Excavation, Taphonomy and Biostratinomy of the Late Miocene Hominid Locality Hammerschmiede and the Ecology of its Beavers

Abstract

Miozänen Sedimente bedecken weite Bereiche Eurasiens und auch Süddeutschlands. Dennoch ist ein umfassender Einblick in fossile Ökosysteme aus dieser Zeit, abgesehen von sedimentologischen Untersuchungen, nur selten möglich. Viele Fundstellen sind nur über Einzelfunde bekannt oder waren nur für kurze Zeit zugänglich. Die Fundstelle Hammerschmiede (Allgäu) ermöglicht die großflächige Dokumentation zweier fluvialer, fossilreicher Ökosysteme des frühen Obermiozäns. Neben einer stetig wachsenden taxonomischen Vielfalt bietet dieser Fundort die Möglichkeit, Einblicke in die Taphonomie und insbesondere in die Biostratinomie der Fundstelle zu gewinnen. Zahlreiche Feldbeobachtungen werden in Fallstudien beschrieben. Sedimentologische Beobachtungen werden ausgewertet und die Funde in 3-D Analysen in eine räumliche Beziehung gesetzt. Verschiedene Fossilien sind autochthoner oder allochthoner Herkunft und belegen mehr oder weniger weite Transport- und Aufarbeitungsdistanzen. Über verschiedene Beobachtungen werden die fossile Fließrichtung und Richtungsveränderungen konstruiert. Anhand dieser Informationen können fluvial verteilte Funde in Streufeldanalysen wieder zu einzelnen Individuen rekonstruiert werden. Anhand von Spuren auf den Knochen lassen sich eine Vielzahl von Verwertern identifizieren, die ein umfangreiches Zusammenspiel von aquatischen und terrestrischen Floren- und Faunenelementen bei der Nutzung von Fließgewässern belegen. Schließlich werden Faktoren, die zur Erhaltung oder Zerstörung von Fossilien beigetragen haben dokumentiert. Darüber hinaus lassen mineralische Neubildungen von Eisensulfiden und Uraneinlagerungen in Knochen auf geochemische Prozesse in den Ablagerungen schließen. Neben zahlreichen Fallstudien werden anhand von Mortalitätsanalysen weitere ökologische Erkenntnisse zu den Lebensräumen entlang des fossilen Bachlaufs HAM 5 und dem Flusslauf der HAM 4 am ausgewählten Beispiel zweier Biberarten gewonnen, welche als autochthone Elemente angesehen werden. Die resultierenden Mortalitätsprofile lassen Rückschlüsse auf inter- und intraspezifische Beziehungen der Biber innerhalb des Lebensraumes zu. Die Fundstelle Hammerschmiede belegt, dass umfangreiche Ausgrabungen und Dokumentationen neben den üblichen Erkenntnissen zur Taxonomie viele weitere Informationsquellen erschließen können. Das Ergebnis ist ein einzigartiger Einblick in das Miozän Süddeutschlands mit zunehmend besserem Verständnis über ökologische Parameter sowie taphonomische und biostratinomische Prozesse innerhalb dieser Lebensräume.

Miocene sediments cover a large area of Eurasia and southern Germany. However, apart from sedimentological studies, a comprehensive insight into fossil ecosystems from this period is rarely possible. Many sites are known from single finds or were only accessible for a short period of time. The Hammerschmiede site (Allgäu region) enables the large-scale documentation of two fluvial fossil-enriched ecosystems of the early Late Miocene. In addition to a continuously growing taxonomic diversity, this site offers the opportunity to gain insights into taphonomy and, in particular, biostratinomy. Numerous field observations are described by different case studies. Sedimentological observations are evaluated and the discoveries are examined in three-dimensional analyses in relation to each other. Various elements can be attributed to autochthonous or allochthonous origin and testify to greater or lesser transportation and processing distances. Multiple proxies testify to the direction of flow of the water and its change of direction and provide evidence of meandering rivers and streams. Based on this information, isolated found bones and partially anatomically arranged skeletal elements can finally be reconstructed into single individuals that were scattered in strewnfields by the channel flow. A large number of destructive agents can be identified from traces on bones, demonstrating an extensive interplay of aquatic and terrestrial floral and faunal elements involved in the utilization of the carcasses. Finally, abiotic factors that have contributed to the preservation or destruction of fossils are documented and bear witness to compressions by large diagenetic loads. Nevertheless, possible destruction by mining equipment and activity, as well as the excavations themselves, cannot be ruled out. Furthermore, mineral neoformations of iron sulfides and uranium incorporation within bones reveal geochemical post-depositional processes. In addition to numerous case studies to field observations, mortality analyses are used to gain further ecological insights into the habitats along the fossil local stratigraphic levels HAM 5 (rivulet) and HAM 4 (river) using the selected example of two occurring beaver species, based on their assumed autochthony. The resulting age-frequency distributions allow conclusions on inter- and intraspecific relationships of the beavers within the habitat. The Hammerschmiede site proves that extensive excavations and comprehensive documentation can open up many other sources of information in addition to the usual findings on taxonomy. The result is a unique insight into the Miocene of southern Germany with an increasingly improved understanding of ecological parameters within those habitats and subsequent taphonomic and biostratinomic processes.