Come si formano i fossili?

Quando animali, piante e altri organismi muoiono, in genere si decompongono completamente. Ma a volte, quando le condizioni sono giuste, si conservano come fossili.

Diversi processi fisici e chimici creano i fossili, secondo il New York State Geological Survey.

Congelamento, essiccazione e incapsulamento, come nel catrame o nella resina, possono creare fossili di corpi interi che conservano i tessuti corporei. Questi fossili rappresentano gli organismi come erano quando erano in vita, ma questi tipi di fossili sono molto rari.

La maggior parte degli organismi diventano fossili quando vengono modificati attraverso vari altri mezzi.

Il calore e la pressione derivanti dall’essere sepolti nei sedimenti possono talvolta far sì che i tessuti degli organismi – comprese le foglie delle piante e le parti morbide del corpo di pesci, rettili e invertebrati marini – rilascino idrogeno e ossigeno, lasciando un residuo di carbonio.

Questo processo – chiamato carbonizzazione, o distillazione – produce un’impronta di carbonio dettagliata dell’organismo morto nella roccia sedimentaria.

Il metodo più comune di fossilizzazione è chiamato permineralizzazione, o pietrificazione. Dopo che i tessuti molli di un organismo si decompongono nei sedimenti, le parti dure – in particolare le ossa – vengono lasciate indietro.

L’acqua penetra nei resti e i minerali disciolti nell’acqua penetrano negli spazi all’interno dei resti, dove formano cristalli. Questi minerali cristallizzati fanno sì che i resti si induriscano insieme alla roccia sedimentaria che li racchiude.

In un altro processo di fossilizzazione, chiamato sostituzione, i minerali dell’acqua freatica sostituiscono i minerali che compongono i resti corporei dopo che l’acqua ha completamente dissolto le parti dure originali dell’organismo.

I fossili si formano anche da stampi e calchi. Se un organismo si dissolve completamente nella roccia sedimentaria, può lasciare un’impronta del suo esterno nella roccia, chiamata stampo esterno. Se quello stampo si riempie di altri minerali, diventa un calco.

Uno stampo interno si forma quando i sedimenti o i minerali riempiono la cavità interna, come un guscio o un cranio, di un organismo, e i resti si dissolvono.

Rimanenze organiche

Negli ultimi anni, i ricercatori hanno scoperto che alcuni fossili non sono fatti solo di minerali. Le analisi dei fossili hanno dimostrato, per esempio, che alcuni conservano materiale organico datato al Cretaceo, un periodo che durò da 65,5 milioni a 145,5 milioni di anni fa, e al Giurassico, che durò da 145,5 milioni a 199,6 milioni di anni fa

I test suggeriscono che questi materiali organici appartengono ai dinosauri perché corrispondono a certe proteine degli uccelli, che si sono evoluti dai dinosauri.

“Una volta nessuno pensava che fosse possibile che qualsiasi materiale endogeno – materiale che proviene dall’animale – potesse essere lasciato dopo il processo di fossilizzazione”, ha detto Ken Lacovara, il preside della Scuola di Terra e Ambiente alla Rowan University nel New Jersey. “Non è proprio il caso”.

Non è chiaro come il materiale organico sia conservato, ma il ferro potrebbe aiutare le proteine a diventare reticolate e irriconoscibili, o non disponibili per i batteri che altrimenti le consumerebbero, ha detto Lacovara. (La formaldeide funziona in modo simile, reticolando gli amminoacidi che compongono le proteine, rendendoli più resistenti al decadimento, Mary Schweitzer, una paleontologa molecolare alla North Carolina State University, ha detto a Live Science.)

Un’altra idea è “muratura microbica”, ha detto Lacovara. “È possibile che i batteri che inizialmente hanno masticato il tessuto stiano secernendo minerali come prodotto di scarto che poi sigillano ermeticamente un po’ di ciò che rimane”, quasi come un muratore che sigilla una struttura, ha detto a Live Science.

Inoltre, l’arenaria – una roccia fatta di granelli di sabbia di minerali, sedimenti o materiale inorganico – sembra essere il miglior tipo di ambiente per preservare il materiale organico nei fossili.

“L’arenaria è come un mucchio di palloni da pallavolo seduti uno sull’altro con grandi aree interstiziali tra loro”, ha detto Lacovara. “Quindi sembra che un rapido decadimento possa favorire il processo di conservazione. Forse abbiamo bisogno che i batteri si facciano strada velocemente e che si mordano i sedimenti in modo da poterne sequestrare un po’ nel processo.”

Relazione aggiuntiva dello Staff Writer Laura Geggel.

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