Необычные красные породы Австралии меняют представления об исключительных местонахождениях окаменелостей

Под сельскохозяйственными угодьями в центральном нагорье Нового Южного Уэльса находится одно из самых необычных местонахождений окаменелостей Австралии — Макгратс-Флэт. Его возраст составляет от 11 до 16 миллионов лет (эпоха миоцена), время, когда эволюционировали многие знакомые сегодня растения и животные.

Исследователи из Австралийского музея обнаружили здесь удивительные окаменелости. Там, где сейчас господствуют пыль и засуха, когда-то процветал пышный тропический лес. Окаменелости Макгратс-Флэт с поразительной экологической детализацией раскрывают эту древнюю экосистему.

Ярко-красные осадочные породы здесь полностью состоят из гетита — мелкозернистого минерала, содержащего железо. Это железо сохранило с исключительной детализацией целый ряд растений, насекомых, пауков, рыб и перьев.

Новое исследование, опубликованное в журнале Gondwana Research, показывает, что эти породы интригуют по другой причине. Они фундаментально бросают вызов представлениям о том, где на Земле могут находиться хорошо сохранившиеся местонахождения окаменелостей и почему.

За пределами сланца и песчаника

Традиционно наиболее исключительно сохранившиеся местонахождения окаменелостей связаны с породами, в которых преобладают сланец, песчаник, известняк или вулканический пепел.

Например, карьер Мессель в Германии или сланцы Бёрджес в Канаде. На этих объектах организмы были быстро погребены в мелкозернистых осадках, что позволило исключительно хорошо сохранить мягкие ткани, а не только твёрдые части.

В карьере Мессель сохранились окаменелости возрастом около 47 миллионов лет, демонстрирующие контуры перьев, меха и кожи. Сланцы Бёрджес содержат мягкие ткани одних из самых ранних животных на Земле возрастом около 500 миллионов лет.

Напротив, осадочные породы, полностью состоящие из железа, — последнее место, где можно ожидать хорошо сохранившиеся остатки наземных животных и растений.

Это потому, что богатые железом осадочные породы в основном известны из железистых кварцитов. Эти массивные железорудные отложения в основном сформировались около 2,5 миллиардов лет назад в древних бедных кислородом океанах Земли, задолго до эволюции сложной животной и растительной жизни.

В более поздней истории железо считается лишь продуктом выветривания, образующим ржавчину на континентах при контакте с нашей богатой кислородом атмосферой. Достаточно взглянуть на знаменитый ландшафт австралийского аутбэка с красными скалами, сохранившими эти черты возрастом в миллионы и миллиарды лет.

Однако открытие Макгратс-Флэт опровергло эти ожидания.

Наземная жизнь, погребённая в железе

Макгратс-Флэт состоит из очень мелкозернистой, богатой железом породы, называемой феррикритом. По сути, это цемент из железа.

Феррикрит почти полностью состоит из микроскопических частиц железо-оксигидроксидного минерала размером всего 0,005 мм каждая. Когда животное умирало и погребалось в осадке, именно этот микроскопический масштаб позволил частицам железа заполнить каждую клетку. Результат? Исключительно хорошо сохранившиеся окаменелости мягких тканей.

По сравнению с морской жизнью, местонахождения окаменелостей, сохраняющие наземную жизнь, печально известны своей редкостью. Наземные объекты, сохраняющие мягкие ткани? Ещё реже. Исключительная детализация, запечатлённая в окаменелостях Макгратс-Флэт, раскрывает новые снимки прошлой жизни, которые мы редко находим.

Эти окаменелости сохранились настолько идеально, что можно разглядеть отдельные пигментные клетки в глазах рыб, внутренние органы насекомых и рыб и даже нежные волоски пауков и нервные клетки.

Такой уровень сохранности сопоставим с другими хорошо сохранившимися местонахождениями, такими как состоящие из сланца или песчаника. За исключением того, что здесь они погребены в железе.

Как сформировался Макгратс-Флэт?

Новое исследование проливает свет на то, как сформировалось это местонахождение — важный шаг для поиска подобных наземных кладовых окаменелостей в железе.

Формирование Макгратс-Флэт началось в миоцене, когда железо выщелачивалось из выветривающегося базальта в условиях тёплого и влажного тропического леса.

Кислые грунтовые воды переносили растворённое железо под землёй, пока оно не достигало речной системы со старицей — заброшенным руслом реки. Там железо превращалось в ультрамелкозернистый железо-оксигидроксидный осадок.

Он быстро покрывал мёртвые организмы на дне озера и воспроизводил структуры их мягких тканей вплоть до клеточного уровня.

Новая дорожная карта для поиска окаменелостей

Понимание того, как сформировался Макгратс-Флэт, может дать дорожную карту для поиска подобных богатых железом местонахождений окаменелостей по всему миру.

Ключевые особенности, на которые стоит обратить внимание, включают очень мелкозернистый и тонкослоистый феррикрит в районах, где:

• древние речные каналы прорезали более древние богатые железом ландшафты, такие как базальтовые породы вулканического происхождения;
• древние тёплые и влажные условия когда-то способствовали интенсивному выветриванию;
• окружающая геология не содержит значительного количества известняка или серосодержащих минералов (таких как пирит), поскольку они могут мешать образованию железо-оксигидроксидных минеральных осадков.

Красные породы Макгратс-Флэт открывают совершенно новую главу в нашем понимании того, как могут формироваться исключительно хорошо сохранившиеся местонахождения окаменелостей.

Следующий прорыв в понимании древней наземной жизни может прийти не из традиционных местонахождений в сланцах или песчаниках, а из ржаво-красных пород, скрытых у нас под ногами.