Un legno fossilizzato trovato nel centro della Germania ha conservato un registro di 300 milioni di anni della storia geologica dell'Europa. L'analisi delle diverse generazioni di quarzo presenti nei tronchi ha permesso di ricostruire come quella regione si sia affondata, sia rimasta sepolta a diversi chilometri di profondità e sia poi tornata in superficie.
Un legno fossilizzato rivela 300 milioni di anni d'Europa
Una ricerca guidata dall'Università di Münster ha dimostrato che il legno fossilizzato può funzionare come un archivio dei processi geologici avvenuti nel corso di centinaia di milioni di anni. Il lavoro, pubblicato nella rivista scientifica Scientific Reports, studia vari tronchi localizzati nelle montagne di Kyffhäuser, nel centro della Germania.
Gli alberi sono cresciuti circa 300 milioni di anni fa, quando la regione si trovava vicino all'equatore e faceva parte del supercontinente Pangea. Erano parenti già estinti delle attuali conifere e appartenevano a foreste tropicali secche attraversate da sistemi fluviali.
Cinque fasi intrappolate nel quarzo
Gli studiosi hanno identificato cinque fasi successive di mineralizzazione all'interno dei fossili. Ogni generazione di silice e quarzo conserva informazioni sulla temperatura, la pressione e i fluidi che circolavano nelle rocce in momenti diversi.
Le cinque fasi coprono circa 200 milioni di anni, dalla fine del Carbonifero all'inizio del Cretaceo. Incorporando l'ulteriore elevazione e uscita dei materiali in superficie, il registro completo raggiunge circa 300 milioni di anni, la sequenza di mineralizzazione successiva di legno più lunga documentata fino ad ora.
La prima mineralizzazione si è verificata tra 304 e 299 milioni di anni fa, poco dopo che gli alberi furono trascinati e sepolti da inondazioni. L'acqua ricca di silice penetrò nella loro struttura e ricoprì le loro cellule prima che la materia vegetale si decomponesse completamente.
I tronchi rimasero sepolti a cinque chilometri
Il legno non è rimasto sempre vicino alla superficie. Le analisi indicano che i fossili sono arrivati a trovarsi tra tre e cinque chilometri e mezzo di profondità, sottoposti a temperature tra 160 e 240 gradi durante una delle fasi di massimo seppellimento.
I successivi movimenti della crosta terrestre provocarono poi il sollevamento della zona. L'ultima grande generazione di quarzo si formò circa 100 milioni di anni fa, durante una fase di inversione della bacino precedente al suo sollevamento definitivo.
In questo modo, il tronco conserva sia il suo processo iniziale di fossilizzazione sia le tracce lasciate dall'affondamento della bacino, la circolazione di fluidi caldi, i movimenti tettonici e il successivo innalzamento delle rocce.
Come è stata ricostruita la storia geologica
Il team ha combinato diverse tecniche per differenziare e datare le fasi minerali. Tra queste figurano la cathodoluminescenza del quarzo, l'analisi di piccole inclusioni di fluidi, la microscopia elettronica, la termometria Raman e la datazione mediante uranio-piombo.
Le inclusioni sono minuscole sacche di liquido intrappolate all'interno dei cristalli durante la loro formazione. La loro composizione consente di calcolare le condizioni di pressione e temperatura in cui si trovava il legno in ogni fase.
Lo studio si è basato su cinque campioni rappresentativi di legno e arenaria, selezionati dopo un decennio di ricerca su decine di tronchi fossili della regione e centinaia di esemplari conservati in collezioni pubbliche e private. Alcuni dei tronchi noti a Kyffhäuser raggiungono i 20 metri di lunghezza.
Uno strumento per studiare altre regioni
La scoperta amplia il valore scientifico attribuito fino ad ora al legno fossilizzato. Questi resti venivano utilizzati principalmente per studiare antichi alberi, ecosistemi e processi di conservazione, ma possono anche rivelare l'evoluzione delle bacini sedimentari e i grandi movimenti tettonici.
Gli autori ritengono che la metodologia potrebbe essere applicata ad altri giacimenti del mondo. Non tutti i fossili saranno ugualmente utili: la loro capacità di conservare varie fasi dipende dalle condizioni climatiche e sedimentarie in cui sono stati sepolti e dal fatto che diverse generazioni di minerali siano penetrate successivamente nella loro struttura.