Messelský důl

Současný povrch jámy Messel se nachází zhruba 60 m pod úrovní místního terénu a má rozlohu přibližně 0,7 km². Ložisko ropných břidlic původně sahalo až do hloubky 190 m. Před 47 miliony let v eocénu, kdy se messelská ložiska tvořila, byla tato oblast o 10° jižněji než nyní. Toto období bylo těsně po paleocénně-eocénním tepelném maximu a klima i ekologie lokality se od dnešní velmi lišily. Velká řada jezer obklopených bujnými subtropickými lesy podporovala neuvěřitelnou rozmanitost života. Dno Messelského jezera bylo pravděpodobně centrálním bodem pro odtok vody z okolních řek a potoků. Jámové usazeniny vznikly v eocénu v období paleogénu asi před 47 miliony let. Vyplývá to z datování úlomků čediče pod zkamenělými vrstvami.

Základní horninou na lokalitě je ropná břidlice, která vznikla pomalým anoxickým usazováním bahna a odumřelé vegetace na dně jezera.

Jeho sedimenty sahají 130 m dolů a leží na starším pískovcovém podloží. Zkameněliny v břidlicích vykazují pozoruhodnou čistotu a zachovalost díky jedinečným vlastnostem usazování v jezeře.

V horních vrstvách jezera bylo hodně života, ale dno bylo anoxické. Protože voda nebyla příliš rozrušována, dostávalo se do spodních vrstev málo kyslíku. To znemožňovalo život mnoha epifaunálních (žijících na dně) a infaunálních (hrabajících) druhů. Proto byla mrtvá těla tak málo poškozená. Převracení jezerních vrstev (způsobené sezónními výkyvy) snižovalo obsah kyslíku u hladiny a vedlo k periodickému "vymírání" vodních druhů. V kombinaci s relativně nízkou rychlostí usazování (0,1 mm/rok) to bylo vynikající prostředí pro zachování fauny a flóry.

Uvolňování sopečných plynů

Oblast kolem jámy Messel byla v eocénu geologicky a tektonicky aktivní. Uvolňování sopečných plynů by mohlo být příčinou rozsáhlého usazování nevodních druhů.

Při podpovrchových posunech se do jezera a přilehlých ekosystémů uvolňovaly velké koncentrace reaktivních plynů (např. oxidu uhličitého a sirovodíku), které zabíjely citlivé organismy. Během těchto úniků mohli ptáci a netopýři spadnout dovnitř, pokud se nacházeli v blízkosti hladiny jezera, a suchozemští živočichové mohli být zahlceni v blízkosti břehu jezera.

Messelská jáma je nejzachovalejším dokladem dosud objevené raně eocénní flóry a fauny. Většina ostatních nalezišť má štěstí, že obsahuje jen částečné kostry, ale Messel se může pochlubit rozsáhlým zachováním strukturální integrity, dokonce tak daleko, že se zachovala srst, peří a "kožní stíny" některých druhů. Neobvyklé dochování vyvolalo několik podrobně zdůvodněných interpretací. Symptomatické stopy po kousnutí ve tvaru "němého zvonu" po obou stranách listové žilky na zkamenělém listu byly identifikovány jako smrtelný stisk mravence tesaříka terminálně parazitovaného houbou, která zřejmě tehdy stejně jako dnes převzala jeho chování, aby uvolnila své výtrusy na vhodném místě; jde o nejstarší jasný příklad manipulace chování houbami.

Rozmanitost druhů je ohromující. Zde je stručný přehled některých zkamenělin nalezených na této lokalitě:

• Fosilie raného primáta s antropoidními (tj. nelemuroidními) znaky: objev Darwinius masillae zveřejněný v květnu 2009
• Bylo nalezeno devět párů fosilních želv. Želvy Allaeochelys crassesculpta byly v koitu (při sexuálním aktu). Jedná se o páry samec-samice, přičemž samec má ocas zastrčený pod samicí, což je způsob, jakým provozují sex. Jejich smrt musela být rychlá. Předpokládá se, že želvy se začaly pářit v provzdušněných povrchových vodách dávného jezera. Když se ponořily do hlubších vod, přemohlo je uvolňování jedovatých sopečných plynů. Poté byly pohřbeny v sedimentech dna jezera. Želvy patřící k tomuto rodu žijí dodnes. Ztratily své plazovité šupiny a jejich kůže absorbuje kyslík z vody. Za normálních okolností je to výhoda: pomáhá jim to zůstat dlouho pod vodou. V anoxických podmínkách je to však nevýhoda, protože vstřebávají i oxid uhličitý a rozpuštěné jedy.
• Více než 10 000 zkamenělých ryb mnoha druhů
• Tisíce druhů vodního a suchozemského hmyzu, z nichž některé mají dosud zachované výrazné zbarvení.
• Mnoho drobných savců včetně trpasličích koní, velkých myší, primátů, zemních obyvatel (ježci, vačnatci, pangolíni), příbuzných žraloků a netopýrů.
• Mnoho ptáků, zejména dravých druhů.
• Krokodýli, žáby, želvy, salamandry a další plazi nebo obojživelníci
• Zbytky více než 30 druhů rostlin, včetně palmových listů, plodů, pylu, dřeva, ořechů a vinné révy.

Soubor fosilií zahrnuje jihoamerického mravenečníka, dva druhy jihoamerických nelétavých ptáků a předka šupinatého mravenečníka (Manis) ze starosvětských tropů.

• Lagerstätte