Πώς σχηματίζονται απολιθώματα;

Σε αντίθεση με τη δημοφιλή πεποίθηση, η μετατροπή σε απολίθωμα μπορεί να είναι εύκολη και όχι σκληρή, και τα απολιθώματα μπορούν να είναι άφθονα αντί σπάνια. Όλα εξαρτώνται από το τι είναι κατασκευασμένο ένας οργανισμός, από τον τόπο που ζει και πεθαίνει και από το τι συμβαίνει στη συνέχεια στη διαδικασία συντήρησης σκόνης-σκόνης ή στη φυσική ανακύκλωση.

Μια υγιής δόση ευκαιρίας ρίχνεται όταν πρόκειται να γίνει από τον ζωντανό κόσμο στο απολιθωμένο αρχείο. Όπως έλεγε κάποτε ένας συνάδελφος μου, "Η ζωή μετά το θάνατο είναι επικίνδυνη." Για τη μακροχρόνια επιβίωση - που σώζεται για εκατομμύρια χρόνια και καταλήγει σε έκθεση μουσείου - συνήθως πιστεύουμε ότι τα φυτικά και ζωικά υπολείμματα πρέπει να απολιθωθούν ή μάλλον, εγχύεται με μέταλλα που τα καθιστούν σκληρά και ανθεκτικά για τις ηλικίες.

Αλλά - και αυτή είναι μια έκπληξη για τους περισσότερους ανθρώπους - μερικές φορές νεκρά μέρη δεν χρειάζεται να μετατραπούν σε πέτρα για να διαρκούν σχεδόν για πάντα. Όταν οι νεκροί και οι θάμνοι δεν πετρώσουν, υπάρχουν άλλοι τρόποι για να τους σώσουν από την καταστροφή και να διατηρήσουν τμήματα του σώματός τους με ελάχιστες αλλαγές σε τεράστιες εκτάσεις γεωλογικής περιόδου.

Ανακαλύπτουμε ακόμα νέες ανατροπές και στροφές στο δρόμο για επιτυχή συντήρηση απολιθωμάτων. Πάρτε φυτά, για παράδειγμα. Όπως όλοι γνωρίζουν, τα φυτά αποτελούνται από μαλακά, εύχρηστα υλικά. Απολιθωμένο ξύλο είναι ένα οικείο παράδειγμα απολιθωμάτων - τα κομμάτια των κορμών δέντρων μετατρέπονται σε σούπερ σκληρούς βράχους, αλλά διατηρούν ακόμα δαχτυλίδια ανάπτυξης και ακόμη κυτταρικές δομές του κάποτε ζωντανού δέντρου. Πώς συμβαίνει αυτό;

Τα πειράματα έχουν δείξει ότι όταν ένα δέντρο είναι θαμμένο σε υγρό ίζημα με πολύ διαλελυμένο διοξείδιο του πυριτίου, το νερό μεταφέρει αργά το διοξείδιο του πυριτίου σε μικροσκοπικούς χώρους στο ξύλο μέχρι το ξύλο να μετατραπεί σε βράχο. Αλλά δεν αλλάζει τελείως, επειδή κάποια από τα αρχικά οργανικά μέρη εξακολουθούν να παγιδεύονται εκεί, βοηθώντας στη διατήρηση της μικροσκοπικής δομής του δέντρου. Στοιχεία όπως ο σίδηρος και το μαγγάνιο που έρχονται με το νερό μπορούν να χρωματίσουν το διοξείδιο του πυριτίου, κάνοντας όμορφα σχέδια κόκκινου, καφέ και μαύρου, αλλά μερικές φορές αυτό καταστρέφει τις λεπτομέρειες της ξυλώδους δομής.

Ένα άλλο καλό παράδειγμα ελλιπούς απολίθωσης μπορεί να βρεθεί στη νέα έκθεση "Fossil Hall-Deep Time" στο Εθνικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Smithsonian. Πρόκειται για ένα κομμάτι ξύλου που έχει πυριτιωθεί στο εξωτερικό αλλά έχει το αρχικό, ινώδες ξύλο στο εσωτερικό. Αυτό το καταπληκτικό απολίθωμα έχει ηλικία 14 εκατομμυρίων ετών. Το εξωτερικό του θολωτού κορμού σφραγίστηκε με σίλικα προτού επηρεαστεί το εσωτερικό, διατηρώντας το αρχικό ξύλο σε ένα "rock box" χωρίς αποσύνθεση για τις ηλικίες. Απίστευτα, αν τρίβετε το δάχτυλό σας πάνω από το κόκκο του εσωτερικού ξύλου, θα μπορούσατε να πάρετε ένα θρυμματισμό, όπως συμβαίνει με το σύγχρονο ξυλεία.

Οι άνθρωποι και πολλοί άλλοι οργανισμοί έχουν σκελετούς που είναι ήδη μεταλλοποιημένοι, οπότε όταν πρόκειται για απολιθώματα που μας δίνουν τα οστεώδη ζώα ένα ενσωματωμένο πλεονέκτημα έναντι των φυτών, των μεδουσών και των μανιταριών - για να αναφέρουμε μερικούς από τους μαλακούς μας, εύκολα ανακυκλωμένους συντρόφους Earthlings. Σκεφτείτε όλα τα κοχύλια που έχετε δει στην παραλία, τους βραχώδεις κοραλλιογενείς υφάλους, τους άσπρους βράχους του Dover στην Αγγλία. Όλα αυτά σχηματίζονται από βιολογικούς θησαυρούς - που σημαίνει ότι οι οργανισμοί τα έχτισαν ενώ ήταν ζωντανοί, συνήθως για δύναμη και προστασία, και στη συνέχεια τους άφησαν πίσω όταν πέθαναν. Όλα αυτά τα παραδείγματα είναι κατασκευασμένα από ανθρακικό ασβέστιο - σημειώνουν ότι περιέχουν άνθρακα - και τα δισεκατομμύρια τους σκελετοί ήταν υπεύθυνοι για την απομάκρυνση τεράστιων ποσοτήτων άνθρακα από την ατμόσφαιρα σε παρελθόν.

Οι σκελετοί δεινοσαύρων μπορεί να πάρουν όλη τη δόξα, αλλά τα πιο συνηθισμένα απολιθώματα στη Γη είναι οι μικροσκοπικοί σκελετοί μικροοργανισμών που ζουν στο νερό. Ανεξάρτητοι αριθμοί μπορούν να βρεθούν στους ανυψωμένους και εκτεθειμένους αρχαίους βράχους που μπορούν τώρα να βρεθούν στη γη ή ακόμα θάβονται βαθιά κάτω από τους ωκεανούς.

Οι μικρο-σκελετοί βροχοπτώσεις για να σχηματίσουν νέα στρώματα ιζήματος στο πάτωμα των ωκεανών σήμερα, ακριβώς όπως έχουν για εκατομμύρια χρόνια. Το όξινο νερό, ή ακόμα και μόνο το κρύο νερό, μπορεί να διαλύσει τους μικροσκοπικούς ανθρακικούς σκελετούς προτού φτάσουν στο κάτω μέρος. Μετά την ταφή, τα λεπτά κελύφη μπορεί να ανακρυσταλλωθούν ή να διαλυθούν αν δεν προστατεύονται από λάσπη που εμποδίζει τη ροή του νερού και εκείνα που επιβιώνουν ως απολιθώματα είναι πολύτιμα για τους παλαιοντολόγους λόγω των αμετάβλητων βιοϊκών τους. Αυτή είναι μια διαφορετική διαδικασία από αυτό που συμβαίνει με το απολιθωμένο ξύλο, το οποίο έχει μετατραπεί σε πέτρα. Στην πραγματικότητα, για τα θαλάσσια μικροφυτρώματα, είναι καλύτερα να αλλάξουν όσο το δυνατόν λιγότερο, επειδή αυτοί οι μικροί σκελετοί μας λένε ποιο ήταν το κλίμα της Γης όταν ζούσαν.

Γνωρίζουμε ότι πολλά θαμμένα μικροκρύσταλλα είναι παρθένα, πράγμα που σημαίνει ότι τα βιολογικά τους στοιχεία παρέμειναν αμετάβλητα για εκατομμύρια χρόνια, έτσι ώστε οι γεωχημικοί μπορούν να τα χρησιμοποιήσουν για να ανακατασκευάσουν τη χημεία του νερού και την παγκόσμια θερμοκρασία τη στιγμή που πέθαναν οι μικροοργανισμοί.

Μια ολόκληρη πολύ προσεκτική επιστήμη έχει προχωρήσει σε χημικές δοκιμές που δείχνουν ποια μικροσκοπικά κοχύλια παραμένουν αμετάβλητα και επομένως εντάξει για την υποβάθμιση του παρελθόντος κλίματος και ποια όχι. Παρόλο που τα αποκαλούμε απολιθώματα επειδή είναι παλιά και θαμμένα βαθιά μέσα σε βράχο, πολλοί από αυτούς τους μικροσκοπικούς δεν άλλαξαν όταν διατηρούνται υπόγεια. Αντ 'αυτού, είχαν εγκλωβιστεί μέσα σε λασπώδες ίζημα, το οποίο μετατράπηκε σε πέτρα γύρω τους. Τα μικροσκοπικά εσωτερικά κοίλα τμήματα των κελυφών γεμίζονται με λάσπη, διατηρώντας τα από το να θρυμματίζονται από τα βαριά στρώματα βράχου που σφραγίζουν τους τάφους τους.

Οι περισσότεροι από τους οστεώδεις σκελετοί και τα τμήματα δέντρων δεν έχουν την ευκαιρία να απολιθωθούν επειδή πολλοί άλλοι οργανισμοί αγωνίζονται να καταναλώσουν τα θρεπτικά τους συστατικά αμέσως μετά το θάνατό τους.

Ένας φίλος μου είπε κάποτε, μάλλον απειλητικά: «Δεν είσαι ποτέ τόσο ζωντανός όσο όταν είσαι νεκρός». Και είναι τόσο αλήθεια. Τα μικρόβια, καθώς και τα έντομα, μολύνουν γρήγορα τα νεκρά ζώα και τα φυτά και εμείς οι άνθρωποι θεωρούμε ότι αυτό είναι αρκετά αηδιαστικό.

Αλλά αυτοί οι αποσυνθέτες απλώς θέλουν τα νόστιμα πακέτα των νεκρών ιστών και των βιοϊατρικών αγαθών μόνο για τον εαυτό τους. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα σφάγια αρχίζουν να μυρίζουν άσχημα σύντομα μετά τα ζώα πεθαίνουν - τα μικρόβια δημιουργούν επιβλαβείς χημικές ουσίες που αποθαρρύνουν τα μεγαλύτερα όντα να κλέψουν το φαγητό τους. Το ίδιο ισχύει για τα φυτά. Τα φρούτα και τα λαχανικά σύντομα αποσυντίθενται επειδή τα μούχλα και τα βακτήρια ξέρουν πώς να απομακρύνουν άλλους δυνητικούς καταναλωτές. Όταν ρίχνουμε μια σάπια ντομάτα μακριά στα σκουπίδια - ή κατά προτίμηση στο σωρό κομποστοποίησης - που αφήνει τα μικρόβια να κάνουν το πράγμα τους - μεγαλώνουν και αναπαράγονται και συνεχίζουν να διαιωνίζουν το δικό τους είδος.

Ό, τι και αν διαφεύγει από τις ισχυρές και συχνά δύσοσμες δυνάμεις της οικολογικής ανακύκλωσης έχει την ευκαιρία να γίνει μέρος του απολιθωμένου ρεκόρ. Τα οστά των αγαπημένων μας απολιθωμένων θηρίων στο Deep Time Hall μετατράπηκαν σε πέτρα με την προσθήκη ορυκτών στους χώρους των πόρων τους, αλλά (όπως και με το απολιθωμένο ξύλο), μερικές από τις αρχικές βιοϊατρικές είναι συνήθως εκεί ακόμα. Όταν αγγίζετε τον πραγματικό βραχίονά του (Braholosaurus) σε μια νέα έκθεση, συνδέεστε με μερικά από τα βιοϊατρικά από το αρχικό οστό του γιγαντιαίου σαυροπόδου που είχε χτυπήσει το έδαφος πριν από 140 εκατομμύρια χρόνια.

Ο τρόπος με τον οποίο τα φύλλα, η γύρη και τα έντομα γίνονται απολιθώματα είναι περισσότερο όπως αυτό που συμβαίνει στους θαλάσσιους μικροοργανισμούς. Πρέπει να ταφούν γρήγορα σε ιζήματα που στη συνέχεια μετατρέπονται σε σκληρό βράχο και προστατεύουν τις ευαίσθητες δομές τους. Μερικές φορές ένα απολιθωμένο φύλλο είναι τόσο καλά διατηρημένο ώστε μπορεί κυριολεκτικά να αποφλοιωθεί από το βράχο, μοιάζοντας με κάτι από το κατώφλι σας, αν και ήταν ζωντανό πριν από εκατομμύρια χρόνια σε ένα χαμένο δάσος.

Έτσι, η κατώτατη γραμμή για τη μετατροπή των ζωικών και φυτικών μερών σε απολιθώματα είναι ότι μερικές φορές αυτό σημαίνει πολλές αλλαγές και μερικές φορές όχι τόσο πολύ. Είναι ωραίο να απολιθωμένο, αλλά να είναι ενσωματωμένο σε αδιαπέραστο βράχο, πίσσα ή κεχριμπάρι, και αυτό μπορεί να διατηρήσει ακόμη και κομμάτια αρχαίου DNA.

Είναι τυχερό για εμάς ότι υπάρχουν πολλοί τρόποι για να σχηματίσουν απολιθώματα, διότι αυτό σημαίνει περισσότερους αγγελιοφόρους από το παρελθόν. Τα απολιθώματα μας λένε διαφορετικές ιστορίες για την αρχαία ζωή στη Γη - όχι μόνο ποιοι ήταν τα ζώα και τα φυτά και πού ζούσαν, αλλά πώς διατηρήθηκαν ως οι τυχεροί επιζώντες από τον Deep Time.