Come avviene la fossilizzazione ?

Eeeeh, c'è da prendersi del tempo per rispondere... comincio col farla molto breve, poi si approfondirà man mano. Ci sono molti tipi di fossilizzazione che dipendono da svariati fattori: con che organismo abbiamo a che fare, in che ambiente si è deposto, cosa gli è successo mentre cercava di arrivare fino a noi, ecc. ecc.

Quello che si può dire in generale è che, quando un organismo muore, perché si fossilizzazione deve essere isolato da tutti quei fattori che lo distruggerebbero, che siano biologici(animali, microorganismi ecc che vorrebbero mangiarselo) meccanici(onde, erosione, abrasione e robe così) o chimici ( sostanze circolanti nei sedimenti, che possono intaccare, in un modo o nell'altro l'organismo) . A svolgere spesso egregiamente questa funzione isolante sono i sedimenti che si depositano sopra al nostro soggetto. Ora passo la parola ad altri, che devo scappare in officina. Continueremo più tardi 😉

Come già introdotto da Lorenzo i fattori che permettono ad un organismo di fossilizzarsi sono molteplici e legati essenzialmente all'ambiente in cui il malcapitato si viene a trovare. Riprendendo un grafico che ho trovato sulla rete (vedi sotto) si può dire che all'atto della morte dell'organismo (per molteplici motivi che vanno dalla morte naturale, alla predazione, a cause come asfissia in ambienti ostili ed altro), esistono differenti processi che portano a differenti modi di conservazione. Tra questi posso enumerare:

1) siamo in condizioni normali in cui il cadavere viene decomposto da organismi necrofagi, batteri, funghi e se ne perdono completamente le tracce (e questo avviene nella grandissima maggioranza dei casi); questo è il caso più comune di (NON) fossilizzazione. Lo dico perché a forza di vedere fossili a destra e a sinistra, stupendi, ricostruiti, belli, magnifici ci "abituiamo" a credere che questi non siano poi cosi' rari. Invece lo sono.

Ancora più se ci troviamo in condizioni di terre emerse, dove i siti di fossilizzazione sono estremamente rari. L'assenza di "anelli di congiunzione" degli organismi superiori, non sono dovuti al fatto che non esistono (come tanti creazionisti vogliono far credere), ma sono le condizioni di conservazione che sono estremamente difficili sulle terre emerse, e di conseguenza il loro rinvenimento.

2) Ma se ci troviamo nelle buone condizioni che ne permetteranno la conservazione nel tempo allora i processi possono essere molteplici.

Queste condizioni, che ricordo sono particolari e non comuni, possono permettere la conservazione sia intera, sia parziale dell'organismo e con dettagli più o meno presenti. Vediamo i principali:

1- Fossile inalterato: questo tipo di fossilizzazione è il piu' raro, ed i giacimenti che danno alla luce questi tipi di fossilizzazione (ma che si possono rinvenire anche secondo altre modalità di fossilizzazione)) prendono nome di konservat-lagerstätten, piu' o meno 'giacimenti a conservazione completa', dal tedesco. Tipiche sono le conservazioni in ambra, in cui tutte le parti più delicate dell'organismo sono conservate. Purtroppo sono essenzialmente insetti, arachnidi, piccoli frammenti di vegetali, lucertole, piume e rarissimi frammenti di piccoli dinosauri. Altri tipi di conservazione completa sono quelle che si rinvengono nei bitumi (come in Rancho la Brea vicino a Los Angeles, o a Messel in Germania), in cui la roccia estremamente ricca di materia organica, catrami, bitumi, permette una corservazione eccezionale. La mummificazione e congelamento sono altri esempi di conservazione completa, come per i Mammuth, i Rinoceronti lanosi della Siberia per esempio.

Piccolo di Mammuth mummificato e conservato nel permafrost siberiano

Insetto conservato in ambra

2- Se la materia organica sparisce e restano solo le parti dure (o quelle meno soggette a dissoluzione possiamo avere:

2a- la Permineralizzazione, cioè il processo in cui fluidi saturi in minerali solubili nelle corrette condizioni di temperatura e pressione, precipitano all'interno dei tessuti organici, sostituendone i tessuti cellulari e precipitando i minerali. Un esempio tipico sono gli alberi pietrificati, in cui le singole cellule sono sostituite da minerali,oppure le ossa dei dinosauri.

Legno silicizzato

2b- la Sostituzione implica la sostituzione da parte di un minerale particolare di tutto l'organismo, il quale pero' che ne conserva la morfologia, tutta la struttura viene sostituita per esempio da pirite (come i trilobiti ordoviciani piritizzati della Beecher's Bed nello Stato di New York), l'opalizzazione come per i pregiatissimi fossili australiani, o la silicizzazione. Casi eccezionali sono la sostituzione con Azzurrite, Valerianite od altri minerali esotici.

Triarthrus piritizzato

Belemnite in opale

Legno fossilizzato con parziale sostituzione di azzurrite

2c- la Copia e l'impronta; qui l'organismo seppellito viene sia completamente dissolto ed il vuoto riempito da sedimento più fine che ne ripete la forma, di modo che abbiamo una sorta di modello esterno, sia tutto l'organismo viene dissolto e rimane un vuoto che riprende il modello esterno dell'individuo, si parla di impronta, oppure il vuoto della parte interna dell'organismo (una conchiglia per esempio) darà origine ad un modello interno; mi vengono in mente i grossi Pecten e Clypeaster del Miocene nella zona basale della Pietra del Finale per quello che riguarda le impronte.

Impronta esterna di Pecten

2d- la Carbonizzazione è anche essa molto particolare perché tutti i composti organici sono dissolti e resta solo il Carbonio come elemento chimico che ripete la morfologia dell'organismo d'origine; ovviamente i deposti del Carbonifero che hanno dato alla luce eccellenti fossilizzazioni a vegetali carbonizzati ne sono un esempio.

Fronde carbonizzate

2e- la Ricristallizzazione avviene quando a causa di modificate condizioni di temperatura e pressione, gli elementi costituenti l'esoscheletro del fossili cambiano di assetto cristallino e per esempio si passa da uno scheletro calcareo ad uno dolomitico; In genere si perdono i dettagli del fossile in quest'ultimo caso, oppure da aragonitico a calcitico, in cui i dettagli risultano meglio conservati, e sono la maggior parte di fossili che si trovano in natura.

Modello interno dolomitizzato

2f- la cosiddetta "bioimmurazione" scusate la traduzione caciara (tradotto dall'inglese bioimmuration", in cui un organismo viene inglobato da un altro e ne risulta che si viene a conservare o l'impronta esterna o lo scheletro calcareo ricoperto dall'organismo inglobante; Un esempio sono le colonie di briozoi che possono avvolgere strutture coralline come nell'esempio seguente:

Colonia di briozoi che hanno inglobato un organismo a forma stellata (Catellocaula vallata)

3- infine sono da considerarsi anche come resti fossili le impronte (ichnofossili) lasciate dalla creatura durante la sua attività, come spostamento, seppellimento, pascolo, defecazione (cioè i coproliti)...

Impronte lasciate su un fondo fangoso da parte di un tetrapode.

Questi sono solo alcuni esempi tra i principali processi di fossilizzazione.

Quindi i differenti colori che si rinvengono nei vari trilobiti sono legati ai processi diagenetici e dall'ambiente di fossilizzazione.

Fossili scuri, neri, grigi, in genere indicano che l'ambiente in cui l'organismo si è conservato era povero di ossigeno, la matrice generalmente possiede anch'essa la stessa colorazione, ed i composti organici disciolti nel sedimento (spacca una roccia scura ed annusa immediatamente, sentirai odore di uova marce) permeano il fossile sostituendo lo scheletro originario con minerali come ossidi di ferro, minerali come la pirite, marcassite, ossidi ferrosi e comunque generalmente scuri.

In caso il processo di fossilizzazione avvenga in condizioni in cui i sedimenti sono particolarmente ben ossigenati, calcarei (come in zone di barriera o piattaforme carbonatiche), i fossili assumeranno colori piu' chiari, marroni chiaro, bianchi, rossi, beige come quelli russi di San Pietroburgo e dell'Oklahoma e la matrice sarà anch'essa chiara.

Tutto questo detto molto sui generis, ma tanto per darti un'idea.

Ovviamente ci sono molti altri fattori che possono influenzare il processo di fossilizzazione, ma in generale il principale è il seppellimento che deve essere il più rapido possibile onde evitare che la carcassa venga disintegrata da altri organismi, oppure che si venga a depositare in ambienti particolarmente ostili alla vita, dove c'e' scarso ossigeno ed i processi di bioturbazione molto limitati.

Un fattore che ha permesso la conservazione di organismi a corpo molle particolarmente delicati nel Precambriano e limitatamente nel Paleozoico inferiore è stata anche la presenza di tappeti algali (biofilm) presenti sul fondo del mare che hanno protetto e "sigillato" l'organismo, seppellito da sedimenti fini ed arenarie, dall'azione di batteri che ne avrebbero irrimediabilmente compromesso la loro conservazione; Questo ha permesso di poter gioire delle misteriose faune di Ediacara del Neoproterozoico terminale.

Dickinsonia costata, fossile icona della fauna dell'Ediacarano australiano

Aggiungerò all'ampia lista la fossilizzazione per incrostazione, che si verifica generalmente in presenza di acque ben cariche di minerali. Gli schizzi d'acqua, un po' alla volta, depositano sostanze minerali sul soggetto in questione, che ne rimane ricoperto. Si parla di solito di carbonato di calcio (il calcare), ed è il modo in cui si forma il travertino, che infatti spesso contiene impronte di vegetali. Molto più raramente capita però di trovarci anche qualche resto animale, come questi granchietti d'acqua dolce che arrivano dall'Anatolia.

si tratta comunque di "fossili" molto recenti, ben sotto il milione d'anni di età, motivo per cui ho messo il termine tra virgolette. Lì, sotto quella crosta di calcare, è ancora ben presente il carapace originale del simpatico crostaceo.

Ultimo tipo di fossilizzazione che mi viene in mente, ed anche estremamente rara, è l'inclusione di piccoli organismi all'interno di cristalli. Si può verificare per esempio con i cristalli di gesso che, crescendo molto rapidamente, riescono ad inglobare robette tipo exuvie di insetti.

Grazie Lorenzo per le precisazioni ed aver aggiunto queste due fossilizzazioni particolari che mi erano sfuggite (fantastico il granchietto!)

Ragazzi grazie veramente . Siete riusciti a chiarirmi molti dubbi che avevo riguardo questo argomento , in modo completo ed esaustivo

! I fossili opalizzati non li avevo mai visti .. che spettacolo !

Luca, grazie a te per aver postato questa domanda. Anche io, cercando di rispondere nella maniera più completa possibile, ho scoperto cose interessanti rispetto alla fossilizzazione. Quindi chiedete! :-)

Urco mi ero perso questa rassegna!

Riprendo questo post per spiegare a Luca come avviene la costituzione di concrezioni calcaree (noduli). Normalmente tale fossilizzazione avviene in argille marnose a basso contenuto in carbonati, con la formazione di noduli costituiti prevalentemente da calcite e siderite. Tali noduli hanno forma arrotondata e sferoidale con dimensioni anche ragguardevoli (da pochi cm fino a diversise decine di cm anche oltre 70!) I fossili in tali concrezioni non risultano mai schiacciati, quindi parliamo di processi diagenetici primari.

La decomposizione delle proteine e delle amminie libera nell'ambiente ammoniaca creando nell'intorno dell'animale in decomposizione un ambiente molto alcalino. Dato che la solubilità dei carbonati decersce con l'aumentare del PH. le acque interstiziali , sature di CaC03, depositano il carbonato nei tessuti e nel sedimento inglobante.

Questa precipitazione di calcite riduce la % di carbonato attirando con un gradiente locale nuovi ioni Ca2+ verso il fossile.

Tale deposizione avviene fino a che la decomposizione dell'animale e la produzione di Ammoniaca non è finita. Questo processo è molto importante da capire perché ci spiega come mai nei noduli non si conserva quasi mai né la testa né la coda degli animali fossilizzati....

Tipico esempio sono i pesci della Santana Formation in Brasile, o i noduli di Siderite di Mazon Creek

se trovo una bella immagine la posto...... intanto un poco di Biblio se si vuole approfondire l'argomento....

Baird, G. C., Shabica, C. W., Anderson, J. L. & Richardson, E. S. 1985. Biota of a Pennsylvanian muddy coast: habitats within the Mazonian delta complex, Northeast Illinois. Journal of Paleontology 59, 253–281. (http://www.jstor.org/stable/1305027)

Berner, R. A. 1968. Calcium carbonate concretions formed by the decomposition of organic matter. Science 159, 195–197. (doi:10.1126/science.159.3811.195)

Briggs, D. E. G. 2003. The role of decay and mineralization in the preservation of soft-bodied fossils. Annual Review of Earth and Planetary Sciences 31, 275–301. (doi:10.1146/annurev.earth.31.100901.144746)

Briggs, D. E. G. & Kear, A. J. 1993. Decay and preservation of polychaetes: taphonomic thresholds in soft-bodied organisms. Paleobiology 19, 107–135. (http://www.jstor.org/stable/2400774)

esempio di fossilizzazione in nodulo.... Santana Fm Brasile

immagine tratta da: The age of the Cretaceous Santana Formation fossil Konservat Lagerstätte of north-east Brazil: A historical review and an appraisal of the biochronostratigraphic utility of its palaeobiota

Ho visto un gasteropode sostituito da un minerale assai inusuale, il Berillo (una varietà di smeraldo). Questo fossile proviene da Matecaña, El Diamante, Gachalá, Cundinamarca, Colombia, e lo potete ammirare di seguito:

La foto è copyright © Fabre Minerals e la potete vedere a partire da qui: https://plus.google.com/+Geologypagecom/posts/er5DXuqKJAp

si lo avevo visto anche io su facebook...fantastico...o meglio stranissimo...lore se puoi posta il tuo trillo Luccicoso...mai trovati altri

Eccolo! Liomegalaspis Hupeiensis con "glassatura" in microcristalli di calcite. Peccato solo che non sia fluorescente all'UV