Kuidas fossiilid tekivad?

Vastupidiselt levinud arvamusele võib fossiiliks muutumine olla kõva asemel lihtne ja fossiilid võivad haruldaste asemel olla külluslikud. Kõik sõltub sellest, millest organism on tehtud, kus ta elab ja sureb ning mis juhtub tolmu-tolmuprotsessis - säilitamine või looduslik ringlussevõtt.

Tervislik annus juhuseid visatakse ära, kui on vaja teha seda elavast maailmast fossiilide registrisse. Nagu üks kolleeg kunagi ütles: “Elu pärast surma on riskantne.” Pikamaa jooksul - milleks on miljonid aastad ellu jääda ja lõpetada muuseuminäitusega - arvame tavaliselt, et taimede ja loomade jäänused tuleb kivistada või pigem - infundeeritud mineraalidega, mis muudavad need kivikindlaks ja vastupidavaks läbi aegade.

Kuid - ja see on enamusele inimestele üllatus - mõnikord ei pea surnud osi kiviks muutma, et need püsiksid peaaegu igavesti. Kui surnud ja maetud ei kihistu, on ka teisi võimalusi, mis päästavad nad hävimisest ja säilitavad kehaosad vähese muutusega geoloogilise aja ulatuse ulatuse piires.

Avastame endiselt uusi keerdkäike fossiilide eduka säilitamise teel. Võtke näiteks taimi. Nagu kõik teavad, koosnevad taimed pehmetest, kergesti hävitatavatest materjalidest. Kihistunud puit on kivistumisest tuttav näide - puutüvede tükid muutuvad ülikõvadeks kivimiteks, kuid säilitavad siiski kord elava puu kasvurõngad ja isegi rakustruktuurid. Kuidas see juhtub?

Katsed on näidanud, et kui puu maetakse niiskesse settesse, kus on palju lahustunud ränidioksiidi, kannab vesi ränidioksiidi aeglaselt puidu pisikestesse kohtadesse, kuni puit muutub kivimiks. Kuid see ei muutu täielikult, sest mõned originaalsed orgaanilised osad on endiselt sinna lõksu jäänud, mis aitab säilitada puu mikroskoopilist struktuuri. Veega kokku puutuvad elemendid nagu raud ja mangaan võivad ränidioksiidi värvida, muutes kaunid punase, pruuni ja musta mustri, kuid mõnikord hävitavad see puitunud struktuuri üksikasju.

Veel ühe suurepärase näite mittetäielikust kivistumisest võib leida Smithsoniani riikliku loodusloomuuseumi uuel näitusel “Fossiilide saal - sügav aeg”. See on puutükk, mis on väljastpoolt ränistunud, kuid mille sees on algupärane kiuline puit. See hämmastav fossiil on 14 miljonit aastat vana. Maetud palgi väliskülg suleti enne sisemuse kahjustumist ränidioksiidiga, säilitades algupärase puidu kogu aeg lagunemisvabas kivikarbis. Uskumatult, kui hõõrute sõrmega üle sisemise puidu tera, võite saada killu, nagu ka tänapäevase saematerjali puhul.

Inimestel ja paljudel teistel organismidel on juba mineraliseerunud luustikud, nii et kui tegemist on kivistumisega, mis annab meile kondistele loomadele sisseehitatud eelise taimede, meduuside ja seente ees, siis nimetagem mõnda meie pehmest kehast koosnevatest hõlpsasti taaskasutatavatest kaasmaalastest. Mõelge kõigile nendele kestadele, mida olete rannas näinud, kivistest korallriffidest, Inglismaal Doveri valgetest kriidist kaljudest. Need kõik on moodustatud biomineraalidest - see tähendab, et organismid ehitasid nad elusana, tavaliselt jõu ja kaitse huvides, ja jätsid nad siis surma. Kõik need näited on tehtud kaltsiumkarbonaadist - pange tähele, et need sisaldavad süsinikku - ja nende miljardite luustike ülesandeks oli varasematel aegadel atmosfäärist tohutu hulga süsiniku eemaldamine.

Dinosauruste luustikud võivad kogu hiilguse saada, kuid kõige tavalisemad fossiilid Maal on vees elavate mikroorganismide pisikesed luustikud. Ülendamata ja paljastunud iidsetest kivimitest võib leida ütlemata palju numbreid, mida võib nüüd leida nii maismaalt kui ka veel sügavale ookeanide alla.

Mikroskeletid vihmavad, moodustades täna ookeanipõhjas uued settekihid, nagu neid on olnud miljonite aastate jooksul. Happeline vesi või isegi lihtsalt külm vesi võib pisikesed karbonaatsed luustikud enne põhja vajumist lahustada. Pärast matmist võivad pisikesed kestad ümberkristalliseeruda või lahustuda, kui neid ei kaitse muda, mis blokeerib veevoolu, ja fossiilidena säilinud koored on paleontoloogide jaoks muutumatute biomineraalide tõttu väga väärtuslikud. See on teistsugune protsess kui see, mis juhtub kivistunud kivistusega kivistunud puiduga. Tegelikult on mere mikrofossiilide puhul parem, kui need muutuvad nii vähe kui võimalik, sest need väikesed luustikud räägivad meile, milline oli Maa kliima nende elusana.

Me teame, et paljud maetud mikrokoored on põlised, mis tähendab, et nende biomineraalid jäid miljonite aastate jooksul muutumatuks, nii et geokeemikud saavad neid kasutada mikrokehade surma ajal veekeemia ja globaalse temperatuuri rekonstrueerimiseks.

Hulk teadusuuringuid on läinud keemilistesse katsetesse, mis näitavad, millised pisikesed kestad on muutumatud ja seega sobivad mineviku kliima järeldamiseks ja millised mitte. Ehkki me nimetame neid fossiilideks, kuna need on vanad ja maetud sügavale kivisse, ei muudetud paljusid neist mikroskeletest, kui neid maa all hoiti. Selle asemel olid nad ümbritsetud mudaste setetega, mis muudeti nende ümber kiviks. Karpide pisikesed õõnsad osad täidetakse samuti mudaga, hoides neid purustamast raskete kivimikihtide poolt, mis nende hauad pitseerivad.

Enamasti pole kondistel luustikel ja puuosadel võimalust kivistuda, sest nii paljud teised organismid söövad oma toitaineid kohe pärast surma.

Üks mu sõber ütles kord üsna pahaendeliselt: „Sa pole kunagi nii elus kui surnuna.“ Ja see on nii tõsi. Mikroobid ja putukad nakatavad kiiresti surnud loomi ja taimi ning meie, inimeste, arvates on see üsna vastik.

Kuid need lagundajad tahavad lihtsalt surnud kudede ja biomineraalide maitsvaid pakke endale. Sellepärast hakkavad rümbad halvasti haisema pärast loomade surma - mikroobid tekitavad kahjulikke kemikaale, mis takistavad suuremaid olendeid nende toidust varastamast. Sama kehtib ka taimede kohta. Puu- ja köögiviljad lagunevad peagi, sest hallitus ja bakterid teavad, kuidas teisi potentsiaalseid tarbijaid ära pöörata. Kui viskame mädanenud tomati prügikasti või eelistatult kompostihunnikusse, mis laseb mikroobidel oma asja teha, siis kasvab ja paljuneb ning jätkab oma liigi põlistamist.

Ükskõik, mis põgeneb võimsate ja sageli haisevate ökoloogilise ringlussevõtu jõudude poolt, on võimalus saada osa fossiilide rekordist. Meie sügava aja saalis levinud fossiilsete metsaliste luud keerati kividesse kivide lisamisega nende pooriruumidesse, kuid (nagu kivistunud puidu puhul) on mõned algsed biomineraalid tavaliselt endiselt olemas. Kui puudutate uuel näitusel Brachiosauruse tõelist õlavarreluu (esijäseme luud), ühendate teid mõne hiiglasliku sauropodi algsest sääreluust pärit biomineraalidega, mis 140 miljonit aastat tagasi maapinnale komistasid.

Kuidas taimelehed, õietolm ja putukad fossiilideks muutuvad, sarnaneb mere mikroorganismidega juhtuv. Need tuleb kiiresti matta settesse, mis seejärel muutub kõvaks kiviks ja kaitseb nende õrnu struktuure. Mõnikord on fossiilileht nii hästi säilinud, et selle saab sõna otseses mõttes kivilt maha koorida, nähes midagi teie tagaaiast, ehkki see oli miljonite aastate eest elus kauges kadunud metsas.

Nii et loomsete ja taimsete osade fossiilideks muutmise mõte on see, et mõnikord tähendab see palju muutusi ja mõnikord mitte nii palju. See on hea, kui ta on kihistunud, kuid ka läbitungimatusse kivisse, tõrva või merevaigusse ümbritsetud toimib ja see võib säilitada ka iidse DNA tükke.

Meie jaoks on õnn, et fossiilide moodustamiseks on mitu võimalust, sest see tähendab rohkem mineviku sõnumitoojaid. Fossiilid räägivad meile erinevaid lugusid iidse elu kohta Maal - mitte ainult selle kohta, kes olid loomad ja taimed ja kus nad elasid, vaid ka selle kohta, kuidas neid säilitati kui sügavast ajast pärit õnnelikke ellujäänuid.