Tutto il mondo, fossili spettacolari sono stati frequentemente trovati conservati all'interno di solidi, rocce grossolanamente sferiche chiamate "concrezioni". Dai geologi agli osservatori occasionali, molti si sono chiesti perché queste masse indurite di carbonato si siano formate attorno a organismi morti, dalle forme rotonde e dai confini netti con il materiale circostante, tipicamente nel fango marino e nella pietra fangosa.

Diverse questioni importanti riguardanti le concrezioni hanno a lungo lasciato perplessi gli scienziati. Quali condizioni li fanno formare? Quanto tempo impiegano a crescere? Perché smettono di crescere? Perché sono così distinti dalla roccia o dai sedimenti circostanti?

Ora, i ricercatori guidati dall'Università di Nagoya hanno sviluppato un metodo per analizzare le concrezioni utilizzando "diagrammi incrociati" a forma di L di diffusione e tasso di crescita, riportato in un nuovo studio pubblicato su Rapporti scientifici . Con questo metodo, hanno analizzato dozzine di concrezioni provenienti da tre siti in tutto il Giappone e le hanno confrontate con concrezioni provenienti dall'Inghilterra e dalla Nuova Zelanda.

I risultati di questo nuovo studio influiscono notevolmente sulla comprensione della velocità con cui si formano le concrezioni. "Fino ad ora, si pensava che la formazione di concrezioni carbonatiche sferiche richiedesse da centinaia di migliaia a milioni di anni, " afferma il co-autore Koshi Yamamoto. "Tuttavia, i nostri risultati mostrano che le concrezioni crescono a un ritmo molto veloce per diversi mesi o diversi anni." Questo rapido meccanismo di sigillatura potrebbe spiegare perché alcune concrezioni contengono fossili ben conservati di tessuti molli che raramente sono fossilizzati in altre condizioni.

Il primo autore dello studio Hidekazu Yoshida spiega, "Le concrezioni hanno mantenuto le loro caratteristiche, con fossili ben conservati al centro o trame indicative della presenza originale di materia organica. Semplici calcoli di bilancio di massa dimostrano anche che il carbonio fissato nelle concrezioni carbonatiche proveniva prevalentemente dagli organi degli organismi all'interno delle concrezioni".

Tutte le concrezioni studiate erano composte da calcite, con composizioni relativamente coerenti in tutto, distinto dalla matrice fangosa circostante. A grana fine, generalmente i sedimenti ricchi di argilla sono risultati importanti per limitare la diffusione e la permeabilità, e rallentare la migrazione dei soluti. Così, le concentrazioni di bicarbonato aumenterebbero abbastanza su un fronte di reazione da causare una rapida precipitazione di carbonato di calcio, con confini netti dal fango circostante.

Questo nuovo modello unificato per la creazione di concrezioni sferiche, che può essere generalizzato con semplici formule, può essere applicato per interpretare concrezioni provenienti da tutto il mondo. Oltre a far progredire la nostra conoscenza di questo importante meccanismo di conservazione nei reperti fossili, questa migliore comprensione della rapida precipitazione della calcite dovuta alla presenza di materiale organico può avere applicazioni pratiche nel campo della tecnologia di tenuta.