I paleontologi stanno ancora scavando nelle origini della Pompei cinese / settimana grave

Quando qualcosa muore, la natura assicura che i suoi resti non rimangano intatti. I microbi divorano i tessuti molli, e vento, pioggia, fiumi, oceani e spazzini si muovono tra i segmenti duri del cadavere. Mentre passano eoni, questi segmenti scheletrici possono diventare fossilizzati, ma rimangono pezzi di puzzle spezzati di un puzzle che spesso non possono essere completamente ricostruiti insieme.

Ma circa 130-120 milioni di anni fa, nell'attuale Cina nord-orientale, la natura si è comportata in modo piuttosto diverso. Fu allora, durante il primo periodo del Cretaceo, che si verificarono una serie di eventi cataclismatici, assicurando che una vasta collezione di piante e animali, inclusi molti dinosauri, fosse lasciata nello stesso stato in cui erano quando erano vivi.

Questi scheletri fossilizzati, spesso completamente o almeno in parte uniti, sembravano essere stati congelati in tempo. Molti di loro conservavano ancora i tessuti molli, dai muscoli alla pelle. Il notevole stato di conservazione in questo luogo, ufficialmente noto come Jehol Biota, ha portato alcuni ricercatori e giornalisti a doppiare il sito "Pompei cinese".

Tuttavia, la vera storia alla base di questo tesoro fossilifero, che si estende per 10 milioni di anni, è più complessa di quanto questo sorprendente moniker porterebbe a credere. Ancora oggi, gli esperti non sono ancora completamente sicuri di ciò che ha prodotto uno dei più importanti siti paleontologici sulla Terra.

Come al mondo questi fossili erano così ben conservati?

I registri storici sono vaghi sulla data in cui questi importanti letti fossili furono scoperti per la prima volta. Ma sappiamo che durante la fine del XIX secolo e l'inizio del XX, hanno catturato l'attenzione di alcuni collezionisti di fossili.

Era, tuttavia, una serie di documenti importanti, tra cui diversi pubblicati in Natura e Scienza negli anni '90, questo ha attirato maggiore attenzione da parte del mondo scientifico. I giornali descrivevano attentamente il contenuto degli strati rocciosi e rivelavano una quantità di fossili straordinari. Da allora è stato scoperto che gli strati contengono migliaia di singole specie, tra cui pesci, rane, tartarughe, uccelli, dinosauri non-aviari, pterosauri, salamandre, piante, mammiferi, insetti e altro.

Grazie a indizi geologici lasciati all'interno dei letti fossili, fu stabilito che questi organismi vivevano in una zona lussureggiante, temperata, simile a una giungla o pesantemente boscosa da una serie di laghi. Questo ambiente estremamente biodiverso potrebbe essere scomparso negli annali della storia geologica, ma questi strati rocciosi offrono ai paleontologi un assaggio di ciò che era.

Questa collezione di vita ha rivoluzionato la paleontologia. I cacciatori di dinosauri, in particolare, erano entusiasti: la pletora di piume e strutture ossee sosteneva chiaramente il consenso della costruzione che gli uccelli si erano evoluti dai dinosauri più vecchi. Non solo, ma i melanosomi conservati - organelli che producono pigmenti - permisero agli scienziati di capire che colore erano le piume di dinosauro per la prima volta.

"I dinosauri piumati sono, a mani basse, i fossili di dinosauro più importanti trovati durante la mia vita", dice Steve Brusatte, un paleontologo vertebrato e biologo evolutivo presso l'Università di Edimburgo. "E questo è tutto a causa della squisita conservazione - avendo non solo ossa, ma piume e piume meravigliosamente dettagliate in questo."

Egli descrive Zhenyuanlong suni, un nuovo rapace che ha aiutato a identificare nel 2015, come il suo "prediletto di tutti i tempi", il fossile più bello che abbia mai avuto il privilegio di studiare. Le sue ossa color cioccolato spiccano prominenti rispetto alla roccia circostante, così come l'aureola di piume che si trova sul corpo, comprese le penne d'oca sulle braccia simili ad ali. "Quando guardi questo dinosauro, vedi un uccello", dice.

Per quelli affascinati dal Jehol Biota, la domanda, naturalmente, è come nel mondo questi fossili sono stati così ben conservati? La conservazione dipende in gran parte dall'ambiente in cui gli animali o le piante sono morti e quell'informazione può essere presa in considerazione dai sedimenti in cui i fossili sono racchiusi.

Si scoprì che gran parte delle formazioni Yixian e Jiufotang - due delle tre formazioni rocciose contenenti il Jehol Biota - erano depositi di laghi. Chiaramente, molti degli animali furono sepolti nella parte inferiore dei laghi preistorici.

Stranamente, c'erano molti animali terrestri trovati all'interno di questi letti di lago, suggerendo che forze potenti portarono questi estranei nei loro ultimi luoghi di riposo. Come succede, questi strati del lago sono intervallati da depositi vulcanici, indicando che l'attività vulcanica era una caratteristica prominente della regione.

Alcuni ricercatori sospettavano che i lahar potessero essere gli assassini. Questi sono flussi di fango vulcanico: quando vengono depositati cenere vulcanica e detriti pre-depositati, possono spostarsi su distanze considerevoli come fanghi rapidi, freddi, simili a cemento, che raccolgono tutto ciò che incontrano, compresi i dinosauri. Altri hanno indicato le posizioni arrotolate di alcune creature e hanno suggerito che i gas tossici vulcanici, forse rilasciati dai laghi, hanno soffocato gli animali. Furono poi sepolti in una data successiva dalla cenere fine.

Poi, nel 2014, è apparso un blockbuster Comunicazioni della natura con un'idea coraggiosa: cosa sarebbe successo se i flussi piroclastici fossero la causa? Queste miscele di cenere, pezzi di lava e gas, generati da vari tipi di attività vulcanica esplosiva, possono essere 700 ° C (1.300 ° F) e muoversi a una velocità di 80 chilometri (50 miglia) all'ora.

Un gruppo guidato da Baoyu Jiang, un professore di paleontologia e stratigrafia presso l'Università di Nanjing, ha esaminato 14 fossili estratti dagli antichi strati rocciosi del lago dei letti Jehol. I ricercatori hanno scoperto che molti dei sedimenti contenenti fossili erano ricchi di componenti vulcanici, probabilmente rappresentando la sepoltura degli animali nelle ceneri vulcaniche.

Hanno anche notato che sembravano delle strisce nere sulle ossa di questi animali, oltre a crepe intricate. Per loro, questo indicava che gli animali erano stati carbonizzati. Infatti, scrivono che questo danno era "paragonabile alle caratteristiche delle vittime di Pompei e dei vicini siti archeologici catturati nei PDC dall'eruzione del 79 d.C. Vesuvio.”

I PDC (correnti di densità piroclastiche) assumono diverse forme, ma il tipo più comune sono i flussi piroclastici. I picchi piroclastici, anche comuni, sono versioni leggermente più fresche e gassose dei flussi.

Gli effetti dell'incontro di entrambi sono solitamente gli stessi. Chiunque colpito da questi subirà uno shock termico estremo, causando un rapido fallimento degli organi. I loro muscoli si contraggono improvvisamente, mettendoli in posizioni arrotolate note come pose pugilistiche. L'acqua nel corpo bollirà rapidamente, incluso nel cervello, che può far esplodere il cranio. Coloro che non sono stati colpiti dal calore si sarebbero asfissiati a causa del cocktail di gas tossici scatenati e nuvole di cenere. La morte è spesso veloce, ma raccapricciante.

La squadra di Jiang sospetta che questi flussi letali abbiano ucciso gli animali. Allo stesso tempo, i ricercatori suggeriscono che la cenere vulcanica a grana fine formi stampi attorno ai loro resti, incapsulandoli e proteggendoli dagli scavenger e dai normali processi di decomposizione. Questa teoria cerca di spiegare la morte e la qualità della conservazione, ma come hanno fatto tanti tipi diversi di animali - dagli uccelli alle salamandre, dagli pterosauri ai dinosauri - finiscono tutti nei laghi? La risposta, suggeriscono, è che i flussi piroclastici erano abbastanza diffusi da spazzare via non solo la vita che viveva a fianco del lago, ma la vita lontano dai suoi bordi.

La loro teoria, che si applica provvisoriamente a gran parte del terrestre Jehol Biota, sembrava risolvere elegantemente diversi misteri. Una squadra separata, tuttavia, sospettava che fosse un po 'troppo bello per essere vero. Scrivere un anno dopo Paleogeografia, paleoclimatologia, paleoecologia, un gruppo diverso di ricercatori, tra cui Mike Benton, professore di paleontologia dei vertebrati all'Università di Bristol, ha dato un'occhiata più da vicino a una sezione della Formazione Yixian e ha raggiunto una conclusione molto diversa.

Prende il nome dal villaggio più vicino, l'unità di Lujiatun presenta una conservazione dei fossili particolarmente eccezionale. Il materiale vulcanico domina l'unità, non i sedimenti portati dal lago. La valutazione di laboratorio e di laboratorio di questa squadra ha indicato che l'unità era in effetti la parte superiore di una pianura alluvionale. I sedimenti qui sono stati certamente forniti dalle caratteristiche di eruzione vulcanica - tra cui lahar, flussi piroclastici e ricadute di cenere - ma intense piogge hanno generato alluvioni che li hanno spostati dopo che sono stati depositati inizialmente.

Queste inondazioni multiple, enormi, gigantesche, simili a lastre, erano in grado di trasportare e preservare - e possibilmente uccidere - le creature trovate intrappolate e fossilizzate all'interno dell'unità. Non c'è necessariamente alcuna prova che le eruzioni vulcaniche, oi flussi piroclastici, siano stati direttamente coinvolti qui nel processo di fossilizzazione qui.

Certo, è probabile che una manciata di morti nell'area sarebbe legata ad eventi vulcanici, dai PDC ai lahar. Lujiatun è anche solo una unità, e quindi non può essere direttamente confrontato con le altre unità di letti di lago ricchi di fossili osservati dal team di Jiang nel documento del 2014. In effetti, Jiang afferma di essere all'altezza delle conclusioni dello studio: non dubita che l'unità Lujiatun rappresenti flussi di detriti vulcanici, ma è molto diverso dai depositi del lago che si sono concentrati su.

In ogni caso, lo studio del 2015 sottolinea l'importanza di esaminare molto attentamente il record di sedimenti in ogni sito attraverso gli strati di roccia di Jehol, una necessità prima che qualsiasi affermazione radicale sulle antiche apocalissi stile pompeiana possa essere fatta.

"Non credo che il modello di Pompei sia rifiutato, ma certamente sosterremo che è improbabile per un paio di motivi", dice Benton. Osserva che non ci sono prove convincenti nella carta del suo team o in qualsiasi altro che mostri che gli esemplari in uno qualsiasi degli strati sono stati bruciati dalla cenere bollente. Se lo fossero, è difficile spiegare perché così tanto materiale organico di creature anche delicate, come gli insetti, è rimasto intatto. Allo stesso tempo, le vittime della vera Pompei furono effettivamente sepolte e conservate, ma non furono trasportate.

Pierre-Olivier Antoine, paleontologo dell'Università di Montpellier, afferma che entrambi i documenti non possono essere generalizzati per adattarsi all'intero sito. Non si può dire che Lujiatun rappresenti ciò che è sempre accaduto nel corso dei 10 milioni di anni, e nemmeno i depositi sul fondale.

Tuttavia è "più a suo agio" con lo studio del 2015, che implica una "serie più ampia di eventi legati al vulcano" piuttosto che un tipo solitario di killer. L'asfissia attraverso il gas vulcanico, la carbonizzazione delle ceneri calde, il trasporto dalle correnti di densità piroclastica e i flussi di sedimenti provocati dalle inondazioni potrebbero essere tutti coinvolti.

A partire dal 2018, la questione della conservazione rimane aperta al dibattito. I dettagli restano incerti, ma, come osserva Brusatte, "tutto sembra essere giù per i vulcani". Queste creature, andando in giro per la loro attività quotidiana, furono rapidamente uccise e preservate in modo molto simile a quello degli umani di quell'antica metropoli romana, lui dice.

"Non era esattamente uno scenario in stile pompeiano," dice, "ma non era troppo lontano."