2. I FOSSILI Niccolò Argilli - Chiara Greco - Jennifer Ekwueme Giuseppe Falco INDICE 2.1 Premessa 2.2 La Paleontologia: la scienza che li studia 2.3 Cosa sono? 2.4 Gli strani tipi 2.5 Dove e come si formano 2.6 I processi di fossilizzazione
PREMESSA Il presente lavoro intende illustrare a grandi linee e chiarire a caratteri generali l' argomento dei FOSSILI. Esso prende nello specifico in esame i seguenti aspetti: la Paleontologia, cosa sono i fossili, i tipi speciali, dove e come si formano, dove si ritrovano, i processi di fossilizzazione e si propone di guidare il lettore attraverso una serie di conoscenze di base che consentano la risposta alle domande ivi riportate: Come si chiama e in quali settori si suddivide la scienza che studia i fossili? Cosa sono i fossili e gli icnofossili? Che cosa sono i fossili guida e a cosa servono? Quali sono e come avvengono i principali processi di fossilizzazione?
LA PALEONTOLOGIA La parola "Paleontologia" deriva dal greco (paloios = antico, ontos = essere vivente, logia = studio, cioè studio degli antichi esseri viventi). La paleontologia è la scienza che studia i fossili, cioè i resti e le tracce di organismi vissuti nei tempi passati. Essi sono elementi preziosi che permettono di ricostruire la storia biologica e geologica della Terra. Il loro studio non è quindi finalizzato unicamente a catalogare le forme di vita che hanno popolato il nostro pianeta nel corso delle ere geologiche, ma anche a studiare i cambiamenti terrestri del passato per poter prevedere i possibili scenari futuri. Questa scienza è divisa in tre settori: Paleoclimatologia, che serve per ricostruire i climi del passato in una certa zona,in Groenlandia,ad esempio,sono stati ritrovati fossili di felci e di pesci tropicali che testimoniano come un tempo in questa zona,oggi ricoperta dai ghiacci,il clima fosse caldo e umido. Paleoecologia, che serve a ricostruire gli ambienti del passato,la presenza di conchiglie marine in una zona montuosa testimonia l esistenza di un antico mare, mentre la presenza di proboscidati simili agli elefanti attuali testimonia che,in passato, in quella zone vi era una savana. Paleogeografia, che serve per avere informazioni sulla geografia del passato, permette di ricostruire le posizioni di mari e continenti nei diversi periodi della storia della Terra.
I FOSSILI Il termine fossile (dal latino fodere = scavare) abitualmente viene usato per indicare resti integri o parziali di organismi un tempo viventi, più in generale viene usato per una qualsiasi testimonianza di geologicamente passata: resti animali, quali ossa, denti, conchiglie; resti vegetali, quali foglie, tronchi, pollini; evidenze di attività vitale, come tane e orme, questi particolari resti sono detti icnofossili. Esistono anche i fossili viventi e i fossili nell'ambra. I fossili si ritrovano in corpi rocciosi di origine sedimentaria, cioè originati per l'accumulo di frammenti preesistenti o per la deposizione di sostanze chimiche. Non tutte le rocce sedimentarie sono depositarie di resti fossili, ma spesso sono stati proprio i fossili a permettere la datazione e la ricostruzione geologica della storia di interi gruppi rocciosi. Per dare un' età ai fossili si usano i fossili guida.
I FOSSILI GUIDA I fossili guida sono resti fossilizzati di animali o piante vissuti su un'area geografica molto vasta, ma per un tempo piuttosto breve. Essi servono a stabilire la contemporaneità di rocce poste anche a grande distanza: gli strati rocciosi che contengono fossili uguali hanno la stessa età geologica. Sono fossili guida le ammoniti, molluschi cefalopodi simili all'attuale Nautilus, ottimi nuotatori diffusi in tutti gli oceani, di cui si è conservata la tipica conchiglia avvolta a spirale, le trilobiti, forme intermedie tra insetti e crostacei, di cui si sono conservati gli esoscheletri, e le fusuline, protozoi unicellulari dal guscio calcareo. Per essere considerata fossile guida una specie deve: essere stata ritrovata in varie zone della Terra; aver avuto una rapida evoluzione, essere cioè apparsa e scomparsa in un periodo di tempo relativamente breve; essere rappresentata, in uno stesso strato, da numerosi esemplari; essere di piccole dimensioni, perché così è più facile ritrovare esemplari intatti anche in campioni molto piccoli di roccia; essere facile da riconoscere a occhio nudo.
GLI STRANI TIPI DI FOSSILI Oltre ai fossili veri e propri costituiti da resti più o meno completi di un organismo, ve ne sono altri che non fanno parte dell'organismo stesso in quanto tale. Questi fossili, che vengono detti icnofossili, sono rappresentati da tracce dell'attività biologica di vari tipi di organismi e sono costituti da orme di vertebrati, piste della locomozione di invertebrati, gallerie scavate da invertebrati per procurarsi il cibo o per cercare riparo all'interno di sedimenti non ancora consolidati. Anche le uova e gli escrementi fossili rientrano in questa categoria. La paleoicnologia è la disciplina che si occupa dello studio delle tracce fossili e, pur presentando strette relazioni con la paleoecologia e la sedimentologia, è diventata un settore autonomo e molto importante della paleontologia. Basti infatti pensare che in molte rocce gli icnofossili sono i soli fossili a disposizione del paleontologo.
Alcuni di essi sono stati identificati e classificati prima come fossili che come organismi viventi. Si tratta di veri e propri sopravvissuti, che vivono in un mondo diverso da quello in cui si sono evoluti e si trascinano appresso la loro arcaicità, ritagliandosi spesso un angolino in zone dove la competizione non è troppo forte. Un esempio è dato dall'opossum e dai Marsupiali in genere che, insieme ai Monotremi, sono organismi molto più simili ai primi Mammiferi che non a quelli moderni. Vi sono poi delle specie che semplicemente sono rimaste invariate lungo un ampio periodo di tempo. Queste specie parlano dal passato, danno ai paleontologi informazioni su biologia e fisiologia che spesso possono essere solo ipotizzate su un fossile. Gingko biloba è una specie di albero rimasta invariata dal Carbonifero superiore, per 300 milioni di anni. Nel Giurassico le Gingkoali erano molto diffuse. Oggi sono alberi ornamentali che danno un tocco esotico ai nostri giardini, ma sono state coeve dei dinosauri. Ogni albero, alto fino a 30 metri, porta organi di un solo sesso e, perché avvenga la fecondazione, è necessario che il vento trasporti il polline sugli organi femminili; dopo la fecondazione si sviluppa un grosso seme avvolto da una polpa rossiccia. Il Gingko rappresenta una via di mezzo tra le piante più arcaiche e le piante più moderne.
Uno dei fattori che hanno sempre alimentato l'allure che circonda l'ambra è la presenza di fossili: frammenti vegetali, insetti e persino piccoli rettili rimasti invischiati nelle resine molli ed in esse conservati con un processo definito in toto: infatti l'aspetto esteriore dell'organismo, a perfetto contatto con la resina fossile che l'ingloba, è quello dell'animale vivente, senza deterioramento apparente.
LA FOSSILIZZAZIONE La fossilizzazione è un evento raro che dipende da una serie di circostanze favorevoli. In genere,quando un organismo muore,il suo corpo viene distrutto dagli agenti fisici, chimici e biologici; Inizialmente si decompogongo le parti molli ma con il tempo anche le parti dure vengono attaccate trasformandosi in sali minerali affinchè il resto si possa conservare dev'essere rapidamente ricoperto dai sedimenti, materiale solido accumulato sulla superficie terrestre; questi devono essere fini e compatti. La fossilizzazione è favorita in ambienti in cui la sedimentazione è più veloce, come i mari poco profondi, le lagune, le paludi e i laghi.
I PROCESSI DI FOSSILIZZAZIONE I più importanti processi di fossilizzazione sono 4: La mineralizzazione, o sostituzione, è il processo che avviene più frequentemente. Esso si verifica quando le sostanze organiche nel corpo dell'organismo morto vengono sostituite da minerali. Se il processo interessa una conchiglia di un mollusco si puo formare un calco naturale; L'incrostazione avviene soprattutto in ambienti terrestri in zone dove circolano acque ricche di carbonato di calcio;se esse ricoprono i resti di un organismo, dopo l'evaporazione dell'acqua, questi restano inglobati all'interno di due strati di sali minerali che ne conservano l'impronta; L'impregnazione interessa gli scheletri porosi dove le piccole cavità delle ossa vengono riempite dai sali minerali disciolti nell'acque circolanti; La carbonizzazione è un processo che interessa i resti vegetali che consiste nell'eliminazione di ossigeno, idrogeno e azoto, con conseguente aumento delle percentuali di carbonio. Questo processo ha portato a carboni sempre più ricchi in carbonio, indicati con nomi diversi: torba, lignite, litantrace, antracite.