PALEONTOLOGIA

I fossili e la fossilizzazione

Condizioni necessarie per la fossilizzazione.
Alcuni fossili sono talvolta così abbondanti da costituire particolari rocce cui i geologi hanno attribuito il nome dell'animale che ne ha fornito, per così dire, la materia prima: le Radiolariti e le Spongoliti, per esempio, sono rocce sedimentarie silicee costituite, le prime, da scheletri reticolari di Radiolari, le seconde dai sottili aghi che formano lo scheletro delle Spugne. Altri sono rarissimi. Così l' Archeopterix, il più antico fra gli uccelli, è noto in tre soli esemplari. Fra queste due posizioni estreme, si estende tutta una serie di casi intermedi di fossili mediamente abbondanti, poco abbondanti, rari, ecc. Gli abitanti di Villerville, una cittadina francese sulla Manica, che passeggiano sulla spiaggia il 21 marzo, al momento della marea d'equinozio, non hanno che da chinarsi per raccogliere fossili marini; ma occorre a volte tutta una vita di ricercatore per rinvenire una «Felce da seme».
Altrettanto varie sono le dimensioni dei fossili. Sono stati trovati scheletri interi di Rettili giganti, misuranti più di 20 metri di lunghezza e che dovevano pesare dalle 20 alle 30 tonnellate; il più miope dei paleontologi li può vedere a distanza. D'altro canto, per scoprire i Batteri del Precambriano o i Protozoi (animali unicellulari, come le Amebe) dell'era primaria, è perlomeno necessaria una lente e, quasi sempre, un microscopio.
Le forme fossili sono estremamente varie e, più si perfeziona la paleontologia, più il loro elenco si allunga.

Ora, la paleontologia ha eccellenti ragioni per svilupparsi: le grandi compagnie petrolifere, che verso il 1900 non avrebbero accordato un centesimo di sovvenzione agli scienziati che s'interessavano alle condizioni di vita sulla Terra 500 milioni di anni or sono, sono ora le prime a richiedere geologi e paleontologi, da quando ci si è accorti che l'indagine minuziosa dei fossili, microscopici o meno, incrementa le possibilità di successo delle prospezioni. Il numero delle specie fossili note finirà per superare presto quello delle specie viventi descritte (queste sono attualmente 1.200.000).
Processo di fossilizzazione.
All'aria aperta, gli organismi si deteriorano rapidamente.
Perché possano trasformarsi in fossili, ossia perché si conservino con maggiori o minori modifiche, è indispensabile sottrarli all'azione degli agenti atmosferici.
La premessa necessaria per la fossilizzazione è quindi il seppellimento nella terra o l'immersione sul fondo delle acque.
Beninteso, le parti molli dell'organismo, assai fragili, sono generalmente distrutte e solo le parti dure minerali sono le più adatte alla fossilizzazione.
Per questa ragione le conchiglie dei molluschi fossili, che contengono carbonato di calcio, sono innumerevoli, mentre i funghi fossili, che sono costituiti esclusivamente da parti molli, sono assai rari.
Esaminiamo dunque i principali processi di fossilizzazione.
• I fossili canditi. È il caso più spettacolare di fossilizzazione in quanto conserva le parti molli, ma è estremamente raro. A seguito di circostanze fortuite, alcuni animali sono rimasti imprigionati in materie che si sono solidificate (resina vegetale, cere minerali, ghiacci delle regioni polari) e nelle quali essi si sono conservati. È il caso di Mammut rinvenuti intatti, in carne ed ossa, nei ghiacci siberiani o di taluni insetti immersi nell'ambra delle regioni baltiche.
• Le incrostazioni. Nelle sorgenti calcaree, gli organismi vengono rapidamente ricoperti da una crosta di carbonato di calcio. La natura ha così modellato sul posto delle piccole «statue» calcaree, di grande utilità per il paleontologo. Talvolta ci è stata conservata l'impronta interna, talvolta quella esterna.
• Mineralizzazione. È il caso più frequente. Il futuro fossile è immerso in un sedimento (ciò deve avvenire rapidamente, altrimenti i batteri s'incaricano di decomporre totalmente l'organismo) e le parti molli vengono subito distrutte. Rimangono solo quelle dure (scheletri, conchiglie), che subiscono una trasformazione minerale spesso intensa . Per esempio, la conchiglia dei molluschi viventi è prevalentemente formata da carbonato di calcio cristallizzato; anche quella dei fossili è a base di carbonato di calcio ma la struttura cristallina può esser stata modificata, come ora vedremo.
- Nei Gasteropodi, per esempio, gruppo cui appartiene la Lumaca, il guscio è composto di carbonato di calcio cristallizzatosi nella forma ortorombica: l'aragonite, che si presenta generalmente sotto forma di bastoncini prismatici. Questa forma cristallina non è però stabile: essa tende a trasformarsi in calcite, ossia in carbonato di calcio romboedrico.
È quanto accade nel corso della fossilizzazione: i gusci dei Gasteropodi fossili contengono quindi calcite e non più aragonite.
Questa trasformazione avvenuta, per così dire, molecola per molecola, ha evidentemente trasformato la struttura microscopica del test (dal latino testum = «scaglia», termine indicante la corazza calcarea di taluni Invertebrati).
- Per contro, nei Lamellibranchi, gruppo cui appartengono i Mitili e le Ostriche, la conchiglia è fatta di calcite: essa non subisce quindi modifiche strutturali per fossilizzazione, ma si può verificare un'altra eventualità. Così, certe conchiglie di Ostriche hanno gradualmente perduto il loro calcare, dissoltosi per l'azione delle acque d'infiltrazione, che è stato in seguito sostituito, lentamente e progressivamente, da silice.

Questo è estremamente favorevole per noi in quanto le forme così «silicizzate» si sono meravigliosamente conservate. Ciò costituisce però un problema.
Infatti, se è comprensibile il fenomeno di lenta dissoluzione del calcare ad opera delle acque d'infiltrazione, non è per nulla chiaro attraverso quale processo una sostanza (la silice) abbia potuto sostituirsi ad un'altra (la calcite), particella per particella, con tanta precisione e meticolosità.
- Si possono citare altri esempi dello stesso genere in cui un minerale altera la propria forma cristallina, oppure è sostituito da un altro minerale. I gusci delle Ammoniti, le spicole (= «piccoli aghi» ) delle Spugne, i Foraminiferi, ecc., subiscono modifiche del genere. Lo stesso succede per i vegetali, nei quali la cellulosa - sostanza organica - si mineralizza secondo processi altrettanto misteriosi.
A questi fenomeni sono stati attribuiti nomi che è necessario conoscere.
- La comparsa di un nuovo minerale, ovvero la ricristallizzazione di un minerale in una forma diversa (per esempio, l'aragonite che si trasforma in calcite) è un fenomeno di epigenesi (= «sovraimposizione»). Talvolta si verifica con alterazione di volume: per esempio, l'aragonite si epigenizza in calcite con un incremento di volume abbastanza notevole, l'8, 25%.
- La sostituzione di un minerale con un altro, senza variazioni di volume, è una metasomatosi; questo è, per esempio, il caso delle Ammoniti piritiche, fossili in cui il carbonato di calcio è stato sostituito da solfuro di ferro (chiamato pirite, allo stato naturale).
• Impronte fisiologiche. Vengono così chiamate le tracce, impronte ed altre vestigia lasciate dagli organismi mentre erano ancora in vita.
Circostanze di deposizione.
I fossili si trovano solo negli strati sedimentari o, eccezionalmente, in antichi sedimenti metamorfosati.
In taluni casi, i fossili sono raggruppati in nicchie o "strati fossiliferi", che sono generalmente la base di un piano geologico. In altri, essi possono essere isolati e non è raro incontrare piani interi privi di fossili evidenti (l'esame delle rocce al microscopio farà però rilevare quasi sempre dei fossili). L'accumulazione di fossili, che è un fenomeno geologico molto spettacolare, può essere il risultato di varie circostanze: si può trattare di organismi in colonie, accompagnati dalla flora e dalla fauna del loro ambiente (per esempio: i banchi di Ostriche, gli scogli di Polipi, ecc.), oppure ad un ammasso di fossili provocato dalle correnti marine. Esistono inoltre giacimenti fossiliferi che sono veri e propri cimiteri zoologici: nel piano aquitaniano di Saint-Gérand-le-Puy, è stato rinvenuto un cimitero di uccelli fossili, distrutti da emanazioni d'origine vulcanica.
Una nota particolare va fatta per quanto riguarda i resti fossili di mammiferi, particolarmente del Quaternario.
Nella maggioranza dei casi si trovano nei riempimenti delle grotte.
Nel caso dei fossili umani, questi sono spesso accompagnati da arnesi ed utensili vari.


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