Как се образуват вкаменелости?

Противно на общоприетото схващане, превръщането на вкаменелости може да бъде лесно, вместо твърдо, а вкаменелостите могат да бъдат в изобилие, вместо да са редки. Всичко зависи от това от какво е изграден организмът, къде живее и умира и какво се случва след това в процеса на прах - консервиране или естествено рециклиране.

Здравословна доза шанс се хвърля, когато става въпрос за превръщането му от живия свят в изкопаемите. Както един мой колега веднъж каза: „Животът след смъртта е рисков.“ За дългия път - оцелявайки милиони години и завършвайки в музейна експозиция - обикновено смятаме, че останките от растения и животни трябва да бъдат вкаменени, или по-скоро, проникнати с минерали, които ги правят скалисти и издръжливи за вековете.

Но - и това е изненада за повечето хора - понякога мъртвите части не е необходимо да се променят в камък, за да останат почти завинаги. Когато мъртвите и погребаните не се вкаменяват, има и други начини, които ги спасяват от унищожаване и запазват части от телата им с малка промяна за огромни разстояния от геоложко време.

Все още откриваме нови обрати по пътя към успешното опазване на изкопаемите. Вземете например растения. Както всички знаят, растенията са изградени от меки, лесни за унищожаване материали. Вкаменената дървесина е познат пример за фосилизация - парчета дървесни стволове се превръщат в супер твърди скали, но все още запазват растежни пръстени и дори клетъчни структури на някога живото дърво. Как става това?

Експериментите показват, че когато едно дърво е заровено във влажна утайка с много разтворен силициев диоксид, водата бавно пренася силициевия диоксид в мънички пространства в гората, докато дървесината не се смени на скала. Но това не се променя напълно, защото някои от оригиналните органични части все още са в капан, което помага да се запази микроскопичната структура на дървото. Елементи като желязо и манган, които влизат във водата, могат да оцветят силициев диоксид, правейки красиви шарки от червено, кафяво и черно, но понякога това унищожава детайлите на дървесната структура.

Друг прекрасен пример за незавършена фосилизация може да се намери в новата изложба „Фосилна зала - дълбоко време“ в Националния природонаучен музей на Смитсониън. Това е парче дърво, което е силицифицирано отвън, но има оригиналната влакнеста дървесина от вътрешната страна. Този удивителен изкопаем е на 14 милиона години. Външната страна на погребания труп е запечатана от силициев диоксид, преди да бъде засегната вътрешността, като запазва оригиналното дърво в „скална кутия“ без разлагане за векове. Невероятно е, ако протриете пръста си върху зърното на вътрешната дървесина, бихте могли да получите треска, точно както при съвременния дървен материал.

Хората и много други организми имат скелети, които вече са минерализирани, така че когато става въпрос за фосилизация, която ни дава костеливи животни, вградено предимство пред растения, медузи и гъби - да назовем няколко от нашите меки тела, лесно рециклирани земляни. Помислете за всички черупки, които сте виждали на плажа, скалните коралови рифове, белите креда скали на Дувър в Англия. Всички те са формирани от биоминерали - което означава, че организмите са ги изградили, докато са били живи, обикновено за сила и защита, а след това са ги оставяли след смъртта си. Всички тези примери са направени от калциев карбонат - имайте предвид, че съдържат въглерод - и техните милиарди скелети са били отговорни за отстраняването на огромни количества въглерод от атмосферата в минали времена.

Скелетите на динозаврите може да получат цялата слава, но най-често срещаните вкаменелости на Земята са малките скелети на микроорганизми, които живеят във водата. Неизброени числа могат да бъдат открити в повдигнатите и разкрити древни скали, които сега могат да бъдат намерени на сушата или все още са погребани дълбоко под океаните.

Микроскелетите валят надолу, за да образуват нови слоеве от утайката на океанското дъно днес, точно както се случват милиони години. Киселата вода или дори просто студена вода може да разтвори малките карбонатни скелети, преди да се ударят в дъното. След погребването им минутните черупки могат да се прекристализират или разтворят, освен ако не са защитени от кал, която блокира потока вода, а тези, които оцеляват като вкаменелости, са изключително ценни за палеонтолозите поради непроменените си биоминерали. Това е различен процес от този, който се случва с вкаменената дървесина, която е предимно превърната в камък. Всъщност за морските микрофосили е по-добре, ако те се променят възможно най-малко, защото тези малки скелети ни казват какъв беше климатът на Земята, когато бяха живи.

Знаем, че много погребани микро черупки са девствени, което означава, че биоминералите им са останали непроменени през милиони години, така че геохимиците могат да ги използват за възстановяване на водната химия и глобалната температура по времето, когато микроорганизмите умират.

Цяла много внимателна наука е преминала в химически тестове, които показват кои мънички черупки са непроменени и следователно добре за извеждане на миналия климат, а кои не. Въпреки че ги наричаме вкаменелости, тъй като са стари и погребани дълбоко в скала, много от тези микроскелети не бяха променени, когато бяха запазени под земята. Вместо това те бяха затворени в кална утайка, която беше превърната в камък около тях. Малките вътре кухи части на черупките също са пълни с кал, като ги предпазват от раздробяване от тежките скални слоеве, които запечатват гробовете им.

През повечето време костеливите скелети и дървесни части нямат шанс да бъдат вкаменели, тъй като толкова много други организми се надпреварват да консумират хранителните си вещества веднага след като умрат.

Един мой приятел веднъж каза, доста зловещо: „Никога не си толкова жив, както когато си мъртъв.“ И това е толкова вярно. Микробите, както и насекомите, бързо заразяват мъртви животни и растения, а ние хората считаме това за доста отвратително.

Но тези разлагачи искат само вкусните опаковки от мъртви тъкани и биоминерали. Ето защо труповете започват да миришат лошо скоро след като животните умират - микробите създават вредни химикали, които възпират по-големите същества да откраднат храната им. Същото важи и за растенията. Плодовете и зеленчуците скоро се разпадат, защото мухълът и бактериите знаят как да отхвърлят други потенциални потребители. Когато изхвърлим гнилия домат в боклука - или за предпочитане на купчината компост - който позволява на микробите да вършат своето нещо - да растат и да се размножават и продължават да увековечават собствените си видове.

Каквото и да избяга от мощните и често миризливи, силите на екологичното рециклиране имат шанс да станат част от вкаменелостите. Костите на любимите ни изкопаеми зверове в зала „Дълбоко време“ бяха превърнати в камък чрез добавянето на минерали в техните порови пространства, но (както при вкамененото дърво), някои от оригиналните биоминерали обикновено все още са там. Когато докоснете истинския хумерус (кост на предните крайници) на брахиозавър в новата изложба, вие се свързвате с някои от биоминералите от оригиналната кост на крака на този гигантски сауропод, която стъпва земята преди 140 милиона години.

Как листата на растенията, цветен прашец и насекоми стават вкаменелости е по-скоро като това, което се случва с морските микроорганизми. Те трябва бързо да бъдат погребани в утайка, която след това се превръща в твърда скала и защитава деликатните им структури. Понякога вкамененото листо е толкова добре запазено, че буквално може да бъде отлепено от скалата, приличащо на нещо от задния ви двор, въпреки че е жив преди милиони години в отдавна изгубена гора.

И така, долната линия за трансформирането на животински и растителни части в вкаменелости е, че понякога това означава много промени, а понякога не толкова много. Хубаво е да бъдеш вкаменен, но да бъдеш затворен в непроницаема скала, катран или кехлибар също работи и това може дори да запази парчета от древна ДНК.

За нас е късмет, че има много начини да се образуват фосили, защото това означава повече пратеници от миналото. Вкаменелостите ни разказват различни истории за древния живот на Земята - не само кои са били животните и растенията и къде са живели, но и как са се запазили като щастливите оцелели от дълбоко време.