Lloc fosilífero de Messel

Erro al crear miniatura:

Lloc fosilífero de Messel

El lloc o jaciment fosilífero de Messel és una pedrera abandonada en una antiga caldera volcànica en el bosc de Sprendlingen, en la perifèria del poble de Messel, a uns 9 km de la ciutat de Darmstadt i a 35 km al surest de Fráncfort del Meno, Alemània. En el passat (fins a 1971) s'explotaven les lutitas bituminosas -que conformen els sediment a on es troben els fòssils- en la finalitat d'obtindre petròleu. El lloc té una gran importància geològica i, principalment, paleontológica per la multitut de fòssilés que s'han trobat en un excepcional estat de conservació.

El jaciment es va originar en l'Eoceno mig, en un maar format despuix d'una erupció freatomagmática. Els antics sediment llacustres d'aquell maar, rovinas i argilas en abundant matèria orgànica, hui lutitas bituminosas, han conservat restants vegetals i mils de fòssils molt ben preservats d'insectes i peixos, aixina com numerosos restants esquelètics complets de reptils, aus i mamífers. En alguns casos es conserven impressions de plomes, pelaje, pell, continguts estomacales, etc., ademés de permanéixer en la forma natural, sense haver-se dispersat les parts del cadàver com ocorre en la majoria dels fòssils trobats, lo que ha ajudat a la reconstrucció més real dels fòssils. Actualment es coneixen més de 1400 tàxons de Messel.

Va ser declarat Patrimoni de la Humanitat per l'Unesco el 9 de setembre de 1995.

Història del jaciment

Erro al crear miniatura:

Pedrera a on es pot apreciar l'estratigrafia de la conca. Avall s'observa un dels actuals afloraments d'aigua, la que és constantment bombejada: de no ser aixina, ya existiria un nou llac en el lloc.

Erro al crear miniatura:

Pissarra bituminosa recollida en el lloc fosilífero de Messel

Des de 1859 i fins a 1970 s'extrea dels sediment de la hoya de Messel mineral de ferro, lignita i argila bituminosa (lutita) per a obtindre petròleu (sediment que coloquialment es denominen «pissarra bituminosa» per la seua òptica similar a la pissarra). La riquea fosilífera de Messel va començar a conéixer-se en 1875, quan es va publicar la primera descripció d'un fòssil procedent del jaciment: els restants fòssils d'un cocodril descoberts per Rudolf Ludwig. No obstant, per esta época era molt més important l'explotació econòmica de la Grube i en un començ no se li va donar gran importància a estes troballes, entre atres coses perque al no haver-se desenrollat una tècnica precisa per a la seua fixació, les mostres es desmoronaban en quant perdien humitat.

En 1966, el museu del Land Hessen, que es troba en la ciutat de Darmstadt, va inaugurar els primers treballs de camp i les excavacions sistemàtiques. Durant prou temps varen coexistir l'explotació de lutitas per a l'obtenció de petròleu en estes primeres exploracions científiques. A partir d'allí, pero especialment pocs anys despuix del tancament d'operacions de la mina a tajo obert en 1971, varen començar a aplegar al lloc molts paleontòlecs aficionats. Atrets per les particularitats del lloc i la facilitat de donar en troballes de grans peces intactes i de gran interés per als estudis paleontológicos, varen començar a realisar excavacions i alçament, la major part de les voltes relativament desorganisats, no sempre acompanyats d'una descripció rigorosa. Molts d'estes troballes es venien ademés a coleccionistes privats abans de ser classificats científicament de manera precisa.

Més vesprada, a partir de 1975, va vindre una época d'excavacions d'emergència: els terrenys de la hoya de Messel havien segut transferits a una associació per a la gestió i eliminació de fem. El pla era transformar el lloc en un abocador de desperdicis per a la zona sur d'Hesse. Varis equips d'organisacions de científics i també aficionats varen participar en la tasca urgent d'intentar rescatar lo més ràpidament possible la major cantitat de fòssils, ans que el lloc anara cobert per a sempre pel basural. En este context, les tècniques d'excavació no varen ser les més ortodoxes, pero sí les apropiades per a este fi d'emergència: s'alçaven (fent palanca) grans plaques dels sediment bituminosos per a després buscar en terreny els fòssils en els mateixos corts travesseres o alçant capes horisontals, simplement utilisant un gavinet gran per a separar-les. Este método va ser prou eficient i molts de les troballes més notables daten d'eixa época (incloent, per eixemple, el primer esquelet parcial d'un prosimio). Es va unir també llavors als esforços d'investigació l'Institut Senckenberg de Fráncfort, un equip científic que continua actualment en excavacions en el jaciment i que en conjunt en un institut de Hanover dedicat a tasques de colaboració en geociències (Institut für geowissenschaftliche Gemeinschaftsaufgaben) i en el servici estatal de Hesse de mig ambient i geologia (Hessisches Landesamt für Unwelt und Geologie) de Wiesbaden, varen portar a terme una perforació de 430 metros de profunditat en el sondeig de 2001.

Geologia

El jaciment es troba a xixanta metros baix terra i té una superfície aproximada de 1 km². Quan es va formar, en l'Eoceno (fa cinquanta millons d'anys), es trobava 10º més al sur que hui en dia, i el seu clima i ecologia eren molt diferents. Hi havia múltiples llacs rodejats per densos boscs subtropicales que albergaven una increible diversitat de formes de vida. El conjunt de llac de Messel era provablement el punt central del drenage dels rius i rieres propenques.

Erro al crear miniatura:

Perfil de la roca (núcleu de la perforació). Mostra en la sala d'exposicions del Centre del visitant de la Grube Messel

Els sediment varen ser depositats durant el periodo Geiseltaliano (Eoceno mig), fa uns cinquanta millons d'anys. En Europa central els jaciments de fòssils d'este periodo són rars. Llocs comparables, com els depòsits d'Egerkingen en Suïssa, aixina com el jaciment de Buschwiller d'Alsàcia en França, són alguna cosa més antics, mentres que en la regió del Eifel i en els jaciments de carbó del Geiseltal (prop de Trobe) els llocs fosilíferos són alguna cosa més recents que el de Messel.

Es tracta en tots estos casos de jaciments terrestres pero, durant el Eoceno, el mar del Nort s'estenia cap al sur comprenent part d'Europa continental, de modo tal que moltes regions d'Alemània, França i Anglaterra es trobaven baix l'aigua, situació de la que donen conte les múltiples troballes de fòssils d'espècies marines. Messel es trobava també a la vora del mar Mediterrànea ancestral, que s'estenia cap al sur. Rodejat en tots els llocs d'aigua, este continent terciario en el que s'ubicava el jaciment sol denominar-se Illa d'Europa Central.

Per una atra part, fa 47 millons d'anys, el clima i la geografia d'Europa eren completament diferents dels actuals. Messel es trobava, ademés, en la latitut geogràfica de l'actual Sicília o del sur d'Espanya. Degut a que els pols no estaven coberts de gèl tampoc existien les actuals grans diferències entre el clima equatorial i les latitut polars. El Eoceno va ser un temps molt càlit en l'història terrestre. Els estudis d'evolució del clima mostren que solament rara volta abans del Eoceno (i mai despuix) varen existir temperatures miges superiors.

A l'inversa, les condicions climàtiques de llavors també poden reconstruir-se a partir de la distribució geogràfica de les espècies en l'actualitat i la seua familiaridad en les espècies fòssils trobades en Messel. Per eixemple, s'ha pogut constatar que les espècies que estan més estretament relacionades en les troballes fòssils es poden trobar hui en dia solament en regions tropicals o subtropicales. Est és el cas, per eixemple, d'algunes famílies de plantes com les Mastixiaceae, típiques del sur d'Àsia. En efecte, la majoria de les espècies relacionades familiarment en les plantes (climáticamente molt exigents) de Messel existixen hui en dia exclusivament en els tròpics i subtrópicos. Algunes famílies es restringixen solament al sur d'Àsia, com les Mastixiaceae, endèmica en la selva tropical de l'archipèlec malayo. En els insectes també ocorre alguna cosa anàlec. Els familiars dels fòssils trobats en Messel - com les cigarras, termites i grills dels arbustos (saltamontes)- poden trobar-se hui solament en àrees tropicals i subtropicales. En Messel s'han descrit recentment (Wedmann et.al. 2007) 36 espècies d'insectes estranys que imiten els fulls d'una planta en una precisió sorprenent, tant en el color com en la forma. Espècies en capacitats similars se circumscriuen hui a la regió d'Àsia del Sur. També hi ha una espècie de mantis trobada en Messel que sobreviu hui en dia solament en Amèrica del Sur.

La roca principal que es pot trobar és la lutita bituminosa, formada pel llent depòsit de fango i plantes al fondo del llac. Els sediment s'estenen 130 metros cap a avall i reposen sobre una capa d'arenisca més antiga. Pero lo que fa que els fòssils del jaciment es conserven tan ben i en tanta claritat són les peculiars característiques del llac. La part superior del llac albergava una gran diversitat d'organismes, pero el fondo no estava subjecte a fortes corrents, creant un ambient molt anóxico. Açò evitava que moltes espècies vixqueren en esta caseta, de manera que el destorbament biològic era mínima. Les inversions de les capes del llac, causades pels canvis de les estacions, reduïen el contingut d'oxigen de les capes superiors, provocant la "extinció" periòdica de les espècies aquàtiques. Tot açò, junt en un ritme de depòsit relativament baix (0,1 mm/any), creava un ambient privilegiat per a la conservació de la fauna i la flora.

Erro al crear miniatura:

Broca tubular utilisada en la perforació, en diamants en la vora. Centre del visitant de la Grube Messel.

Erro al crear miniatura:

Esquema geològic del jaciment en l'Eoceno, mostrant el diatrema i l'anell de tobas (hui completament erosionat) productes de l'erupció freato-magmática que va originar el maar.

La pregunta sobre les raons geològiques que varen permetre que estos fòssils pogueren trobar-se en tan bon estat de conservació i l'orige de la lutita bituminosa en la hoya de Messel va ocupar als investigadors per molts anys. Inicialment es manejaven dos models explicatius o hipòtesis de treball, a saber:

1. Una zona de rift o sòrt de fossa tectónica (Graven) que hauria ocorregut en el context de la formació de la fossa renana (la fossa de l'alt Rhin).
2. Un sorgiment volcànic de la hoya del llac de Messel.

Les hipòtesis d'investigació s'acumulaven entorn a l'enigma del sorgiment i desenroll d'este llac, del temps que va permanéixer allí o de la determinació més precisa d'a partir de quàn es varen començar a acumular els sediment. Sorgien ademés els proyectes d'estudi del clima i els seus possibles canvis, en les corresponents conseqüències per a la flora i la fauna en la zona. Pero principalment es plantejava la següent gran pregunta: ¿Quin és l'història geològica que poden relatar les roques que es troben baix dels sediment sobre les causes del sorgiment del llac?

I en resposta a ella, es va conseguir comprovar el segon model (un orige volcànic), aixina com entregar una explicació més concloent a moltes d'estes interrogants molt recentment, per mig d'una perforació de 433 metros de profunditat realisada en 2001.

En efecte, des de fa pocs anys existix certea científica de que en el lloc va existir un maar, és dir un cràter volcànic extens. No obstant, ya no queden chafades apreciables a simple vista de l'anell de tobas (tuff ring) que es va formar despuix de l'erupció freàtica explosiva i que delimitava el maar, ya que eixe anell va ser completament erosionat per factors climàtics en el devindre de 47,8 millons d'anys transcorreguts des de l'erupció. Eixa explosió va obrir un clot jagantesc que va ser reblit per aigua, donant orige al llac de Messel. Les actuals vores de la Grube que té una profunditat d'uns 60 metros, aixina com el seu emplaçament actual tal com els camins, senderes i instalacions per al bombeig de l'aigua va ser conformant-se a partir de fins del sigle passat, quan s'explotava la lutita bituminosa (en la finalitat d'obtindre petròleu) en una mina a tajo obert. El constant bombeig impedix que en el lloc es forme un nou llac.

Context que permet l'excelent conservació

Lo que verdaderament fa a este jaciment tan espectacular no és solament la gran cantitat i varietat d'espècies trobades, sino el seu increible bon estat de conservació. Degut a que els fòssils, ademés de trobar-se en la seua major part en forma d'esquelets complets, conserven estructures com a plomalls, part de la pell o continguts del tracto intestinal, vàries peces fòssils de Messel han servit per a confirmar o refutar hipòtesis taxonómicas o models construïts sobre la base de la troballa de peces menors (com una vèrtebra o una mandíbula) trobats en atres llocs del món. En el cas dels insectes és possible inclús vore els seus colors i detalls de l'estructura de les seues ales. Tot açò ha permés conformar un quadro asombrosamente complet de la vida d'estos animals, els seus hàbits alimenticis i fins a aspectes del seu comportament. S'ha pogut establir, per eixemple, que les espècies ascendents del cavall trobades en Messel no consumien pastura, com els cavalls actuals, sino fulls i fruts, especialment raïms. D'igual modo, molts dels insectes trobats formant part del contingut de l'estòmec d'atres animals, indiquen els seus hàbits insectívors.

En general, per a que un animal mort o algun atre restant orgànic com una planta no siga devorat pronte per un atre (o degradat completament per bactèries i atres microorganismes) tenen que ocórrer circumstàncies molt especials. El cos de l'animal, planta o material orgànic té que ser cobert per sediment i açò té que ocórrer de manera relativament ràpida. Estos sediment acumulant-se eixercixen cada volta major pressió sobre el cos, tancant-ho progressivament i aplanándolo. Variats processos bioquímics entren ara ací a eixercitar un paper, en part destruint sectors orgànics, al mateix temps que els minerals dissolts en la part acuosa dels sediment i que entren pels poros a estos espais del cos orgànic, cristalizan després dins d'estes estructures (ossos de l'esquelet, closques i closques, etc). Aixina es formen normalment els fòssils, l'organisme es transforma en una “petrificación” i pot conservar-se en este estat per molts millons d'anys.

En Messel la principal circumstància favorable per a la millor conservació ha segut el llac que va sorgir despuix de l'explosió del maar i els seus particulars característiques. Est era prou profunt i en el seu fondo no hi havia pràcticament corrents, de modo que la sedimentación era casi perfecta, sense turbulències o moviments que d'un atre modo haurien desplaçat els eixemplars d'animals morts caiguts fins al fondo. Hui es postula ademés que este llac tenia vàries capes en diverses composicions de les seues aigües, sent les capes del fondo pràcticament carents d'oxigen. En el sol lo que es va formar és un fanc d'algues i restants orgànics animals i vegetals diversos que junt a les argila minerals varen conformar les lutitas bituminosas de Messel.

Erupció de gas volcànic

Erro al crear miniatura:

Jaciment de Messel

Es creu que durant l'Eoceno l'àrea que rodeja el jaciment era tectónica i geològicament activa, la qual cosa fa que els científics teoricen que expulsions com la de llac Nyos (1986) puguen explicar la gran cantitat d'espècies no aquàtiques. L'inversió periòdica de les capes d'aigua podria haver lliberat grans cantitats de gasés reactius (com diòxit de carbono o sulfur d'hidrogen) en el llac i sobre els ecosistemes propencs, matant als organismes més vulnerables. Durant estes erupció, les aus i els rat penats que volaven prop de la superfície podrien haver caigut a l'aigua, i els animals terrestres podrien haver mort quan es trobaven a la vora del llac.

Cianobacterias i toxines

No obstant, açò no explica per qué alguns animals havien mort tots en la mateixa época de l'any pero en diferents anys. L'equip de Wighart von Koenigswald va trobar indicis d'una toxina produïda per les cianobacterias en els sediment de Messel. A partir de llavors, varen deduir que les morts en la mateixa época de l'any es devien a un enverinament estacional de l'aigua causat pel florecimiento de les cianobacterias.