Bryłki bursztynu wydobywane w sambijskich kopalniach lub znajdowane na nadbałtyckich plażach są zastygłą żywicą drzew iglastych, których gatunku do dziś nie udało się ostatecznie ustalić. W XIX wieku oznaczono je jako gatunek zbiorczy - sosna bursztynodajna, Pinus succinifera, co potwierdził Kurt Schubert w roku 1961. Sosny te rosły ponad 45 milionów lat temu (w eocenie) w lasach mieszanych na kontynencie zwanym Fennoskandią.
Ślady drzewa bursztynodajnego
O tym, że bursztyn jest żywicą, świadczą odciski fragmentów powierzchni kory z pni drzew macierzystych widoczne na wielu bryłkach surowca bursztynowego oraz szczątki drewna i kory znajdowane wewnątrz licznych bryłek.
Pierwotne formy naturalne bursztynu bałtyckiego
Niegdyś w eocenie żywica spływała w miejsca uszkodzeń pni, gałęzi czy korzeni, zasklepiała zranione tkanki drzew, umożliwiając regenerację tkanek, a dzięki właściwościom odkażającym chroniła je przed atakiem bakterii, wirusów i grzybów.
Przekrój pnia drzewa zabliźniającego zranienia i uszkodzenia:
Rys. T. Kobyłka, z: "Bursztyn w przyrodzie. Przewodnik i katalog wystawy. Polska Akademia Nauk - Muzeum Ziemi. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1983 str. 21.
Duże nagromadzenia żywicy powstają w wewnętrznych szczelinach pnia (A) i pod korą (B).
Żywica wyciekająca na zewnątrz tworzy mniej lub bardziej regularne sople, krople i nabrzmienia (C).
Formy naciekowe
Wypływając przez uszkodzenia na powierzchnię pni lub konarów sosen, wygrzana i sklarowana w promieniach słońca płynna żywica utrwaliła odciski kory, kształt zranień i zastygała w postaci potoków lub sopli. Między warstwami kolejnych nacieków zostały uwięzione drobne rośliny, a przede wszystkim stawonogi, które nie zdołały się uwolnić - dziś tkwią one w bursztynie jako tak zwane inkluzje organiczne.
Sople uformowały się z rzadkiej żywicy, natomiast odznaczające się masywną budową krople bursztynowe pochodzą z żywicy o większej gęstości i nie znaleziono w nich jakichkolwiek inkluzji.
Formy utworzone z nagromadzeń żywicy wewnątrz pni - tzw. ośródki
Płynna żywica gromadziła się wewnątrz pni między rozwarstwieniami albo w różnego kształtu szczelinach drewna lub kory, ewentualnie pod korą, utrwalając czasem nawet labirynty korytarzy - ślady żerowania larw owadów. Na powierzchni większości brył uformowanych wewnątrz pni widoczne są charakterystyczne płaszczyzny - zastygłe zwierciadła płynnej niegdyś żywicy. Wielokrotnie natrafia się na bryły utworzone z kilku kolejnych wypływów żywicy, co zaznaczyło się widocznymi poziomami nieciągłości. Granice sąsiadujących mas wycieków stanowią miejsca pękania brył.
Bursztyn uformowany wewnątrz pni jest na ogół nieprzezroczysty.
Największa znana bryła bursztynu bałtyckiego waży 9750 gramów. Jest to forma wewnątrzpniowa, która uległa obtoczeniu podczas "transportu lądolodem" w plejstocenie - w ostatnim milionie lat. Śladem po wykruszonych już dzisiaj gałązkach lub drzazgach są naturalne otworki w bryłkach bursztynu zwanych nadziakami.
Na tropie sosny bursztynodajnej
Wciąż trwają badania dotyczące udzielenia odpowiedzi na zasadnicze pytanie: z żywicy jakich drzew eoceńskich lasów powstał bursztyn bałtycki nazywany sukcynitem? Analiza morfologiczna drobnych i większych fragmentów drewna i kory przesyconych bursztynem oraz odcisków tych tkanek na powierzchni bryłek kopalnej żywicy pozwoliła uczonym niemieckim ustalić, że było kilka gatunków takich drzew, którym nadano wspólną nazwę - sosna bursztynodajna - Pinus succinifera. Sosny bursztynodajne odznaczały się niską produkcją drewna, a wysoką korka. Żywica wytwarzana była nie tylko w komórkach otaczających kanały żywiczne, ale również w komórkach miękiszowych wewnętrznej żywej kory tych drzew.
W celu wyjaśnienia genezy bursztynu bałtyckiego oprócz analiz botanicznych prowadzone są różnymi metodami porównania żywic kopalnych oraz żywic drzew żyjących współcześnie. Badania spektrometryczne w podczerwieni ujawniły podobieństwo przebiegu wykresów absorpcji niektórych pasm światła przez bursztyn bałtycki i żywicę współczesnych cedrów z gatunku Cedrus atlantica - drzew z rodziny sosnowatych. Niektórzy badacze dopatrują się podobieństwa składu chemicznego sukcynitu i żywicy współczesnych silnie żywicujących długowiecznych drzew soplicy australijskiej - Agathis australis z rodziny igławowatych (Araucariaceae). Nowsze badania wykazały podobieństwa właściwości bursztynu bałtyckiego i żywicy modrzewnika - Pseudolarix sp. - rodzaju drzew z rodziny sosnowatych.
Różne wyniki badań dotyczących pochodzenia bursztynu wymagają rewizji dotychczasowych oznaczeń przeprowadzonych przez paleobotaników.
Dlaczego sosny bursztynodajne żywicowały tak obficie? - to kolejne pytanie nurtujące badaczy bursztynu. Nienaturalnie intensywna produkcja żywicy - rezynoza - mogła być wywołana przez zranienie lub zainfekowanie roślin grzybami. Drzewa są bardziej wrażliwe na peryferiach ich zasięgu gatunkowego. Silne zaburzenie równowagi fizjologicznej sosen bursztynodajnych mogła wywołać także gwałtowna zmiana klimatu - na przykład na skutek transgresji eoceńskiego morza. Inna teoria przypisuje szczególny wpływ znacznego zapylenia atmosfery w rejonie lasów bursztynodajnych drobinami popiołów wulkanicznych. Zatkanie aparatów szparkowych w igłach sosen wywołało szokową reakcję - obfite wytwarzanie żywicy.
Nagromadzenie dużych ilości bursztynu w złożach bałtyckich można tłumaczyć dominacją drzew bursztynodajnych w lasach szeroko rozprzestrzenionych trwającą przez miliony lat.
Inkluzje roślinne w bursztynie bałtyckim
W bursztynie bałtyckim (= sukcynicie) znaleziono liczne szczątki roślin. Są to przeważnie niewielkie fragmenty tkanek i organów roślinnych, które jako świeże lub już w stanie rozkładu pogrążyły się czterdzieści pięć milionów lat temu w aromatycznej żywicy obficie wydzielanej przez drzewa bursztynodajne. Próby oznaczeń takich okazów najczęściej kończą się niepowodzeniem. Najwdzięczniejsze dla badaczy flory bursztynowej są bardzo rzadko znajdowane inkluzje całych drobnych organizmów roślinnych, takich jak wątrobowce i mchy. Również takie części roślinne jak kwiaty, owoce, nasiona, igły, liście, gałązki oraz drewno przesycone żywicą udaje się oznaczyć do rodzaju lub gatunku. Pyłkowi i zarodnikom, podobnie jak mikroorganizmom z bursztynu, nie poświęcono na razie większej uwagi w polskich opracowaniach. Najliczniejszymi szczątkami okrytonasiennych są występujące powszechnie w bursztynie bałtyckim pęczkowate włoski oderwane od młodych liści lub łusek osłaniających pączki dębów.
Badania morfologiczne pozwoliły paleobotanikom oznaczyć 250 gatunków roślin zarodnikowych, zielnych i drzewiastych z lasu bursztynodajnego. Są wśród nich rośliny z różnych siedlisk - rośliny górskie, nizinne, bagienne. Ta różnorodność wskazuje między innymi na zmienne ukształtowanie obszaru lasów bursztynodajnych. Ponadto stwierdzono współwystępowanie gatunków klimatu umiarkowanego obok elementu subtropikalnego i tropikalnego. Współczesne gatunki roślin porównywalne z roślinami kopalnymi znalezionymi w bursztynie bałtyckim występują w Afryce, Ameryce, Azji Południowo-Wschodniej, Chinach, Indonezji, Japonii i Oceanii.
Paleobotanik Aleksandra Kohlman-Adamska w roku 1997 wyróżniła trzy główne zbiorowiska lasów bursztynodajnych. W lasach iglastych wyższych partii gór rosły sekwoje, sośnice, jodły, świerki, modrzewie oraz liczni przedstawiciele rodziny cyprysowatych - cedrzyniec, żywotnikowiec, cyprysik, żywotnik. W niezbyt gęstych lasostepach, porastających niższe partie gór, występowały przede wszystkim sosny, palmy i liczne gatunki dębów zarówno wiecznie zielonych, jak i o opadających liściach; poza tym rosły inne drzewa - buki, kasztany, klony, sagowce z rodzaju Zamia - krzewy, takie jak magnolia, ostrokrzew, niektóre rośliny wawrzynowate; w runie leśnym dominowały trawy.
W wilgotnych dolinach rzek rosły lasy bagienne, a w nich egzotyczne glyptostrobusy (zwane przez Chińczyków sosnami wodnymi), krzewy z rodzin wierzbowatych, woskownicowatych i orszelinowatych (Clethraceae) oraz rośliny zielne z rodziny komelinowatych.
W eocenie na Ziemi było znacznie cieplej. Dzięki prądom morskim docierającym z okolic równika w południowej części Fennoskandii panował bardzo ciepły klimat strefy subtropikalnej - do 60 stopnia szerokości geograficznej północnej rosły palmy. Dalej na północy istniały odpowiednie warunki dla roślin stref umiarkowanej ciepłej i umiarkowanej. Rzeki płynące przez obszary tych lasów przenosiły między innymi drobne i większe naciekowe formy żywicy oraz całe pnie drzew z żywicą zgromadzoną w przeróżnych pęknięciach śród- i podkorowych oraz śróddrzewnych. Cały ten żywiczny materiał nagromadzony w osadach deltowych w rejonie dzisiejszego południowego Bałtyku ulegał stopniowym przemianom fizycznym i chemicznym, których rezultatem są obecnie znajdowane bryłki bursztynu.
