Badania przeprowadził zespół kierowany przez geologa Steffena Trümpera z Uniwersytetu w Münster. Naukowcy przyjrzeli się skamieniałym pniom występującym w północnej Turyngii. Znaleziska te znane są od XVIII wieku, a niektóre zachowane pnie osiągają nawet 20 metrów długości. Drzewa rosły około 300 milionów lat temu w tropikalnych lasach porastających superkontynent Pangeę. W tamtym okresie obszar dzisiejszych Niemiec znajdował się w pobliżu równika.
Czytaj też:Ma 244 miliony lat i nienaruszone narządy wewnętrzne. Chińczycy znaleźli zadziwiającego gada
Drzewa zniknęły następnie pod ziemią, pogrzebane przez osady nanoszone przez rzeki. W procesie fosylizacji ich tkanki były stopniowo zastępowane minerałami. Szczególne znaczenie dla nowych badań miał kwarc, który wnikał w strukturę drewna i z czasem zastępował pierwotną materię organiczną.
To właśnie w kolejnych generacjach kwarcu naukowcy znaleźli zapis zmian, którym przez miliony lat podlegały skamieniałe pnie i otaczające je skały. Zespół zidentyfikował pięć kolejnych etapów mineralizacji. Obejmowały one około 200 milionów lat, od późnego karbonu aż po wczesną kredę. Jeżeli uwzględni się również późniejsze wypiętrzenie skał i wydobycie ich na powierzchnię, zapis obejmuje nawet 300 milionów lat.
Wyjątkowo istotne okazały się mikroskopijne inkluzje płynne uwięzione wewnątrz kryształów kwarcu. Zachowały one informacje o warunkach, w jakich minerał powstawał, między innymi o temperaturze, ciśnieniu i składzie roztworów. Analizy wykazały, że fragmenty badanego drewna znajdowały się w pewnym momencie na głębokości od około 3 do 5,5 kilometra, gdzie temperatura sięgała od 160 do 240 stopni Celsjusza.
Aby odczytać ten niezwykły zapis, badacze zastosowali szereg metod geochemicznych i mineralogicznych. Wykorzystali między innymi analizę katodoluminescencyjną kwarcu, badanie inkluzji płynnych, izotopów tlenu i krzemu, termometrię ramanowską czy datowanie U-Pb prowadzone bezpośrednio w próbkach minerału. Dzięki połączeniu tych technik możliwe było odtworzenie kolejnych etapów historii geologicznej badanego obszaru.
Jako że skamieniałe drewno występuje w wielu formacjach skalnych na świecie, to naukowcy podejrzewają, iż podobne próbki mogą w przyszłości dostarczyć informacji o historii innych regionów i kontynentów. Oczywiście ten konkretny przypadek i tak jest wyjątkowy, wszak do tej pory nie udokumentowano w skamieniałym drewnie tak długiej, wieloetapowej historii mineralizacji. Nie każdy skamieniały pień będzie równie dobrym archiwum. O jego przydatności decydują między innymi warunki klimatyczne i środowisko sedymentacyjne, w którym drewno zostało pogrzebane.
Wyniki badań w tej sprawie są dostępne w Scientific Reports. Autorzy publikacji pokazali, że nawet niewielki fragment skamieniałego drewna może zawierać zapis wydarzeń, które rozgrywały się na długo przed pojawieniem się człowieka. Z pozornie zwyczajnego skamieniałego pnia można więc odczytać historię zmian temperatury czy procesów tektonicznych, którym przez setki milionów lat podlegała część Europy.
Źródło:Scientific Reports