Формация Мессель — геологическая формация в Гессене , центральная Германия , датируемая эпохой эоцена ( около 47 млн лет назад [1] ). Ее географический ареал ограничен карьером Мессель . Там она несогласно залегает на кристаллическом варисцианском фундаменте и его пермском чехле ( Rottliegend ), а также на эоценовых вулканических брекчиях, образовавшихся из пород фундамента. Формация в основном состоит из озерного слоистого битуминозного сланца (« нефтяного сланца »), известного своим содержанием ископаемых в исключительной сохранности, в частности растений, членистоногих и позвоночных (например, Darwinius masillae ).
Яма Мессель
Карьер Мессель (нем. Grube Messel ) — заброшенный карьер недалеко от деревни Мессель ( Landkreis Darmstadt-Dieburg , Hesse) примерно в 35 км (22 мили) к юго-востоку от Франкфурта-на-Майне , Германия. Там добывали битуминозный сланец . Из-за обилия хорошо сохранившихся окаменелостей формации Мессель, датируемых серединой эоцена , он имеет важное геологическое и научное значение. [2] На этом месте было обнаружено более 1000 видов растений и животных. [2] После того, как он почти превратился в свалку, сильное местное сопротивление в конечном итоге остановило эти планы, и 9 декабря 1995 года карьер Мессель был объявлен объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО. В карьере Мессель до сих пор делаются важные научные открытия о ранней эволюции млекопитающих и птиц, и это место все больше становится туристическим объектом. [2]
История
Выход на поверхность мессельского сланца вблизи центра карьера
Бурый уголь , а позднее и горючий сланец активно добывались с 1859 года. Впервые карьер стал известен своим богатством ископаемых около 1900 года, но серьезные научные раскопки начались только около 1970-х годов, когда падение цен на нефть сделало разработку карьера нерентабельной. Коммерческая добыча горючего сланца прекратилась в 1971 году, а цементный завод, построенный в карьере, потерпел неудачу в следующем году. Земля была выделена для использования в качестве свалки , но планы сошли на нет, и в 1991 году Гессенское государство выкупило участок, чтобы обеспечить научный доступ. В течение нескольких лет между окончанием добычи и 1974 годом, когда государство начало готовить участок к утилизации мусора, коллекционерам-любителям было разрешено собирать окаменелости. Любители разработали « технику переноса », которая позволила им сохранить мелкие детали небольших окаменелостей, метод, который до сих пор используется для сохранения окаменелостей. [3]
Многие из известных образцов с этого места были получены от коллекционеров-любителей, а в 1996 году была объявлена амнистия на ранее собранные окаменелости в надежде вернуть частные коллекции в государственную собственность и сделать их доступными для науки.
Характеристики осадконакопления
Врезная карта показывает местоположение города и ископаемого местонахождения Мессель недалеко от Франкфурта в юго-западной части Германии. На более крупной карте показаны места нахождения приматов Мессель 1–7 (таблица 1) в пределах разработки нефтяного сланца Мессель.
Текущая поверхность карьера Мессель находится примерно на 60 м (200 футов) ниже уровня земли и имеет площадь около 0,7 км 2 (0,27 кв. миль). Слой горючего сланца изначально простирался на глубину 190 м (620 футов). [4]
47 миллионов лет назад в эоцене , когда образовались отложения Мессель, эта область была на 10° южнее, чем сейчас. Этот период был очень близок к климатическому оптимуму раннего эоцена, а климат и экология этого места были совсем другими, характеризуясь среднегодовой температурой 22°C и большой серией мааровых озер, окруженных пышными субтропическими лесами, которые поддерживали невероятное разнообразие жизни. [5] Дно озера Мессель, вероятно, было центральной точкой для стока из близлежащих рек и ручьев.
Отложения карьера были сформированы в эпоху эоцена палеогенового периода около 47 миллионов лет назад, на основании датировки базальтовых фрагментов, лежащих под слоями, содержащими ископаемые остатки. [6] Горючий сланец , образованный медленным бескислородным осаждением грязи и мертвой растительности на дне озера, является основной породой на этом участке. Его отложения простираются на 13 м (43 фута) вниз и лежат поверх более старого песчаникового основания. Окаменелости в сланце демонстрируют замечательную ясность и сохранность благодаря уникальным осадочным характеристикам озера, и поэтому карьер Мессель представляет собой Konservat-Lagerstätte . Верхние слои озера, безусловно, поддерживали множество организмов, но дно было подвержено небольшому нарушению течением, порождая очень бескислородную среду. Это не позволяло многим эпифаунным и инфаунным видам заселять эту нишу, и, таким образом, биотурбация была сведена к минимуму. Переворот слоев озера (вызванный сезонными колебаниями) снизил содержание кислорода у поверхности и привел к периодическому «вымиранию» водных видов. В сочетании с относительно низкой скоростью осаждения, 0,1 мм (0,0039 дюйма) в год, это создало наилучшую среду для сохранения фауны и флоры.
Выбросы вулканического газа
Считается, что территория вокруг карьера Мессель была геологически и тектонически активна в эоцене. Ведущие ученые [ кто? ] выдвигают гипотезу [ нужен пример ] , что события, очень похожие на выбросы вулканического газа в 1986 году в озере Ниос , Камерун , могли объяснить большое отложение неводных видов (Franzen & Koster, 1994). Периодические подземные сдвиги, возможно, высвобождали большие концентрации реактивных газов (таких как углекислый газ и сероводород) в озеро и прилегающие экосистемы, убивая восприимчивые организмы. Во время этих выбросов птицы и летучие мыши могли упасть, если находились вблизи поверхности озера, а наземные могли быть подавлены, находясь вблизи берега озера. Поскольку озеро было очень глубоким, животные, которые падали в него, дрейфовали вниз в бедную кислородом и бактериями воду, где они сохранялись на удивление хорошо, будучи покрытыми последовательными слоями грязи, которые позже окаменели, таким образом создавая скопление окаменелостей исключительного качества, количества, целостности и разнообразия. Однако были выдвинуты и другие гипотезы, которые предполагали происхождение цветения цианобактерий, приведшего к отравлению животных. Последняя гипотеза считалась необходимой для объяснения появления отличных окаменелостей во всей осадочной последовательности (Koenigswald & others, 2004).
Доступ
Экспонаты из карьера можно увидеть в городе Мессель , [7] в Музее ископаемых в Месселе, [8] в Гессенском краеведческом музее в Дармштадте (5 км (3,1 мили) от Месселя) [9] , а также в Зенкенбергском музее во Франкфурте-на-Майне (около 30 км (19 миль) от Месселя). [10] Обычные посетители могут припарковаться недалеко от карьера и пройти около 300 м (0,19 мили) до смотровой площадки с видом на карьер. Вход в карьер возможен только в рамках специально организованной экскурсии.
Ископаемые
Раскалывание сланца большим ножом для извлечения окаменелостей
Мессельская яма представляет собой наиболее сохранившиеся свидетельства флоры и фауны Гейзельтальского периода , обнаруженные на сегодняшний день, с более чем 1000 идентифицированными видами. [2] Большинству других мест повезло, что там сохранились частичные скелеты , но Мессель может похвастаться значительной сохранностью структурной целостности, вплоть до сохранения меха, перьев и «теней кожи» некоторых видов. Необычная сохранность породила несколько тщательно обоснованных интерпретаций. Симптоматические следы укусов в форме «гантели» по обе стороны от жилки листа на окаменелом листе были идентифицированы как смертельная хватка муравья- плотника, окончательно зараженного грибком Ophiocordyceps unilateralis , который, по-видимому, тогда, как и сегодня, управлял своим поведением, чтобы выпустить свои споры из благоприятного места; это самый ранний конкретный пример манипуляции поведением грибка. [11]
Разнообразие видов примечательно отчасти из-за предполагаемых периодических выбросов газа. Ниже приводится краткое описание некоторых ископаемых, найденных на этом месте:
Было найдено девять пар ископаемых черепах, спаривающихся друг с другом. Черепахи, Allaeochelys crassesculpta , находились в состоянии коитуса (занимались сексом). [12] Это пары самцов и самок, при этом хвост самца находится под хвостом самки, именно так они совокупляются. Их смерть, должно быть, была быстрой. Предполагается, что черепахи начали спариваться в аэрированных поверхностных водах древнего озера. Когда они погружались в более глубокие воды, их подавлял выброс токсичного вулканического газа. Затем они были погребены в осадочных отложениях на дне озера. [13] Черепахи, принадлежащие к этой кладе , все еще живы. Они утратили свою чешую рептилий, а их кожа поглощает кислород из воды. Обычно это преимущество: это помогает им оставаться под водой в течение длительного времени. Однако в бескислородных условиях это недостаток, потому что также поглощаются углекислый газ и растворенные яды. [13]
Более 10 000 окаменелых рыб многочисленных видов
Тысячи водных и наземных насекомых, некоторые из которых до сих пор сохранили яркую окраску.
Бесчисленные мелкие млекопитающие, включая карликовых лошадей, крупных мышей, приматов, наземных обитателей ( ежи , сумчатые , ящеры ), родственников трубкозубов и летучих мышей. Окаменелые образцы летучих мышей дали представление об эволюции эхолокации . [14]
Большое количество птиц, особенно хищных видов.
Крокодилы, лягушки, черепахи, саламандры и другие рептилии или амфибии
Остатки более 30 различных видов растений, включая пальмовые листья, фрукты, пыльцу, древесину, грецкие орехи и виноградную лозу.
Friccomelissa schopowi Ведманн, Вапплер и Энгель, 2009
Геологическое наследие МСГН
Описывая местонахождение ископаемых карьера Мессель как «богатейший в мире геосайт для понимания среды обитания эоцена, поскольку он включает исключительно хорошо сохранившиеся ископаемые», Международный союз геологических наук (МСГН) включил запись об эоцене этого места в свой список 100 «геологических объектов наследия», опубликованный в октябре 2022 года. Организация определяет объект геологического наследия МСГН как «ключевое место с геологическими элементами и/или процессами, имеющими международное научное значение, используемыми в качестве справочного материала, и/или со значительным вкладом в развитие геологических наук на протяжении истории». [24]
^ abcd "Messel Pit Fossil Site". Центр всемирного наследия ЮНЕСКО . Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры . Получено 2 июля 2022 г.
^ "The Messel Pit Fossil Site". Архивировано из оригинала 7 февраля 2013 года . Получено 2 апреля 2015 года .
^ Программа ООН по окружающей среде - Всемирный центр мониторинга охраны природы (контент-партнер); Марк МакГинли (редактор темы). 2008. "Местоположение ископаемых в карьере Мессель, Германия". В: Encyclopedia of Earth. Ред. Катлер Дж. Кливленд (Вашингтон, округ Колумбия: Коалиция по экологической информации, Национальный совет по науке и окружающей среде). [Впервые опубликовано в Encyclopedia of Earth 29 ноября 2007 г.; Последняя редакция 8 июля 2008 г.; Получено 22 мая 2009 г. Статья о местоположении ископаемых в карьере Мессель, Германия
^ Грейн, Микаэла; Утешер, Торстен; Уайльд, Волкер; Рот-Небельсик, Анита (1 июня 2011 г.). «Реконструкция среднеэоценового климата Месселя по палеоботаническим данным». Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie, Abhandlungen . 260 (3): 305–318. дои : 10.1127/0077-7749/2011/0139 . Проверено 12 июля 2019 г.
^ Мерц, Д.Ф., Ренне, П.Р. (2005): Численный возраст ископаемого месторождения Мессель (объект всемирного наследия ЮНЕСКО), полученный из40Ар /39Ар -датирование по фрагменту базальтовой породы. Курьер Forschungsinstitut Senckenberg , № 255: стр. 7–75.
^ "Home". www.grube-messel.de (на немецком языке) . Получено 13 мая 2018 г.
^ «Дом». Fossilien- und Heimatmuseum Messel (на немецком языке). 24 июля 2022 г. Проверено 30 декабря 2022 г.
^ "Яма Месселя - Hessisches Landesmuseum" . www.hlmd.de. Проверено 13 мая 2018 г.
^ "SENCKENBERG мир биоразнообразия | Музеи | Музей Франкфурта | Музей | Выставки | Всемирное природное наследие "." www.senckenberg.de . Архивировано из оригинала 24 сентября 2017 года . Получено 13 мая 2018 года .
^ Guardian.com, ««Зомби-муравьи» контролируются паразитическим грибком в течение 48 млн лет», 18 августа 2010 г.]: дата обращения 21 августа 2010 г.
^ Амос, Джонатан 2012. Черепахи, окаменевшие в сексуальных объятиях. BBC News: Наука и окружающая среда . [1]
^ ab Джойс, В. Г.; Миклих, Н.; Шааль, С. Ф. К.; Шайер, Т. М. (2012). «Пойманные на месте преступления: первая запись о копулировании ископаемых позвоночных». Biology Letters . 8 (5): 846–8. doi :10.1098/rsbl.2012.0361. PMC 3440985. PMID 22718955 .
^ Хаберсетцер, Дж.; Сторч, Г. (октябрь 1992 г.). «Размер улитки современных рукокрылых и микрорукокрылых среднего эоцена из Месселя». Naturwissenschaften . 79 (10): 462–466. Бибкод : 1992NW.....79..462H. дои : 10.1007/BF01139198. S2CID 12463331.
^ Franzen, JL, Gingerich, PD, Habersetzer, J., Hurum, JH, Von Koenigswald, W., & Smith, BH (2009). Полный скелет примата из среднего эоцена Месселя в Германии: морфология и палеобиология. PLoS one, 4(5), e5723. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0005723
^ Дайк, Гарет Дж.; Гулас, Бонни Э. (2002). «Ископаемые курообразные птицы Paraortygoides из нижнего эоцена Соединенного Королевства» (PDF) . American Museum Novitates (360): 1–14. doi :10.1206/0003-0082(2002)360<0001:TFGBPF>2.0.CO;2. hdl :2246/2913. S2CID 59131455.
^ ab Mayr, G.. (2004). Новые образцы Hassiavis laticauda (Aves: Cypselomorphae) и Quasisyndactylus longibrachis (Aves: Alcediniformes) из среднего эоцена Месселя, Германия. CFS Courier Forschungsinstitut Senckenberg. 252. 23-28.
^ Mayr, Gerald (2017). «Маленькая, похожая на кулика, птица из раннего эоцена Месселя (Германия)». Annales de Paléontologie . 103 (2): 141–7. Bibcode : 2017AnPal.103..141M. doi : 10.1016/j.annpal.2017.01.001.
^ Mayr, Gerald (2008). «Первая существенная запись среднего эоцена Lithornithidae (Aves): посткраниальный скелет из Месселя (Германия)». Annales de Paléontologie . 94 (1): 29–37. Bibcode : 2008AnPal..94...29M. doi : 10.1016/j.annpal.2007.12.004.
^ Scanferla, A. & KT Smith (2020) Прекрасно сохранившиеся окаменелости змей Месселя: взгляд на эволюцию, биогеографию, предпочтения в среде обитания и сенсорную экологию ранних удавов. Разнообразие 12(3): 100. https://doi.org/10.3390/d12030100
^ Чуливер, М., А. Сканферла и К. Т. Смит (2022) Живорождение у змеи возрастом 47 миллионов лет. Наука о природе – Naturwissenschaften 109: 56. https://doi.org/10.1007/s00114-022-01828-3
^ Zaher, H. & KT Smith (2020) Питоны в эоцене Европы обнаруживают гораздо более древнее расхождение группы в симпатрии с удавами. Biology Letters 16: 20200735. https://doi.org/10.1098/rsbl.2020.0735
^ Szwedo, J. (2008). «Новая триба Dictyopharidae planthoppers из эоценового балтийского янтаря (Hemiptera: Fulgoromorpha: Fulgoroidea), с кратким обзором ископаемых остатков семейства». Palaeodiversity . 1 : 75–85.
^ "Первые 100 объектов геологического наследия IUGS" (PDF) . Международная комиссия IUGS по геонаследию . IUGS . Получено 13 ноября 2022 г. .
Хармс, Франц-Юрген; Шааль, Стефан (2005). Современные геологические и палеонтологические исследования мессельской свиты . Штутгарт: E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller). ISBN 3-510-61381-3. OCLC 64571829.
Мангель, Герд (2011). Faszination Welterbe Grube Messel zu Beuch in einer Welt vor 47 Millionen Jahren (на немецком языке). Штутгарт. ISBN 978-3-510-61398-4. OCLC 698592675.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
Кехлер, Эрнст Рудольф; Грубе-Мессель-Verwaltungsgesellschaft (2000). Окно в первобытные времена. Яма Месселя, объект всемирного наследия в земле Гессен (на немецком языке). Висбаден: Grube-Messel-Verwaltungsgesellschaft c/o Hessisches Ministryium für Wissenschaft und Kunst. ОСЛК 174602085.
Шааль, Стефан; Циглер, Вилли (1992). Мессель: взгляд в историю жизни и земли . Оксфорд: Clarendon Press. ISBN 0-19-854654-8. OCLC 25747250.
Грубер, Габриэле; Миклих, Норберт; Hessisches Landesmuseum Дармштадт (2007). Мессель: Schätze der Urzeit (на немецком языке). Штутгарт: Тайсс. ISBN 978-3-8062-2092-6. OCLC 600404474.
Грубер, Габриэле; Сэндрок, Оливер; Вапплер, Торстен (2018). «ДАРМШТАДТ: Палеонтологические коллекции Hessisches Landesmuseum Darmstadt». Палеонтологические коллекции Германии, Австрии и Швейцарии . Коллекции естествознания. Чам: Международное издательство Springer. стр. 157–164. дои : 10.1007/978-3-319-77401-5_14. ISBN 978-3-319-77400-8. ISSN 2510-1862.
Обер, Ханс-Иоахим; Немецкая комиссия ЮНЕСКО (2010). ЮНЕСКО-Welterbe в Германии [eine Publikation der Deutschen ЮНЕСКО-Kommission und des Auswärtigen Amts der Bundesrepublik Deutschland] = всемирное наследие ЮНЕСКО в Германии (на немецком языке). Бонн. ISBN 978-3-940785-14-5. OCLC 612325291.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
Различные участники базы данных палеобиологии. "Все наборы данных, соответствующие термину 'Messel'". База данных палеобиологии . Получено 1 декабря 2019 г.
