Las bolas de carbón son concreciones minerales permineralizadas que se forman dentro de capas de carbón del Carbonífero. Aunque su nombre puede inducir a error, no están hechas de carbón, sino de sedimentos y minerales que reemplazan o rellenan rápidamente los tejidos orgánicos. Su composición suele incluir calcio y magnesio, y en algunos casos compuestos de hierro como sulfuro de hierro. Normalmente presentan forma redondeada u ovalada, aunque también pueden ser irregulares.
Estas concreciones son muy valiosas para la paleontología porque conservan en tres dimensiones restos de plantas del Carbonífero, incluyendo tallos, hojas, raíces, esporas y, en ocasiones, estructuras reproductivas delicadas. Gracias a la permineralización, los tejidos quedan protegidos antes de descomponerse por completo, lo que permite estudiar con gran detalle la anatomía interna de especies extinguidas y reconstruir los antiguos pantanos tropicales donde crecían.
En 1855, dos científicos ingleses, Joseph Dalton Hooker y Edward William Binney, encontraron bolas de carbón en Inglaterra. Por ello, las primeras investigaciones sobre las bolas de carbón se realizaron en Europa. Las bolas de carbón se encontraron e identificaron en Norteamérica en 1922. Desde entonces, se han hallado en varios continentes y se han propuesto distintas teorías sobre su origen, composición y proceso de formación.
Marie Stopes y D.M.S. Watson también examinaron muestras de bolas de carbón. Coincidieron en que se formaron in situ, es decir, en el mismo lugar donde quedaron enterradas las plantas. También propusieron que la interacción con un entorno marino o con aguas ricas en sales pudo favorecer la precipitación de minerales alrededor de los restos vegetales. Esta idea ayudó a explicar por qué las concreciones aparecen asociadas a vetas de carbón y a sedimentos depositados en ambientes pantanosos y costeros.
Las bolas de carbón se encuentran en vetas de carbón en toda América del Norte y Eurasia. Las bolas de carbón norteamericanas están en más lugares que en Europa. Las bolas de carbón más antiguas se encontraron en Alemania y la antigua Checoslovaquia. Su distribución indica que los procesos de formación pudieron repetirse en diferentes cuencas carboníferas del final del Paleozoico, siempre que coincidieran condiciones adecuadas de enterramiento, química del agua y baja oxidación.
En 1962, Sergius Mamay y Ellis Yochelson encontraron indicios de restos de animales marinos en bolas de carbón norteamericanas. Este hallazgo reforzó la idea de que algunas de estas concreciones no solo preservan plantas, sino también pequeños organismos que quedaron atrapados en el sedimento antes de la compactación. Por eso, las bolas de carbón son una fuente importante para estudiar la relación entre los ecosistemas terrestres y acuáticos del Carbonífero.
La calidad de la conservación de la materia orgánica depende de la velocidad del proceso de enterramiento y del grado de compresión antes de sufrir la permineralización. Por lo general, las bolas de carbón resultantes de restos que tuvieron un enterramiento rápido, con poca descomposición y escasa presión, presentan un mayor grado de conservación. Sin embargo, los restos vegetales de la mayoría de las bolas de carbón muestran distintos signos de degradación y colapso, lo que sugiere que el proceso de formación pudo variar mucho de un yacimiento a otro.
En conjunto, las bolas de carbón constituyen uno de los registros fósiles más útiles del Carbonífero porque combinan abundancia, buena conservación y un contexto geológico muy informativo. Su estudio ha permitido conocer mejor la evolución de las plantas vasculares, la estructura de los pantanos de carbón y las condiciones ambientales que favorecieron la preservación excepcional de la vida antigua.
