten gelöst. Sollte trotzdem etwas Harz zwischen die Muschelklappe und den Ton eingedrungen sein, muss dieses aufwändig z.B. mit Schleifpapier oder einem drehenden Werkzeug (Dremel o.ä.) entfernt werden.
Abb. 5: fertig eingegossene Muschelklappen vor der Weiterverarbeitung; die provisorischen Nummern, die zuerst auf der Muschelschale selbst und dann auf der Aluminiumhülle notiert wurden, sind jetzt mit einem Permanentschreiber auf den Kunstharzsockel übertragen (sie überstehen die anschließende Säurebehandlung ohne Probleme)
Abb. 6: Diese Muscheln wurden auf einer Seite bereits abgeschliffen und sind bereit für das Säurebad
Nun wird die Muschelklappe mit dem Kunstharzsockel nach unten in eine Plastikschüssel gelegt und mit verdünnter Salzsäure übergossen (Abb. 7). Ich habe gute Erfahrungen mit ca. 10-prozentiger Säure gemacht (Handschuhe und Schutzbrille verwenden und darauf achten, dass niemand sonst in Kontakt mit dem Gefäß kommen kann! Salzsäure gibt es z.B. in vielen Baumärkten.). Versuche mit Essigsäure brachten keine brauchbaren Ergebnisse, da das Kunstharz aufgeweicht wurde und sich dünne Gänge verformten; bei der Verwendung von Salzsäure traten diese Probleme nicht auf.
Abb. 7: frisch in Salzsäure eingelegte Muscheln
Die Muschelschale ist meist nach weniger als einer Stunde aufgelöst. Sollte die Säure nicht vollständig verbraucht sein, kann man sie weiter verwenden; evtl. auch in einem geeigneten (und gekennzeichneten!) Behälter aufheben. Man hat nun einen Kunstharzsockel mit den Bohrgängen darauf. Meist befinden sich auf den Bohrgängen an einigen Stellen noch Reste der äußeren Kunstharzhülle, die beim Abschleifen nicht vollständig entfernt wurden. Diese können vorsichtig mit einem Skalpell und einer spitzen Pinzette abgehoben werden. Bei Austern, deren Schalen einen Aufbau aus teils nicht besonders fest verbundenen Schichten zeigen, dringt oftmals auch Harz zwischen die Schichten ein, wodurch im fertigen Präparat „Zwischenböden“ entstehen, die falls möglich ebenfalls entfernt werden sollten (teils ist es sinnvoll, dies bereits während des Ätzvorgangs zu tun, da sonst die Säure die tieferen Schichten der Schale nur schlecht angreifen kann). Gerade bei Austern muss man in Kauf nehmen, dass nicht aus jedem vielversprechenden Rohling ein gutes Präparat entsteht. Des Weiteren bleiben oftmals in Säure unlösliche, faserige Bestandteile der Schale zurück. Diese können mit einer Brause abgespült (beim verwendeten Wasserdruck muss man etwas experimentieren) und/oder mit einer spitzen Pinzette entfernt werden. Außerdem sollte man den Sockel, der meist unnötig groß ist, noch etwas formatieren (mit einer Zange oder einer kleinen Säge lässt sich das Harz gut bearbeiten) und das Stück nach erneutem Abspülen unter klarem Wasser gut trocknen lassen.
Die fertigen Ausgüsse sind natürlich sehr empfindlich gegen Berührungen, wie auch gegen Verstauben. Es empfiehlt sich, sie zum Schutz in einer Klarsichtdose zu montieren, entweder mit Mikromountkitt, einem zwei-Komponenten-Klebstoff oder mit flüssigem Kunststoff aus einer Heißklebepistole (letzterer verformt allerdings teilweise aufgrund der hohen Temperatur geringfügig den Boden der Dose). Auf den Außenboden wird ein Etikett mit Fundort- und Schichtangaben sowie der Inventarnummer geklebt. Mit letzterer ersetzt man auch den Dateinamen des ganz am Anfang gemachten Bildes der Muschelklappe.
Präparate
Die folgenden Präparate wurden nach der oben beschriebenen Methode angefertigt. Neben den Ausgüssen ist meist noch ein Vorherbild eingeblendet.
Abb. 8: Sandmuschel Glycymeris sp. mit perlschnurartigen Bohrgängen des Bohrschwamms Cliona sp., FO: Mallorca, rezent (bei diesem und den beiden folgenden Präparaten hätte eingefärbtes Harz evtl. zu besseren Ergebnissen geführt)
Abb. 9: eine vollständig vom Bohrschwamm Cliona besiedelte Sandmuschel (Glycymeris sp.) , FO: Mallorca, rezent
Abb. 10: Sandmuschel Glycymeris sp. mit nur wenigen, dafür aber großen Kammern des Bohrschwamms Cliona sp., FO: Mallorca, rezent
Abb. 11: Auster Pycnodonte callifera mit Bohrgängen des Bohrschwamms Cliona sp. (dünne Bohrgänge) und ? Würmern (dicke Gänge), FO: Wendelsheim, Alzey-Formation (Oligozän)
Abb. 12: Auster Pycnodonte callifera, vollständig durchzogen von Bohrgängen des Bohrschwamms Cliona sp., FO: Wendelsheim, Alzey-Formation (Oligozän)
Abb. 13: zwei Detailbilder des Präparates aus Abb. 12 sowie das Vorherbild, das große Bohrloch stammt von der Bohrmuschel Lithophaga delicatula
Abb. 14: vollständig vom Bohrschwamm Cliona sp. durchzogene Austernklappe Pycnodonte callifera, FO: Wendelsheim, Alzey-Formation (Oligozän)
Abb. 15: Fragment einer Auster Pycnodonte callifera mit verschiedenartigen Bohrgängen des Bohrschwamms Cliona sp., FO: Wendelsheim, Alzey-Formation (Oligozän)
Abb. 16: Auster Pycnodonte callifera mit Bohrgängen des Bohrschwamms Cliona sp., ? Würmern sowie Bohrkammern der Bohrmuschel Lithophaga delicatula, FO: Wendelsheim, Alzey-Formation (Oligozän)
Abb. 17: Detailbild des Präparates aus Abb. 16, man erkennt dickere Bohrgänge von ? Würmern sowie darunter dünne, verzweigte Bohrgänge von Cliona sp.
Abb. 18: Eine besonders große und dicke Klappe der Auster Pycnodonte callifera mit zahlreichen Bohrgängen; das Stück wurde nicht in einer Form aus Aluminiumfolie, sondern in einer größeren Kunststoffdose ausgegossen. Da nach einem ersten Ätzvorgang von oben kein guter Blick auf die Bohrspuren zu erreichen war, wurde das Stück in der Mitte geteilt. FO: Wendelsheim, Alzey-Formation (Oligozän)
Abb. 19: Detailbild einer anderen Ansicht des Stückes aus Abb. 18 mit zahlreichen Bohrgängen von Cliona sp.
Abb. 20: Detailbild des Präparates aus Abb. 18; neben Bohrschwammgängen erkannt man die Kammer einer Bohrmuschel Lithophaga delicatula. Der Eingang der Bohrkammer war in diesem Fall mit Sandstein verschlossen, so dass kein Harz eindringen konnte. An die Klappen der Muschel hatte sich ebenfalls eine dünne Schicht aus einem säureunlöslichen Material (? Kieselsäure) angelagert, welches nach dem Auflösen der Austernschale übriggeblieben ist
Abb. 21: Bohrgänge von Cliona sp. in einer Schale von Glycymeris planicostalis, FO: Sulzheim, Stadecken-Formation (Oligozän)
Abb. 22: Bohrgänge von Cliona sp. in einer Schale von Glycymeris planicostalis, FO: Sulzheim, Stadecken-Formation (Oligozän)
Abb. 23: Sandmuschel Glycymeris planicostalis mit wenigen, sternförmig angeordneten Bohrgängen des Bohrschwamms Cliona sp., FO: Sulzheim, Stadecken-Formation (Oligozän)
Abb. 24: vollständig von den Gängen des Bohrschwamms Cliona sp. durchzogene Sandmuschel Glycymeris planicostalis, FO: Sulzheim, Stadecken-Formation (Oligozän)
Abb. 25: Fragment der Sandmuschel Glycymeris planicostalis mit zahlreichen Bohrgängen des Bohrschwamms Cliona sp., FO: Sulzheim, Stadecken-Formation (Oligozän)
Abb. 26: Fragment einer Sandmuschel Glycymeris planicostalis mit zahlreichen Bohrgängen von Cliona sp. und Kammern der Bohrmuschel Hiatella bicristata, FO: Sulzheim, Stadecken-Formation (Oligozän)
Abb. 27: Sandmuschel Glycymeris planicostalis mit zahlreichen Bohrgängen von Cliona sp. und Kammern der Bohrmuschel Hiatella bicristata, FO: Sulzheim, Stadecken-Formation (Oligozän)
Abb. 28: Sandmuschel Glycymeris planicostalis mit zahlreichen Bohrgängen von Cliona sp. und Kammern der Bohrmuschel Hiatella bicristata, FO: Sulzheim, Stadecken-Formation (Oligozän)
Abb. 29: Sandmuschel Glycymeris planicostalis mit Bohrkammern der Bohrmuschel Hiatella bicristata (rechts oben u. Mitte zwei Ansichten einer Kammer), eines bohrenden Wurms (rechts Unten) sowie gerade beginnende Bohrkammern des Bohrschwamms Cliona sp. (unten links), FO: Sulzheim, Stadecken-Formation (Oligozän)
Abb. 30: Venusmuschel Cordiopsis incrassata mit Spuren bohrender Würmer, FO: Sulzheim, Sulzheim-Formation (Oligozän)
Abb. 31: Detailbild der Bohrgänge aus Abb. 30
Abb. 32: Bohrgänge von Würmern in einem Fragment von Cordiopsis incrassata, FO: Sulzheim, Sulzheim-Formation (Oligozän)
Abb. 33: Bohrgänge von Würmern in einem Fragment von Cordiopsis incrassata, FO: Sulzheim, Sulzheim-Formation (Oligozän)
Abb. 34: Detailbild der Bohrgänge aus Abb. 33
Abb. 35: Venusmuschel Cordiopsis incrassata mit gerade beginnenden, noch relativ flachen Bohrspuren von Würmern, FO: Sulzheim, Sulzheim-Formation (Oligozän)
Sammlung, Fotos und Zeichnungen: Kai Nungesser
Literatur:
Moosleitner, Gero (2003): Nyons: Fossilien aus dem Miozän der Provence – FOSSILIEN 20/5, S. 303-310, 4 Abb., 9 Taf.
Moosleitner, Gero (2011): Den Spuren auf der Spur: Bohrende Organismen in miozänen Strandgeröllen der Provence – www.leitfossil.de – Lehrreiches, 16 S., 40 Abb.
Nungesser, Kai (2010): Bohrende Organismen im Mainzer Becken - http://steinkern.de/fossilien-aller-zeitalter/tertiaer-und-juenger/464-bohrende-organismen-im-mainzer-becken.html
Mehr über das Mainzer Becken vom Autor des obigen Artikels lesen Sie im 1. Steinkern-Buch:
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