Opera del Demonio, che desidera ingannarci? Esercizi d'allenamento di Dio creatore? Resti di creature annegate durante il diluvio descritto nella Bibbia?
Erano questi i tipi di spiegazioni correntemente ammessi sino al XVI secolo. Eppure, molto prima dell'inizio dell'era Cristiana, alcuni studiosi Greci avevano compresa la vera natura dei fossili ma il loro pensiero non era stato ritenuto valido.
Altri studiosi ritennero che i fossili fossero simili a parti di piante o di animali, ma che la loro formazione fosse casuale.
Già Leonardo da Vinci (1452-1519) aveva ammesso che le conchiglie fossili erano vissute nei luoghi di ritrovamento, un tempo ricoperti dalle acque. L'anatomista svedese Nicolaus Steno (1638-1686), comprese la vera natura dei fossili: essi erano resti di un'antica vita scomparsa. Gli studiosi attuali ne hanno la certezza, e sanno come si sono formati.
Come si sono formati i fossili?
Milioni di fossili si trovano nelle rocce di tutto il mondo. Ma questi fossili rappresentano solo una minima parte dei miliardi di miliardi di piante e di animali che sono esistiti da quando la Vita è comparsa sulla Terra. Infatti i fossili per formarsi, hanno bisogno di particolari condizioni. E spesso, una volta formati avvengono nelle rocce dei cambiamenti che li distruggono.
Processo di fossilizzazione
Quando un organismo muore, sono soprattutto le sue parti dure (ossa, conchiglie, ecc.) che ne permettono la fossilizzazione; le parti molli (come la carne) in generale si decompongono assai rapidamente, ma anch'esse talvolta si fossilizzano. Perché un fossile si formi, bisogna che l'organismo resti rapidamente seppellito; e ciò avviene generalmente in breve tempo, quando il corpo è ricoperto da sedimenti (fango, sabbia, ecc.) trasportati dall'acqua. Perciò i fossili più comuni sono i resti di animali o di piante che un tempo vivevano nei mari, nei fiumi o nei laghi.
Lo stato successivo della fossilizzazione dipende dai fenomeni chimici che avvengono nel sedimento.
Mineralizzazione dei fossili
Una conchiglia (o un osso) contiene generalmente molti piccoli fori o pori. Quando una conchiglia o un osso restano sepolti, i minerali contenuti nell'acqua dei sedimenti entrano nei pori e li riempiono. Così il fossile prende un aspetto pietroso.
Parecchi fossili sono perciò quasi simili agli originali, ma sono però più pesanti. La gran parte dei fossili di questo tipo risale all'epoca Cenozoica.
Sostituzione
Quando una conchiglia è rimasta inclusa in una roccia per un tempo maggiore, maggiori sono i cambiamenti che ha potuto subire.
Per esempio, una conchiglia depositatasi nel Mesozoico, tra 230 e 65 milioni di anni fa, ha potuto dissolversi completamente ed essere sostituita, pezzetto per pezzetto,dai minerali del sedimento. Il fossile che ne risulta è praticamente una copia in pietra della conchiglia originale.
In molti fossili questa sostituzione si effettua assai lentamente, molecola per molecola, e allora vengono esattamente conservati anche i minimi dettagli dell'originale. Mentre le parti dure vengono sostituite da molecole di minerali, gli spazi lasciati vuoti dalla decomposizione delle parti molli possono essere riempiti da sedimento. Ne risulta che la leggera conchiglia di questi animali diventa un oggetto solido e pesante, in grado di resistere benissimo alla pressione delle rocce che lo racchiudono.
Le cellule di un albero morto sono troppo piccole per essere riempite da sedimento. Tuttavia vi possono penetrare dei minerali disciolti, come la silice, per sostituire la materia legnosa e creare cosi quei fossili di pietra che riproducono esattamente la struttura interna del legno. Per esempio in alcuni tronchi pietrificati (o silicizzati) sono perfettamente visibili anche i cerchi annuali legnosi.
Impronte e calchi
Una conchiglia sepolta può dissolversi senza essere sostituita da un minerale. Lascia allora uno spazio cavo, un'impronta. Se questa impronta viene più tardi riempita da un minerale si ha un modello interno naturale che ha l'aspetto esterno della conchiglia originale. Sia nelle impronte (o modelli esterni) che nei calchi o nuclei o modelli interni, che mostrano esattamente i dettagli esterni, va perduta la struttura interna.
Oltre 150 milioni di anni fa un dinosauro camminò su un tratto fangoso che poi indurì e col tempo venne coperto da sedimenti così da conservarsi come un fossile.
Talvolta si formano calchi dell'interno di conchiglie. Ciò avviene quando la cavità si è riempita di sedimento prima che le valve si siano dissolte. Ma avviene anche quando la conchiglia e i sedimenti attorno ad essa vengono sostituiti da minerali, lasciando una cavità interna che viene riempita successivamente. Con un po' di fortuna si può trovare un nucleo entro la sua impronta esterna.
Ma se il nucleo si è dissolto ed è scomparso lo si può riprodurre artificialmente colando nell'impronta del gesso. I calchi che si vedono nei musei sono spesso ottenuti in questo modo.
Altri tipi di fossili
Queste copie in pietra di piante e di animali non sono gli unici resti del passato. Parti di piante rimaste sepolte sono state trasformate in carbone mediante un processo detto carbonizzazione. Questi fossili sono sottili pellicole di carbone che rivelano la forma della pianta.
Il mammutt qui sopra fu scoperto quasi intatto nel suolo ghiacciato della Siberia; era morto 45.000 anni fa (Museo di Leningrado).
I graptoliti si sono spesso conservati in questo modo. Quasi tutto può essere fossilizzato: uova, escrementi, orme, piste, impronte di zampe sono tutte tracce fossili che rivelano molti dati sulle abitudini e il tipo di vita degli animali che li hanno lasciati.
Anche le parti molli possono fossilizzarsi. Impronte di medusa sono state trovate in rocce formate da fini ceneri vulcaniche depositate nell'acqua. Ma i fossili più spettacolari sono quelli di animali completi. Anche degli insetti si sono conservati nell'ambra, una resina indurita nella quale sono rimasti intrappolati. A Starunia (Polonia) è stato scoperto un intero rinoceronte risalente a oltre 10.000 anni fa. È rimasto così ben conservato dentro bitume e sale che si è potuto esaminare il contenuto dello stomaco.
Nelle gelate pianure della Siberia sono stati rinvenuti molti grandi mammut così ben congelati che peli e pelle erano intatti e venne prelevata dal loro stomaco erba non ancora digerita. La carne era stata perfino mangiata da cani.
