El surgimiento de los bosques petrificados en el Lejano Oriente ruso: gemología y orígenes

La madera petrificada se utiliza en todo el mundo como un excelente material para la elaboración de souvenirs, joyas y espectaculares coleccionables. En 2014, se descubrió una nueva madera petrificada en Primorsky Krai en el Lejano Oriente ruso, cerca del pueblo de Kiparisovo. Los fósiles se encontraron en el noroeste de una cantera de grava, donde la toba volcánica de riolita se encuentra con el basalto superpuesto. Los tamaños de las muestras varían desde unos pocos centímetros hasta dos metros.

Los joyeros locales comenzaron a usar madera fósil como souvenirs (Figura 1) y muestras coleccionables pulidas. La presencia de madera petrificada en las joyerías regionales llamó la atención de los turistas chinos y generó demanda de la materia prima en el mercado chino.

Figura 2. Cabujón de madera petrificada del Lejano Oriente ruso. Foto de Dmitrii G. Fedoseev.

Se estudiaron más de cien muestras en el Centro Analítico del Instituto de Geología del Lejano Oriente de la Rama del Lejano Oriente de la Academia Rusa de Ciencias (FEGI FEB RAS). Examinamos la composición mineral, la estructura y las características gemológicas utilizando equipo gemológico estándar, un microscopio óptico Nikon E100 POL y un difractómetro de rayos X MiniFlex2 (XRD). Se encontraron varios ejemplos de madera petrificada: blanca, amarilla, jaspeada, calcedonia, bandeada, calcedonia bandeada con anillos de crecimiento marrones, parcialmente carbonizada y negra carbonizada (Figura 2).

Figura 3. Arriba: Sección transversal esquemática de un tronco de conífera mostrando sección transversal (A), sección radial (B), sección tangencial (C), anillos anuales (AR), conducto de resina (RD), rayo de madera (WR), borde fosas (BP) y lámina media (ML). Abajo a la izquierda: Sección transversal de madera petrificada con rayos de madera (líneas horizontales), conductos de resina y anillos anuales; campo de visión de 5,5 mm. Centro inferior: sección radial de madera petrificada con rayos de madera (líneas horizontales) y traqueidas con hoyos en los bordes (círculos); campo de visión de 2,7 mm. Abajo a la derecha: Sección tangencial de madera petrificada con cadena de láminas intermedias; campo de visión de 5,5 mm. Microfotografía de Dmitrii G. Fedoseev. «>

Figura 3. Arriba: Sección transversal esquemática de un tronco de conífera mostrando sección transversal (A), sección radial (B), sección tangencial (C), anillos anuales (AR), conducto de resina (RD), rayo de madera (WR), borde fosas (BP) y lámina media (ML). Abajo a la izquierda: Sección transversal de madera petrificada con rayos de madera (líneas horizontales), conductos de resina y anillos anuales; campo de visión de 5,5 mm. Centro inferior: sección radial de madera petrificada con rayos de madera (líneas horizontales) y traqueidas con hoyos en los bordes (círculos); campo de visión de 2,7 mm. Abajo a la derecha: Sección tangencial de madera petrificada con cadena de láminas intermedias; campo de visión de 5,5 mm. Microfotografía de Dmitrii G. Fedoseev.

El índice de refracción de las placas pulidas osciló entre 1,40 y 1,54 en diferentes regiones, correspondientes a calcedonia, ópalo y cuarzo. Brilla de color azulado o verdoso bajo la luz ultravioleta de onda corta; la mayoría de las muestras son inertes bajo la luz ultravioleta de onda larga. La muestra tiene una estructura celular fibrosa. Las células (traqueidas) son de forma angular, rectangular y, a veces, subcuadrada (Figura 3, abajo a la izquierda). Una sección transversal de la muestra muestra una sola fila muy estrecha de rayos de madera horizontales. Los conductos de resina verticales que parecen manchas blancas se encuentran en la región de la madera tardía de los anillos de crecimiento (bandas oscuras verticales) (Fig. 3, abajo a la izquierda). En la sección radial de la muestra, observamos rayos de madera (líneas horizontales) y hoyos de borde (agujeros circulares) (Fig. 3, centro inferior). Las lascas intermedias (celdas en cadena) se pueden ver en secciones tangenciales de madera petrificada (Fig. 3, abajo a la derecha).

La ausencia de contenedores, los distintivos radios de madera y tipo traqueida con hoyos en los bordes, las características de la laminilla media y la presencia de vasos resinosos verticales sugieren que estas muestras pertenecen a coníferas. El análisis de difracción de rayos X mostró que todas las especies de madera silicificada tenían una composición de ópalo-cristobalita-tridimita.

La geología de la región permite imaginar las condiciones para su formación. Se forman capas gruesas de ceniza volcánica y flujos de basalto superpuestos como resultado de erupciones volcánicas catastróficas de magma de riolita que forman nubes de ceniza caliente, así como también de salidas tardías de magma del manto. Los flujos de lava de basalto se vierten en cuencas de agua con temperaturas superiores a 1000°C. Lava cubrió troncos de árboles sumergidos y gruesos sedimentos de fondo de estuco. Cuando el basalto derretido entra en contacto con el agua, la superficie del flujo de lava se apaga instantáneamente, formando almohadas de lava. Los espacios entre la lava almohadillada están llenos de rocas vítreas clásticas llamadas hialuronatos.

Figura 4. Izquierda: Parte de madera petrificada. Derecha: Muestra fósil de madera opalizada con juego de colores. Foto de Dmitrii G. Fedoseev. «>

Figura 4. Izquierda: Parte de madera petrificada. Derecha: Muestra fósil de madera opalizada con juego de colores. Foto de Dmitrii G. Fedoseev.

Como resultado, los árboles inundados yacen debajo de la roca hialurónica y la lava almohada. Algunos árboles se han erigido bajo el peso del flujo de lava. Algunos de los troncos hundidos en los restos hialurónicos estaban carbonizados, mientras que los del estuco permanecían intactos. Durante la silicificación, las partes carbonizadas del tronco se vuelven negras y las partes no carbonizadas se vuelven blancas, de color amarillento a marrón (Figura 4). Los árboles enterrados sufren una intensa deformación, con troncos aplastados y madera partida y astillada.

Al reemplazar las células de los árboles con cuarzo u ópalo, la principal fuente de sílice es el estuco.Esto es promovido por la puzolana saturada de agua de baja alcalinidad con alto contenido de SiO.₂ contenido (más del 72% en peso). La solución acuosa que contiene sílice penetra en la madera, que, en condiciones anaeróbicas, representa una barrera geoquímica local en la que se produce la precipitación de sílice libre para reemplazar las células vegetales. Dependiendo de la concentración de silicio en la solución de células vegetales, puede ocurrir la deposición de ópalo, calcedonia o cuarzo. La descripción anterior nos permite imaginar un magnífico cuadro de cómo la naturaleza crea una maravillosa combinación de plantas y mundos de piedra.