Over de hele wereld, spectaculaire fossielen zijn vaak gevonden bewaard in vaste, ruwweg bolvormige rotsen die 'concreties' worden genoemd. Van geologen tot toevallige waarnemers, velen hebben zich afgevraagd waarom deze verharde carbonaatmassa's zich rond dode organismen vormden, met ronde vormen en scherpe grenzen met het omringende materiaal, typisch in mariene modder en mudstone.

Verschillende belangrijke vragen met betrekking tot concreties hebben wetenschappers lang in verwarring gebracht. Welke omstandigheden zorgen ervoor dat ze ontstaan? Hoe lang duurt het voordat ze groeien? Waarom stoppen ze met groeien? Waarom zijn ze zo verschillend van de omringende rotsen of sedimenten?

Nutsvoorzieningen, onderzoekers onder leiding van Nagoya University hebben een methode ontwikkeld om concreties te analyseren met behulp van L-vormige "cross-plot diagrammen" van diffusie en groeisnelheid, gerapporteerd in een nieuwe studie gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten . Met deze methode, ze analyseerden tientallen concreties van drie locaties in Japan en vergeleken ze met concreties uit Engeland en Nieuw-Zeeland.

De resultaten van deze nieuwe studie hebben een dramatische invloed op het begrip van de snelheid waarmee concreties worden gevormd. "Tot nu, de vorming van bolvormige carbonaatconcreties duurde honderdduizenden tot miljoenen jaren, " zegt co-auteur Koshi Yamamoto. "Echter, onze resultaten laten zien dat concreties gedurende enkele maanden tot meerdere jaren zeer snel groeien." Dit snelle verzegelingsmechanisme zou kunnen verklaren waarom sommige concreties goed bewaarde fossielen van zachte weefsels bevatten die onder andere omstandigheden zelden worden gefossiliseerd.

Studie eerste auteur Hidekazu Yoshida legt uit, "De concreties behielden hun kenmerken, met goed bewaarde fossielen in hun centra of texturen die wijzen op de oorspronkelijke aanwezigheid van organisch materiaal. Eenvoudige massabalansberekeningen tonen ook aan dat de koolstof die in de carbonaatconcreties werd gefixeerd voornamelijk afkomstig was van de organen van organismen in de concreties."

Alle bestudeerde concreties waren samengesteld uit calciet, met relatief consistente composities overal, onderscheiden van de omringende modderige matrix. Fijn gemalen, in het algemeen bleken kleirijke sedimenten belangrijk om diffusie en permeabiliteit te beperken, en om de migratie van opgeloste stoffen te vertragen. Dus, bicarbonaatconcentraties zouden hoog genoeg stijgen aan een reactiefront om snelle precipitatie van calciumcarbonaat te veroorzaken, met scherpe grenzen van de omringende modder.

Dit nieuwe uniforme model voor het creëren van bolvormige concreties, die kan worden gegeneraliseerd door eenvoudige formules, kan worden toegepast om concreties van over de hele wereld te interpreteren. Naast het vergroten van onze kennis van dit belangrijke conserveringsmechanisme in het fossielenarchief, dit verbeterde begrip van de snelle precipitatie van calciet door de aanwezigheid van organisch materiaal kan praktische toepassingen hebben op het gebied van afdichtingstechnologie.