במזוזואיקון כוסה המולאס של הרוטליגנד על ידי משקעים אחרים, כולל אבני חול ואבני חרסית של הרצף הליתולוגי המכונה (טריאס תחתון), אשר ניתן למצוא כיום מדרום-מזרח וממזרח לאזור דרמשטאדט, באבן החול אודנוואלד (Buntsandstein-Odenwald) וב.
מקור פצלי השמן.
ההיסטוריה של פצלי השמן של מסל מתחילה לפני כ-48 מיליון שנה באאוקן. כתוצאה מטקטוניקת הלוחות הייתה אירופה קרובה מעט יותר לקו המשווה והטמפרטורה העולמית הממוצעת הייתה גבוהה משמעותית מזו שהיא כיום. היווצרות הרי האלפים עוררה תהליכים בקרום מרכז אירופה ומתחתיו, מה שהוביל, בין היתר, לשקיעת הגראבן של הריין העליון ולהתרוממות של היער השחור-אודנוולד-שולה, כולל ההורסט של שפרנדלינגר (Sprendlinger). כתוצאה מהסחיפה של האזורים העליונים של הגושים המורמים, נחשפה התשתית של האורוגנזה הווריסקנית ביער השחור ובמערב אודנוולד. בהורסט של שפרנדלינגר המורם פחות, הסחיפה הגיעה רק עד לרוטליגנד. התנועות הטקטוניות גרמו גם להופעת הרי געש.
קידוח מחקרי בסתיו 2001 גילה שמרכז געשי כזה נמצא גם באזור מסל. משם עלתה מאגמה בזלתית אל פני האדמה, פגעה במי התהום וגרמה להתפוצצות קיטור אדירה. פיצוץ זה התרחש באותה תקופה פחות מ-100 מטרים מתחת לפני האדמה ויצר מכתש עמוק. זה איפשר למים לחדור לכיוון המרכז הוולקני ופיצוץ הקיטור הבא התרחש אז בעומק גדול יותר בהתאמה. חזרה על תהליך זה מספר פעמים הביאה למשפך פיצוץ בעומק של יותר מ-700 מטר בתשתית. על פי מחקר שפורסם בסוף 2014, פיצוצים אלה התרחשו לפני 48.49 עד 47.89 מיליון שנה. בעוד החלק התחתון של המשפך מכיל שברי סלעים (ברקציה) וטוף, 200–300 מטרים העליונים התמלאו במים לאחר שהגעשיות שככה ונוצר מאר (אגם ממקור געשי). באגם זה שקעו אז משקעים שונים, בעיקר אבן בוץ ביטומנית, המכונה כיום "פצלי השמן של מסל" (Messeler Ölschiefer).
האקלים החם בדרך כלל ותנודות הטמפרטורה העונתיות הנמוכות, יחד עם העומק הגדול מאוד של האגם ביחס לפני השטח, מנעו החלפת מים באמצעות הסעה. עובדה זו הוביל בהכרח למחסור בחמצן ולשיעור גבוה של גופרית בשכבות המים העמוקות יותר. בשל התנאים ה (מים חסרי חמצן ועשירים בגופרית) הללו נוצרה בעומק המאר בוצה שיצרה לבעלי חיים וצמחים מתים שששקעו לקרקעית האגם את התנאים הטובים ביותר לשימור המאובנים שלהם. במהלך מיליוני השנים הבאות נדחס בוץ זה לאבן חרסית שחורה, שכבת פצלי השמן. עובי שכבות פצלי השמן הם עד 150 מטר, מה שמעיד על תקופת השקעה של כ-1.5 מיליון שנה.
הפטרוגרפיה של פצלי השמן.
פצלי השמן של מסל מורכבים בעיקר מסמקטיטים. אלה הם מינרלי חרסית שמקורם מבליה כימית של סלעים געשיים בסיסיים. חלקם נוצרו לפני שנשטפו לאגם, אך חלקם נוצרו רק לאחר שהמינרלים הראשוניים (אוליבין, פירוקסן, אמפיבול) הושקעו. כניסת המינרלים התרחשה ככל הנראה בעיקר דרך זרימת מי גשמים, הסמקטיטים והמינרלים הראשוניים הגיעו ממורדות קירות הטוף שהקיפו את האגם, ושנשטפו לאגם. ייתכן, עם זאת, כי מקורם של חלק מהחומרים ששקעו באגם היה מגשם של אפר געשי שהגיע מהתפרצויות הרי הגעש הסמוכים. רכיבים מינרליים נוספים הם סידריט, פיריט (האחראי בחלקו לצבע הכהה של הסלע), קוורץ / אופאל וזאוליט. השיעור הגבוה של הסידריט, המרוכז בשכבות של פחות ממילימטר אחד (למינציה), בצבע אפור-צהבהב או בצבע כתום, הוא מאפיין מיוחד של פצלי שמן של מסל שנוצרו על קרקעית האגם בשל תכולת הברזל הגבוהה של המים.
אצות הן גם מקור הרוב (כ-80%) מהמרכיבים האורגניים של פצלי השמן, הקרוגנים. הסוג הנפוץ ביותר של אצות הוא "טטראדרון מינימום" ("Tetraedron minimum"). חלק גדול מהלמינציה של פצלי שמן של מסל תואמת לריבוד המתחלף, בין למינות העשירות במיוחד בחומרים אורגניים לבין שכבות עשירות יותר בחרסית. תופעה זו מוסברת על ידי העובדה שהאצות התרבו במיוחד בחודשי השנה היבשים והשמשיים יותר ושקעו לקרקעית האגם לאחר מותם. במחצית הגשומה יותר של השנה נשטפו ושקעו מינרלי חרסית. אם השערה זו נכונה, למינציה של פצלי השמן היו ורוות אמיתיות. מכיוון שקצב השקיעה של החומר המינרלי היה גבוה באופן טבעי בשולי האגם, שיעור החומרים האורגניים בפצלי השמן בקצה הבור הוא נמוך יותר בהתאמה (edge slate "לווחת קצה"). הלמינציה גם לא מובחנת שם בצורה כה ברורה. כ-19% מהרכיבים האורגניים מקורם בצמחים יבשתיים עילאיים יותר, ורק 1% מגיע מבעלי חיים, כאשר המיקרואורגניזמים (זואופלנקטון) מהווים ללא ספק את החלק הגדול ביותר.
מאובנים.
כללי.
ממצאי המאובנים מבור מסל הם נרחבים מאוד וכוללים לא רק צמחים, אלא גם חסרי חוליות וחולייתנים. יותר מ-75 משפחות עם למעלה מ-200 מינים ידועים של צמחים בלבד, שקיימים כמיקרו-וכמאקרו מאובנים. אותרו 130 טקסונים ודאיים בקרב בעלי חוליות, כולל למעלה מ-40 מינים ביותר מ-30 סוגים של יונקים בלבד. טקסונים רבים קיבלו את התיאור המדעי הראשון שלהן ממאובנים שהתגלו בבור מסל. מצב השימור של המאובנים הטבועים בפצלי השמן הוא מצוין: אצל בעלי חוליות נשמרים מדי פעם תכולת הקיבה או פרטי הרקמות הרכות, בחרקים נשתמרו הוורידים של הכנפיים או הצבע המקורי של שלד הכיטין. מידע כזה אובד בדרך בתהליך ההתאבנות הרגיל.
מוזיאון הטבע זנקנברג בפרנקפורט ו מבצעים חפירות באופן קבוע במהלך חודשי הקיץ.
קיימת בעיית שימור עם המאובנים מבור מסל: החומר התומך, אבן הבוץ (פצלי השמן), מכיל כ-40 אחוז מים. אם הוא מתייבש, הוא נקרע ומתפרק לעלים קטנים, בדומה לקליפות עץ יבשות. רק מאז תחילת שנות השישים של המאה העשרים ניתן היה להעביר מאובנים לשרף סינתטי (שרף אפוקסי או שרף פוליאסטר) ובכך לשמר אותם לצמיתות, לשמר אותם למחקר ולהציג אותם. השיטה פותחה על ידי חוקרי תחביבים בשנות ה-70 בצורה המשמשת עד היום, מכיוון שהכרייה הפרטית של פצלי נפט נסבלה על ידי הרשויות עד 1974.
חילוץ המאובנים מהפצלים.
על מנת להגן על מאובני של בעלי חוליות ממסל מפני נזק או הרס כתוצאה מהתייבשות פצלי השמן באוויר, הם מופרדים מפצלי השמן ונשמרים בכמה שלבים.
הממצאים.
חסרי חוליות.
אף על פי שבור מסל היה בעבר אגם, כמעט ולא נמצאו חסרי חוליות השוכנים במים. , חלזונות כמו הסוג ו ניתן למצוא רק בשכבות מסוימות של פצלי שמן. חרקים החיים ביבשה נפוצים הרבה יותר. בולטים במיוחד החיפושיות מהמשפחות , וחדקוניתיים, ויש גם נציגים של המשפחה Cupedidae, שנכחדה מאירופה. בחלק מהמאובנים יש אפילו שאריות צבע. כך גם לגבי המין "Adscita statices" ממשפחת ה, שבמאובן שלו ניתן היה לקבוע את צבע הכנפיים. חרקים נוספים מיוצגים על ידי מינים מהסוג גזרנית ("Megachile", דבורים חותכות עלים), נציגים גדולים של חרגוליים ועל ידי משפחת הציקדיים (Cicadidae).
ממצא מיוחד הוא חרק מהמשפחה , חרק דמוי עלה מהסוג הנכחד "Eophyllium", שהיה דומה מאוד לקרוביו הנוכחיים. חרקים מעופפים מיוצגים על ידי מינים השייכים לסדרת הזבובאים מהמשפחה Nemestrinidae (כולל הסוג "Hirmoneura") וסדרת הדבוראים. האחרונים כוללים את הדבוריים שנמצאו במסל עם הסוגים שנכחדו של "Pygomelissa" ו-"Protobombus". ישנם גם נציגים טפיליים שונים של הצרעות הטפיליות ממשפחת ה, כולל הסוגים הנכחדים של "Trigonator", "Mesornatus", "Polyhelictes", "Rhyssella" ו-"Xanthopimpla". חלק מהסוגים כמו "Mesornatus" או "Polyhelictes" אינם ניתנים לסיווג מדויק באופן שיטתי, אך "Trigonator" שייך לתת-המשפחה , חרקים החיים כיום ביבשות הדרומיות (אפריקה, אמריקה הדרומית ואוסטרליה). נמלים מיוצגות בעיקר על ידי מלכות וזכרים בעלי כנפיים. בהן נמצאו והמינים הגדולים ביותר של נמלים: למלכות מהמין "Titanomyrma gigantea" מוטת כנפיים של עד 16 סנטימטרים. מעניין גם גילוי הפטרייה הטפילית של המין "", המתמחה בנמלים.
דגים.
מיני הדגים השכיחים ביותר במסל הם מקריני סנפיר מקוריים, מהם שלושה מינים שהתגלו במסל: מהמשפחה ה המין "Cyclurus kehreri" ודגי התנין "Masillosteus kelleri" ו- "Atractosteus kinkelini" (לשעבר A. strausi). מקריני סנפיר מודרניים (כליל-גרמיים), כמו "Thaumaturus intermedius" דמוי הסלמון, הצלופח "Anguilla ignota" ושלושת המינים של דקראים הנדירים יותר: "Amphiperca multiformis", "Palaeoperca proxima" ו- "Rhenanoperca minuta".
דו-חיים.
בנוסף לקרפדה "Eopelobates wagneri", התגלו במסל גם נציגים של המשפחה הנכחדת Palaeobatrachidae והסלמנדרה הענקית "Chelotriton robustus".
זוחלים.
הצבים במסל מיוצגים על ידי סוג צבי הבריכה "Palaeoemys" (שממנו מפרידים לעיתים את הסוג "Euroemys"), ועל ידי מין דומה ל-צב אף-חזיר השייך לסוג הנכחד "", הצב הרך "Palaeoamyda" וצב מצדד צוואר מהסוג "Neochelys". בולטים כאן כמה פרטים של "Allaeochelys" שנמצאו בזוגות, כל אחד מהם מייצג זכר ונקבה. חלק מהזוגות נמצאים במגע פיזי ישיר זה עם זה וזנבותיהם מונחים זה נגד זה כמו במצב ההזדווגות, המתפרש בהתאם כיחסי מין. הממצאים הם בין העדויות המאובנות העתיקות ביותר להזדווגות בחולייתנים.
דמויי תנינאים של תצורת מסל מיוצגים על ידי צורות מקוריות יותר, אם כי מתמחות יחסית, כמו גם צורות מודרניות יותר. הראשונות כוללות את הפריסטיכאמפסוס "Pristichampsus rollinatii" ו-"Bergisuchus dietrichbergi", שחיו כנראה על היבשה. לעומת זאת, המינים מהמשפחה הנכחדת Diplocynodontinae, דיפלוקיינודון ו-"Baryphracta deponiae", הקשורים לאליגטוריים, והאליגטורים "Hassiacosuchus Haupti" (לשעבר "Allognathosuchus Haupti") ו-"Allognathosuchus gracilis", כמו גם האסיאטוסוכוס "Asiatosuchus germanicus", חיו בעיקר במים.