Santana-muodostuma

Lentoliskojen aarreaitta Brasiliassa

Koillis-Brasilian Araripe-altaassa sijaitseva Santana-muodostuma on yksi maailman merkittävimmistä paleontologisista löytöpaikoista. Se on niin sanottu Konservat-Lagerstätte — fossiilikohde, jonka erityislaatu on poikkeuksellisen hyvässä säilymisessä. Santana-muodostuma tunnetaan ennen kaikkea lentoliskoistaan, mutta sen kalkkikiviset kerrostumat ovat säilöneet myös kaloja, dinosauruksia, kilpikonnia ja kasveja.

Muodostuman fossiilipitoiset kerrostumat ovat noin 110 miljoonaa vuotta vanhoja, varhaisen liitukauden lopulta. Tarkkaa ikää on ollut vaikea määrittää, sillä kerrostumasta puuttuvat luotettavat ajoitusmenetelmät — arviot vaihtelevat aptin ja albin kausien välillä. Tuolloin alue oli matalaa rannikkoa lähellä juuri syntymässä ollutta Eteläatlanttia, ja merivesi tunkeutui ajoittain sisämaahan.

Santana-muodostuman kuuluisin osa on Romualdo-jäsen, ohut mutta erittäin fossiilipitoinen tummien savikivien kerros. Sen sisältä löytyy kalkkikonkreetioita — kovia kivipalloja, joiden sisään fossiilit ovat säilyneet. Juuri nämä konkreetiot ovat tehneet kohteesta maailmankuulun.

Muodostuman fossiilit ovat kiehtoneet tutkijoita jo yli 150 vuoden ajan. Ensimmäiset kuvaukset tehtiin 1800-luvun alkupuolella, kun eurooppalaiset tutkimusmatkailijat toivat alueen kalafossiileja Eurooppaan. Sittemmin kohde on noussut yhdeksi liitukauden tutkituimmista löytöpaikoista.

Araripe-allas oli varhaisella liitukaudella aivan toisenlainen kuin nykyään. Eteläatlantti oli vasta avautumassa, kun Etelä-Amerikka ja Afrikka erkanivat toisistaan, ja merivesi tunkeutui kapeina lahdekkeina syvälle sisämaahan. Alueella vuorottelivat suolaiset laguunit, makeavetiset järvet ja matalat meret — vaihteleva ympäristö, joka elätti rikasta eläimistöä.

Juuri tämä ympäristö loi olosuhteet poikkeukselliselle säilymiselle. Hapettomat pohjavedet laguunien syvänteissä estivät ruumiiden hajoamisen, ja hienojakoinen sedimentti hautasi ne nopeasti. Kun lisäksi kalkki saostui ruumiiden ympärille, syntyivät ne kuuluisat konkreetiot, joista kohde tunnetaan.

Konkreetioiden kätkemä maailma

Kohteen tarina alkoi kaloista. Jo 1800-luvulla alueen kalkkikonkreetioista löydetyt kalafossiilit herättivät tiedemaailman huomion, ja ranskalainen kalapaleontologi Louis Agassiz tunnisti ne liitukautisiksi. Vuosikymmenten ajan kohde tunnettiin nimenomaan kalalöydöistään.

Käänne tapahtui 1900-luvun loppupuolella, kun konkreetioista alettiin löytää lentoliskoja. Toisin kuin useimmissa fossiilikohteissa, joissa lentoliskojen ohuet luut litistyvät tunnistamattomiksi, Santana-muodostuman konkreetiot säilyttivät ne kolmiulotteisina. Tämä oli mullistavaa: ensimmäistä kertaa tutkijat saattoivat tutkia lentoliskojen luustoa sellaisena kuin se eläimellä todella oli.

Brasilialainen paleontologi Alexander Kellner on kuvannut suuren osan kohteen lentoliskoista, ja hänen työnsä on tehnyt Santana-muodostumasta lentoliskotutkimuksen klassikon. Nykyään muodostumasta tunnetaan jo yli kymmenen lentoliskosukua — se on yksi maailman monimuotoisimmista lentoliskoyhteisöistä.

Fossiililöytöjen historiaan liittyy myös varjopuolensa. Koska kohteen konkreetiot ovat kauniita ja arvokkaita, niitä on vuosikymmenten ajan myyty fossiilikauppiaille ja kerääjille ympäri maailmaa. Monet tieteellisesti tärkeät näytteet päätyivät ulkomaisiin kokoelmiin ennen kuin Brasilia tiukensi fossiilien vientiä koskevia lakeja. Nykyään fossiilien laiton vienti on rikos, ja tutkijat pyrkivät palauttamaan maasta vietyjä näytteitä.

Tieteellinen kaivaustyö on kuitenkin jatkunut ja tarkentunut. Tutkijat ovat kartoittaneet konkreetioiden esiintymistä kerros kerrokselta ja havainneet, että parhaiten säilyneet selkärankaiset keskittyvät vain muutamaan ohueen kerrokseen. Tämä tieto auttaa kohdistamaan kaivaukset juuri sinne, missä arvokkaimmat löydöt ovat.

Lentoliskot, kalat ja dinosaurukset

Alueen eläimistö kattaa koko liitukautisen rannikkoekosysteemin — taivaalla lensivät lentoliskot, vedessä ui suuria petokaloja ja rannoilla eli dinosauruksia. Yhdessä ne piirtävät elävän kuvan varhaisen liitukauden Gondwanasta.

Lentoliskot ovat kohteen tähtilöytöjä. Monet niistä olivat kalansyöjiä, joiden suoraan eteenpäin osoittavat hampaat toimivat kalan sieppaamiseen sopivina pihteinä. Toisilla, kuten Tapejaralla, oli näyttäviä päätöyhtöjä, jotka olivat todennäköisesti lajitunnistuksen ja parinvalinnan välineitä. Konkreetioiden ansiosta tutkijat ovat voineet rekonstruoida nämä eläimet poikkeuksellisen tarkasti.

Kalat ovat lentoliskojen ohella kohteen runsain eläinryhmä. Konkreetioista on löydetty kymmenittäin kalalajeja, ja monet niistä ovat säilyneet niin täydellisinä, että jopa suomut ja sisäelinten jäänteet ovat tunnistettavissa. Joistakin petokaloista on löydetty vatsan sisältö, joka paljastaa, mitä ne söivät viimeisillä hetkillään — toisinaan jopa pienempiä kaloja kokonaisina. Tällaiset löydöt antavat suoran kuvan liitukautisesta ravintoketjusta.

Dinosaurukset olivat alueella harvinaisempia, mutta niitäkin tunnetaan. Pieni petodinosaurus Mirischia on yksi parhaiten säilyneistä, ja sen luusto kertoo, että rannikon kuivalla maalla eli myös dinosauruksia lentoliskojen ja kalojen lisäksi. Lisäksi konkreetioista on löydetty kilpikonnia, krokotiilien sukulaisia ja runsaasti kasvifossiileja, jotka yhdessä täydentävät kuvan koko ekosysteemistä.

Kuka söi ketä laguunin maailmassa

Santana-muodostuman fossiilit piirtävät harvinaisen täyden kuvan rannikon ravintoketjusta. Sen pohjana olivat lukuisat kalat, kuten yleinen Cladocyclus, jotka tarjosivat ravintoa suuremmille saalistajille.

Kaloja jahtasivat ennen kaikkea lentoliskot. Kalansyöjälajit kuten Anhanguera ja jopa kahdeksanmetrisiin siipiväleihin yltänyt Tropeognathus sieppasivat saaliinsa meren pinnalta. Vedessä ja rannoilla saalisti puolestaan Irritator, krokotiilikuonoinen spinosauridi, jonka kapea, hampaikas leuka oli erikoistunut juuri liukkaan kalan pyydystämiseen.

Yksi kohteen kuuluisimmista löydöistä paljastaa, etteivät spinosauridit tyytyneet pelkkään kalaan: erään lentoliskon kaulanikamaan on jäänyt kiinni spinosauridin hammas. Tämä on harvinainen suora todiste siitä, että nämä pedot saalistivat — tai ainakin söivät — myös lentoliskoja. Pieni hetki liitukauden draamasta, joka jähmettyi kiveen.

Miten konkreetiot syntyivät

Kohteen fossiilien poikkeuksellinen säilyminen perustuu kalkkikonkreetioihin. Konkreetio on kovettunut kivipallo, joka muodostuu sedimenttiin hautautuneen eloperäisen aineksen ympärille. Alueen kerrostumissa nämä pallot kasvoivat usein juuri kuolleen eläimen ruumiin ympärille.

Prosessi oli nopea. Kun eläin kuoli ja vajosi pohjamutaan, sen ruumiin hajoaminen muutti ympäröivän sedimentin kemiaa. Tämä sai kalkin saostumaan ruumiin ympärille jo ennen kuin luut ehtivät litistyä pohjasedimentin painon alla. Lopputuloksena luusto säilyi kolmiulotteisena kivipallon sisällä — ikään kuin luonnollisessa suojakuoressa.

Tutkimus jatkuu yhä

Löytöalue on edelleen yksi maailman aktiivisimmista liitukauden tutkimuskohteista. Brasilialaiset tutkijat tekevät alueella järjestelmällisiä kaivauksia, ja uusia lentoliskolajeja kuvataan säännöllisesti. Jokainen löytökausi laajentaa kuvaa siitä, kuinka monimuotoinen tämä liitukautinen eläinyhteisö todella oli.

Modernit tutkimusmenetelmät ovat tuoneet kohteen fossiileihin uutta tietoa. Tietokonetomografialla eli CT-kuvauksella tutkijat voivat nähdä konkreetioiden sisään ilman, että kivipalloa tarvitsee halkaista. Tämä on paljastanut yksityiskohtia, joita ei aiemmin osattu edes etsiä — esimerkiksi luiden sisärakenteita ja ruoansulatuskanavan jäänteitä.

Tutkimuksella on myös laajempi merkitys. Koska kohde tallentaa varhaisen liitukauden rannikkoekosysteemin niin tarkasti, se auttaa tutkijoita ymmärtämään, millainen elämä oli Eteläatlantin syntyessä. Brasilian ja Afrikan erkaneminen oli tuolloin käynnissä, ja alueen fossiilit kertovat, miten eläimistö muuttui mannerten liikkuessa.

Kohde on myös tärkeä vertailukohta muille liitukauden lentoliskolöydöille. Kun maailmalta löytyy uusia lentoliskofossiileja, niitä verrataan usein juuri Brasilian aineistoon, koska se on niin kattava ja hyvin säilynyt. Näin yksi löytöalue valaisee lentoliskojen evoluutiota kaukana omien rajojensa ulkopuolella.

Santana-muodostuman perintö

Kohteen fossiileja on esillä museoissa ympäri maailmaa, ja sen lentoliskot ovat nousseet liitukauden tunnetuimpien fossiilien joukkoon. Brasiliassa nämä löydöt ovat keskeinen osa kansallista luonnonperintöä, ja niiden suojelu ja laiton vienti ovat olleet tärkeitä kysymyksiä.

Löytöalueen suurin merkitys on siinä, mitä se on opettanut lentoliskoista. Aiemmin lentoliskot tunnettiin lähinnä litistyneistä, vaikeasti tulkittavista fossiileista. Muodostuman kolmiulotteiset löydöt muuttivat tämän — nyt tiedämme paljon tarkemmin, millaisia nämä taivaan valtiaat olivat: miten ne lensivät, mitä ne söivät ja miltä ne näyttivät.

Tutustu muihin löytöalueisiin

Muut löytöpaikat Etelä-Amerikassa

Dinosauruksia jokaisella mantereella