Trovare un fossile in una miniera di carbone non è un grosso problema. I depositi di carbone, dopo tutto, sono paludi di torba pietrificate, e la torba è fatta da piante in decomposizione, che lasciano le loro impronte nel fango e nell’argilla mentre si indurisce in pietra di scisto.
Ma era una cosa completamente diversa quando John Nelson e Scott Elrick, geologi dell’Illinois State Geological Survey, esaminarono le miniere di carbone di Riola e Vermilion Grove nell’Illinois orientale. Inciso nei soffitti dei pozzi delle miniere è la più grande foresta fossile intatta mai vista – almeno quattro miglia quadrate di deserto tropicale conservato 307 milioni di anni fa. Questo è quando un terremoto improvvisamente abbassato la palude 15 a 30 piedi e fango e sabbia si precipitò in, coprendo tutto con sedimenti e uccidendo alberi e altre piante. “Deve essere successo in poche settimane”, dice Elrick. “Quello che vediamo qui è la morte di una palude di torba, un momento nel tempo geologico congelato da un incidente della natura.”
Per vedere questa meraviglia poco conosciuta, mi unii a Nelson ed Elrick al sito Vermilion Grove, una miniera funzionante gestita dalla Peabody Energy di St. Louis e chiusa al pubblico. Ho indossato un cappello duro, una luce, guanti e stivali con le dita d’acciaio. Ho ricevuto una bombola di ossigeno e una conferenza sulla sicurezza. In caso di emergenza—gas velenoso, incendio o esplosione—seguire le luci rosse per trovare la via d’uscita dalla miniera, responsabile della sicurezza Mike Middlemas consigliato. Potremmo incontrare ” fumo nero denso, e non sarà in grado di vedere nulla di fronte a voi.”Ha detto di usare l’ancora di salvezza che corre lungo il soffitto, una corda snella infilata attraverso coni di legno, come galleggianti in una piscina.
La cucitura di carbone ricca di fossili è 230 piedi sotto terra, e abbiamo guidato lì in un jitney diesel a faccia aperta, simile a Humvee, noto come “viaggio dell’uomo.”L’autista ci ha portato attraverso quattro miglia di colpi di scena sconcertanti in gallerie illuminate solo da fari di fuga e fari del veicolo. Il viaggio è durato 30 minuti e si è concluso nell’Area 5. I tunnel qui sono alti 6,5 piedi e circa la larghezza di una strada suburbana a doppio senso.
I tunnel erano silenziosi e, illuminati da lampadine a basso wattaggio, cupi. L’aria estiva umida, attirata dall’alto, era fredda e appiccicosa sottoterra, dove le temperature si aggirano intorno ai 60 gradi Fahrenheit tutto l’anno. I minatori hanno finito di estrarre carbone qui, e i lati del tunnel sono stati spruzzati con calce viva per sopprimere la polvere di carbone esplosiva. Il tetto di scisto-fatto del sedimento che ha distrutto la foresta tanto tempo fa-si sta spezzando e sfaldandosi ora che il carbone sottostante è stato rimosso. La rete metallica copre il soffitto per evitare che grossi pezzi cadano nelle strade o colpiscano i minatori.
Nelson si fece strada lungo il tunnel, aggirando mucchi di pietre rotte e pezzi di carbone caduti come dadi neri sul pavimento polveroso. Si fermò e guardò verso l’alto. Lì, splendente nel bagliore della sua luce del casco, c’è la foresta—un tripudio di tronchi d’albero intrecciati, foglie, fronde di felce e ramoscelli che si stagliano nero su grigio sulla superficie di scisto sudata del tetto del tunnel. “Avevo visto fossili prima, ma niente del genere”, dice.
Nelson, che ora è in pensione, visitò per la prima volta il sito di Riola-Vermilion Grove durante un’ispezione di routine poco dopo l’apertura della miniera nel 1998. Ha individuato i fossili, ma non ha prestato molta attenzione a loro. Vide più fossili quando ispezionò diversi tunnel l’anno successivo, e ancora di più l’anno dopo. Elrick si unì a lui nel 2005, e da allora i fossili si sommarono a “troppi”, dice Elrick. “Stava succedendo qualcosa di strano.”
Nelson chiamò due paleobotanici, William DiMichele, dello Smithsonian’s National Museum of Natural History, e Howard Falcon-Lang, dell’Università britannica di Bristol, per visionare il sito. Falcon-Lang lo descrive come “una scoperta spettacolare” perché l’intera foresta—non solo singoli alberi o piante—è intatta sul soffitto. La maggior parte delle antiche foreste torbiere muoiono gradualmente, lasciando solo la prova chiazzata di ciò che è cresciuto lì. Perché questo è stato sepolto tutto in una volta, quasi tutto ciò che era lì è ancora lì. “Possiamo guardare gli alberi e la vegetazione circostante e cercare di capire l’intera foresta”, dice DiMichele.
I signori di questa giungla erano i licopsidi: piante squamose con tronchi fino a 6 piedi di circonferenza che crescevano fino a 120 piedi di altezza e portavano coni che producevano spore. Sembravano lance di asparagi giganti. Nella pallida luce del tunnel, 30-piede tracce fossili di licopsidi brillano slickly nel tetto di scisto come pelli di alligatore.
Accanto ai licopsidi ci sono calamiti—cugini alti 30 piedi dell’equiseto moderno-e antiche conifere di mangrovie conosciute come cordaites. Le felci di semi (che non sono correlate alle felci moderne) sono cresciute di 25 piedi. Le felci arboree crescevano di 30 piedi, con corone di grandi fronde piumose.
Pochi fossili animali sono stati trovati nella miniera—le sostanze chimiche nell’acqua dell’antica palude potrebbero aver disciolto conchiglie e ossa—ma altri siti di oltre 300 milioni di anni fa, un periodo noto come Carbonifero, hanno prodotto fossili di millepiedi, ragni, scarafaggi e anfibi. Le libellule mostruose con un’apertura alare di 2,5 piedi dominavano i cieli. (Sarebbe un altro 70 milioni di anni prima che i primi dinosauri.)
E poi il terremoto ha colpito, e questa foresta pluviale paludosa era sparita.
Uno dei motivi per cui il sito è così prezioso per gli scienziati è che apre una finestra sul mondo naturale poco prima di un periodo di grande e sconcertante cambiamento. Per diverse centinaia di migliaia di anni dopo che questa foresta pluviale è stata sepolta, felci arboree, licopsidi e altre piante hanno gareggiato per il dominio—”una sorta di caos vegetazionale”, dice DiMichele. Per qualche ragione sconosciuta, le felci arboree hanno prevalso, dice, e alla fine hanno conquistato le foreste tropicali delle zone umide del mondo.Due terzi delle specie trovate in Riola-Vermilion Grove scomparirebbero. I potenti licopsidi praticamente scomparvero.
I ricercatori offrono diverse possibili ragioni per il grande restyling nelle comunità vegetali intorno a 306 milioni di anni fa: cambiamenti precipitosi nelle temperature globali; essiccazione ai tropici; o, forse, sconvolgimento tettonico che ha eroso depositi di carbone ancora più vecchi, esponendo il carbonio che poi si è trasformato in anidride carbonica. Qualunque sia la ragione, l’atmosfera terrestre ha improvvisamente acquisito molta più anidride carbonica. Determinare la relazione tra questo antico cambiamento atmosferico e i cambiamenti nella vegetazione potrebbe offrire indizi su come l’ecosistema di oggi reagirà agli aumenti di anidride carbonica causati dalla combustione di combustibili fossili.
Il team Riola-Vermilion Grove, dice DiMichele, sta usando la foresta fossile come punto di riferimento. I ricercatori stanno analizzando la composizione chimica dei depositi di carbone precedenti e successivi per misure di anidride carbonica antica, temperatura, precipitazioni e altre variabili. Finora, l’aumento dell’anidride carbonica sembra essere abbastanza regolare nel tempo, ma il cambiamento nella vegetazione è più jerkier.
Confrontando i fossili da prima di 306 milioni di anni fa e dopo, “hai un cambio di regime totale senza molti avvertimenti”, dice DiMichele. “Dobbiamo guardare molto più da vicino al passato”, aggiunge. “E questa è la nostra prima opportunità di vedere tutto.”
Guy Gugliotta ha scritto di ghepardi e migrazioni umane per Smithsonian.
