Encontrar um fóssil em uma mina de carvão não é grande coisa. Depósitos de carvão, afinal, são pântanos de turfa petrificados, e a turfa é feita de plantas em decomposição, que deixam suas impressões em lama e argila à medida que endurecem em pedra de xisto.
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Mas foi uma coisa totalmente diferente quando John Nelson e Scott Elrick, geólogos do Departamento de Pesquisas Geológicas do Estado de Illinois, examinaram as minas de carvão de Riola e Vermilion Grove, no leste de Illinois. Cravados nos tetos dos poços das minas, está a maior floresta fóssil intacta já vista - pelo menos quatro quilômetros quadrados de floresta tropical preservada há 307 milhões de anos. Foi quando um terremoto de repente baixou o pântano de 15 a 30 pés e lama e areia invadiram tudo, cobrindo tudo com sedimentos e matando árvores e outras plantas. "Deve ter acontecido em questão de semanas", diz Elrick. "O que vemos aqui é a morte de um pântano de turfa, um momento no tempo geológico congelado por um acidente da natureza."
Para ver essa maravilha pouco conhecida, juntei-me a Nelson e Elrick no terreno de Vermilion Grove, uma mina em funcionamento operada pela Peabody Energy, sediada em St. Louis, e fechada ao público. Eu vesti um capacete, uma luz, luvas e botas de bico de aço. Eu recebi uma garrafa de oxigênio e uma palestra de segurança. Em caso de emergência - gás venenoso, incêndio ou explosão - siga as luzes vermelhas para encontrar o caminho para sair da mina, aconselhou o gerente de segurança Mike Middlemas. Nós poderíamos encontrar "fumaça preta e grossa, e você não será capaz de ver nada na sua frente". Ele disse usar a linha de vida que corre ao longo do teto, uma corda esbelta enfiada por cones de madeira, como carros alegóricos em uma piscina.
A jazida de carvão rica em fósseis fica a 230 pés abaixo do solo, e nós seguimos para lá em uma jitney a diesel de jipe aberto, parecida com o do Humvee, conhecida como uma "viagem de homem". O motorista nos conduziu por seis quilômetros de desvios e voltas desconcertantes em túneis iluminados apenas por faróis de escape e faróis do veículo. A viagem demorou 30 minutos e terminou na Área 5. Os túneis têm 6, 5 pés de altura e a largura de uma rua suburbana de mão dupla.
Os túneis eram silenciosos e iluminados por lâmpadas de baixa potência, sombrios. O ar úmido do verão, vindo de cima, era frio e pegajoso no subsolo, onde as temperaturas oscilam em torno de 60 graus Fahrenheit o ano todo. Mineiros terminaram de extrair carvão aqui, e os lados do túnel foram pulverizados com cal viva para suprimir o pó de carvão explosivo. O telhado de xisto - feito do sedimento que destruiu a floresta há tanto tempo - está rachando e descascando agora que o carvão abaixo dele foi removido. Malha de arame cobre o teto para evitar que grandes peças caiam nas estradas ou batendo nos garimpeiros.
Nelson seguiu seu caminho pelo túnel, passando por pilhas de pedras quebradas e pedaços de carvão tombaram como dados negros pelo chão poeirento. Ele parou e olhou para cima. Lá, brilhando no brilho de sua luz de capacete, está a floresta - uma profusão de troncos de árvores entrelaçados, folhas, folhas de samambaia e galhos em silhueta preta sobre cinza na superfície de xisto úmido do telhado do túnel. "Eu já tinha visto fósseis antes, mas nada como isso", diz ele.
Nelson, que agora está aposentado, visitou pela primeira vez o local de Riola-Vermilion Grove durante uma inspeção de rotina logo após a inauguração da mina, em 1998. Ele localizou fósseis, mas não prestou muita atenção a eles. Ele viu mais fósseis quando inspecionou diferentes túneis no ano seguinte, e ainda mais no ano seguinte. Elrick se juntou a ele em 2005, e até então os fósseis somavam "muitos", diz Elrick. "Algo estranho estava acontecendo."
Nelson chamou dois paleobotânicos, William DiMichele, do Museu Nacional de História Natural do Smithsonian, e Howard Falcon-Lang, da Universidade Britânica de Bristol, para ver o local. Falcon-Lang descreve-a como "uma descoberta espetacular" porque a floresta inteira - não apenas árvores ou plantas individuais - está intacta no teto. A maioria das antigas florestas de turfa morrem gradualmente, deixando apenas uma evidência irregular do que cresceu lá. Porque este foi enterrado de uma só vez, quase tudo o que estava lá ainda está lá. "Podemos olhar para as árvores e a vegetação circundante e tentar entender toda a floresta", diz DiMichele.
Os senhores desta selva eram os lycopsids: plantas escamosas com troncos de até 6 pés de circunferência que cresceram até 120 pés de altura e produziam cones produtores de esporos. Pareciam espadas gigantes de espargos. Na pálida luz do túnel, vestígios fósseis de 30 pés de brilho de lycopsid escorregadio no telhado de xisto como peles de jacaré.
Ao lado dos lycopsids estão os calamites - primos de 30 pés de altura da cavalinha moderna - e antigas coníferas do tamanho de mangues conhecidas como cordaites. Samambaias (que não têm relação com samambaias modernas) cresceram 25 metros de altura. As samambaias cresceram 30 pés, com coroas de folhas grandes e plumas.
Poucos fósseis de animais foram encontrados na mina - substâncias químicas na água do antigo pântano podem ter dissolvido conchas e ossos - mas outros locais de mais de 300 milhões de anos atrás, um período conhecido como Carbonífero, produziram fósseis de milípedes, aranhas, baratas. e anfíbios. Libélulas de monstros com asas de 2, 5 pés governavam os céus. (Seria mais 70 milhões de anos antes dos primeiros dinossauros.)
E então o terremoto aconteceu, e essa floresta úmida e pantanosa sumiu.
Uma das razões pelas quais o site é tão valioso para os cientistas é que ele abre uma janela para o mundo natural pouco antes de um período de grandes e intrigantes mudanças. Por centenas de milhares de anos depois que esta floresta tropical foi enterrada, samambaias, lycopsids e outras plantas competiram pelo domínio - "uma espécie de caos vegetacional", diz DiMichele. Por alguma razão desconhecida, as samambaias prevaleceram, diz ele, e eventualmente assumiram as florestas tropicais úmidas do mundo. Dois terços das espécies encontradas em Riola-Vermilion Grove desapareceriam. Os poderosos lycopsids virtualmente desapareceram.
Pesquisadores oferecem várias razões possíveis para a grande reforma em comunidades de plantas há cerca de 306 milhões de anos: mudanças precipitadas nas temperaturas globais; secar nos trópicos; ou, talvez, a convulsão tectônica que erodiu depósitos de carvão ainda mais antigos, expondo o carbono que se transformou em dióxido de carbono. Seja qual for o motivo, a atmosfera da Terra subitamente adquiriu muito mais dióxido de carbono. Determinar a relação entre essa mudança atmosférica antiga e as mudanças na vegetação poderia oferecer pistas sobre como o ecossistema de hoje reagirá aos aumentos de dióxido de carbono causados pela queima de combustíveis fósseis.
A equipe do Riola-Vermilion Grove, DiMichele diz, está usando a floresta fóssil como um ponto de referência. Os pesquisadores estão analisando a composição química de depósitos anteriores e posteriores de carvão para medidas de dióxido de carbono antigo, temperatura, precipitação e outras variáveis. Até agora, o aumento do dióxido de carbono parece ser bastante suave ao longo do tempo, mas a mudança na vegetação é mais brusca.
Comparando fósseis de antes de 306 milhões de anos atrás e depois, "você tem uma mudança total de regime sem muito aviso", diz DiMichele. "Precisamos olhar muito mais de perto o passado", acrescenta ele. "E esta é a nossa primeira oportunidade para ver tudo."
Guy Gugliotta escreveu sobre cheetas e migrações humanas para o Smithsonian .
A floresta intacta e fossilizada (a ponta de uma folhagem de samambaia) é uma "descoberta espetacular", dizem os paleobotânicos. (Layne Kennedy) 
Os restos de uma floresta de lycopsids e outras esquisitices estão a 230 pés de profundidade (John Nelson, à esquerda, e Scott Elrick inspecionam um teto de poço de minas rico em fósseis.) (Layne Kennedy) 
Um ramo de lycopsid. (Layne Kennedy) 
Será que uma mudança climática abrupta há 306 milhões de anos condenou o antigo ecossistema? Fósseis da mina de carvão Vermillion Grove podem conter pistas. (Layne Kennedy)
