Die Fossillagerstätte Geiseltal befindet sich im ehemaligen Braunkohlerevier des Geiseltales südlich der Stadt Halle in Sachsen-Anhalt. Sie ist eine bedeutende Fundstelle heute ausgestorbener Pflanzen und Tiere aus der Zeit des Mittleren Eozäns vor 48 bis 41 Millionen Jahren. Im Geiseltal wurde nachweislich seit 1698 erstmals Kohle gefördert, die ersten Fossilien kamen aber erst Anfang des 20. Jahrhunderts eher zufällig zu Tage. Planmäßige wissenschaftliche Ausgrabungen begannen 1925 seitens der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Unterbrochen durch den Zweiten Weltkrieg, können die Untersuchungen in zwei Forschungsphasen untergliedert werden. Aufgrund der zunehmenden Auskohlung der Rohstofflager kamen die Ausgrabungen Mitte der 1980er Jahre allmählich zum Erliegen und endeten endgültig zu Beginn des dritten Jahrtausends.
Die Braunkohle des Geiseltales wird in vier Hauptflöze untergliedert, fossilführend waren hauptsächlich die drei unteren. Der Schwerpunkt der Fossilverteilung liegt im südlichen und zentralen Geiseltal. Die Funde umfassen Reste von Pflanzen und Tieren. Eine Besonderheit stellen dabei nahezu vollständige Funde dar mit Blättern, Früchten und Stämmen, aber auch Skeletten von Wirbeltieren und Resten von Insekten. Zu den bekanntesten Funden gehört der eines vollständigen Skelettes des Urpferdchens Propalaeotherium aus dem Jahr 1933. Hinzu kommen Wirbeltiere wie Paarhufer, Kleinsäugetiere wie Insektenfresser und Fledermäuse sowie Vögel, Krokodile, Schildkröten, Schlangen, Amphibien und Fische. Bei zahlreichen Wirbeltieren wurden auch Reste des Weichteilgewebes gefunden. Insgesamt sind mehr als 80 Einzelfundstellen mit mehr als 50.000 Fundobjekten bekannt, darunter 36 mit einer nennenswerten Anzahl von Wirbeltieren. Aufgrund der guten und umfangreichen Fossilerhaltung gilt das Geiseltal als Konservat- und Konzentratlagerstätte.
Die Besonderheit der Geiseltalfossilien, vor allem der Wirbeltiere und speziell der Säugetiere, liegt in der einmaligen Erhaltung in Braunkohle, was in Mitteleuropa sonst nicht vorkommt. Für die Entwicklung der Säugetiere stellt das Geiseltal eine wichtige Fundstelle dar, da dort über einen Zeitraum von mehreren Millionen Jahren die Entwicklung einzelner Gruppen beobachtet werden kann. Dadurch gilt die Säugetierfauna als Referenz für das Geiseltalium, einen Abschnitt aus der Stratigraphie der europäischen Landsäugetiere von 47 bis 43 Millionen Jahren. Die umfangreichen Funde aus der Tier- und Pflanzenwelt, aber auch die zahlreichen geologischen Daten ermöglichen eine recht genaue Landschaftsrekonstruktion. Demzufolge bestand zur Zeit der Braunkohlebildung ein mehrstöckiger Niederungswald in Küstennähe, der mit Bächen, Teichen und Mooren durchsetzt war. Der Wald unterlag dem Einfluss von subtropischem Klima und war Heimat einer artenreichen Tierwelt. Der gesamte Fossilbestand des Geiseltales steht unter nationalem Schutz.
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