فسیل چیست و از ارزش علمی آن چه می دانید؟
فسیل یا سنگواره هر گونه بقایای حفظ شده یا اثری از هر موجود زنده ای است که از عصر زمین شناسی گذشته باقی مانده است. به عنوان مثال می توان به استخوان ، پوسته خارجی، اسکلت، اثر سنگی حیوانات یا میکروب ها و بقایای DNA موجودات اشاره کرد.
دیرینه شناسی مطالعه فسیل ها شامل سن ، روش تشکیل و اهمیت تکاملی آنها است. نمونه های یافت شده اگر بیش از ۱۰ هزار سال سن داشته باشند معمولاً فسیل در نظر گرفته می شوند. قدیمی ترین فسیل ها حدود ۳.۴۸ میلیارد تا ۴.۱ میلیارد سال قدمت دارند.
فرآیندهای بسیاری وجود دارد که منجر به فسیل شدن می شود از جمله مینرالیزاسیون ، کانی سازی آنتی ژنیک ، جایگزینی و تبلور مجدد ، جذب ، کربنیزاسیون و بیو ایمیوریشن. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این زمینه ارائه می شود لطفا ما را همراهی کنید.
دیرینه شناسی چیست؟
مطالعه فسیل ها دیرینه شناسی نامیده می شود. دانشمندانی که فسیل ها را مطالعه می کنند ، دیرینه شناس نامیده می شوند. فسیل ها مورد توجه ویژه زمین شناسان قرار دارند زیرا می توانند به تعیین سن یک سنگ خاص در مقایسه با سایر سنگ ها کمک کنند یا محیطی را که سنگ در آن شکل گرفته را شناسایی کنند.
چه چیزی می تواند به یک فسیل تبدیل شود؟
هر موجود زنده – حیوان ، گیاه ، باکتری یا قارچ – توانایی تبدیل شدن به یک فسیل را دارد اما از آنجا که روند فسیل سازی مخرب است ، همه چیزهایی که می میرند حفظ نمی شوند. بیشتر ارگانیسم های مرده قبل از اینکه فرصت تبدیل شدن به فسیل را داشته باشند ، خورده می شوند ، می پوسند یا توسط محیط از بین می روند.
بعضی از قسمت های حیوانی یا گیاهی نسبت به باقی قسمت ها بهتر حفظ می شوند. به عنوان مثال ، استخوان ها بهتر از گوشت و اندام ها فسیل می شوند ، زیرا تعداد کمتری از شکارچیان و لاشخورها استخوان می خورند و در برابر تخریب فیزیکی و شیمیایی نیز مقاومت بیشتری دارند. ارگانیسم هایی مانند عروس دریایی که هیچ قسمت سختی مانند استخوان یا پوسته ندارند در آثار فسیلی نادر هستند زیرا احتمال حفظ آنها کمتر است.
به طور معمول ، فقط سخت ترین قسمت های حیوانات و گیاهان فسیل می شوند. اما گاهی اوقات محیط زیست برای حفظ ارگانیسم هایی با جسم نرم که به ندرت فسیل می شوند مناسب است. این سایت ها برای دانشمندان مهم هستند زیرا می توانند چیزهای زیادی در مورد نحوه زندگی ، مرگ حیوانات و نحوه تعامل انواع ارگانیسم ها با یکدیگر و محیط زیست به ما بگویند.
به طور کلی شرایط خاص محیطی برای تشکیل یکی از این مکانها این است که حیوانات به سرعت کشته شوند و در شرایط بی هوازی (کمبود اکسیژن) یا در خاکستر آتشفشانی دفن شوند، یا شیمی آب به ویژه برای حفظ بدن مناسب بوده باشد.
انواع فسیل
فسیل های شاخص که به عنوان فسیل راهنما یا فسیل منطقه ای شناخته می شود سنگواره هایی هستند که برای تعریف و شناسایی دوره های زمین شناسی (یا مراحل جانوری) استفاده می شوند.
فسیل های ردیابی عمدتاً از شیارها و سوراخ های متعددی تشکیل شده اند و همچنین شامل کوپرولیت (باقی مانده فسیلی) و علائم باقی مانده در اثر تغذیه هستند. فسیل های کمیاب به ویژه قابل توجه هستند زیرا آنها به عنوان منبع اطلاعات ارزشمندی هستند که فقط به حیواناتی با قطعات سخت محدود نمی شوند و رفتارهای حیوانات را نیز منعکس می کنند.
این سنگواره ها یک هدف ارزشمند در دیرین شناسی هستند زیرا شواهد مستقیمی از شکار و رژیم غذایی موجودات منقرض شده را ارائه می دهند. اندازه کوپرولیت ها ممکن است از چند میلی متر تا بیش از ۶۰ سانتی متر باشد.
فسیل ها چگونه تشکیل می شوند؟
چهار مرحله اصلی برای ساخت فسیل وجود دارد. اول ، یک ارگانیسم می میرد. شرایط بی هوازی باکتریها و سایر شکارچیانی را که قبل از دفن اجساد را می خورند همگی می توانند این روند را تحت تاثیر قرار دهند. بنابراین موجوداتی که در عمیق ترین اقیانوس یا در دریاچه های عمیق می میرند به احتمال زیاد به فسیل تبدیل می شوند.
سپس باید بقایای موجود در رسوبات نرم دفن شود. دفن سریع احتمال فسیل شدن را افزایش می دهد زیرا جسم باقی مانده کمتر در معرض اثرات زیست محیطی مانند باد و امواج قرار می گیرد و احتمال خورده شدن آن کاهش می یابد.
به دنبال آن یک دوره دفن وجود دارد که می تواند از چند هزار سال تا میلیون ها سال باشد. در این مدت سنگ های اطراف بدن باعث تغییر شکل ترکیب شیمیایی و معدنی قسمت های دفن شده بدن می شوند. این تغییر می تواند نسبتاً ظریف باشد ، مانند مومیایی شدن یا برخی از انواع تبلور مجدد و یا اینکه می تواند بسیار واضح باشد مانند سنگواره هایی که تحت تأثیر گچ یا فشرده سازی قرار می گیرند.
فسیل ها وقتی به بهترین وجه حفظ می شوند که محیطی که در آن دفن شده اند تحت تأثیر فرسایش بعدی ، آتشفشان ، گرمایش ، فشرده سازی یا کشش ، یا تغییرات شیمیایی شدید قرار نگیرد. سرانجام ، سنگ های اطراف فسیل باید دچار فرسایش داده شوند تا آنها در سطح زمین قرار بگیرند و یک دیرینه شناس از کنار آن عبور کند و آن ها را پیدا کند.
شبه فسیل یا فسیل کاذب چیست؟
اشیاء غیر فسیلی شامل تمام موارد باستان شناسی ساخته شده توسط بشر مانند کاسه یا گلدان سنگی ؛ تندیس های سفالی شکسته و سنگ تراشیده هستند.
همچنین بقایای موجوداتی که اخیرا از بین رفته اند یا فقط خیلی سطحی دفن شده اند یا مدت زمان طولانی تغییر نکرده اند شامل پوسته های موجود در ساحل یا اسکلت حیوانی که اخیراً مرده است فسیل محسوب نمی شوند.
گاهی اوقات ، سنگ ها می توانند حاوی مواد معدنی یا خصوصیاتی باشند که شبیه فسیل هستند اما آنها بیوژنیک نیستند (ساخته شده توسط موجودات زنده). این ترکیبات به عنوان شبه فسیل شناخته می شوند.
دسته بندی فسیل ها از نظر اندازه
- ماکروفسیل یا مگافسیل سنگواره هایی با اندازه بزرگ از قبیل دندان، استخوان یا بخشی از اسکلت یک موجود هستند.
- میکروفسیل این سنگواره ها آنقدر کوچک هستند که با چشم غیر مسلح و بدون میکروسکوپ قابل مشاهده نیستند.
- نانوفسیل در واقع کوچکترین سنگواره هستند که از پلانکتون باقی مانده اند و اغلب در بقایای آهکی یافت می شوند.
اشکال مختلف فسیل ها
سنگواره قالبی
در این سنگواره ها بدن ارگانیسم به طور کامل از بین می رود و تنها اثر آن به شکل فرورفتگی در یک بستر که اغلب شن و ماسه است قابل مشاهده می باشد. برای شکل گیری این سنگواره باید هوای کافی جهت فساد ارگانیسم فراهم باشد.
سنگواره جانشینی
همه ما این نوع سنگواره ها را در موزه ها دیده ایم. این نوع سنگواره از رسوب مواد معدنی در حفره های باقی مانده از ارگانیسم تشکیل می شود و به نوعی اسکلت موجود زنده را بازسازی می کند.
سنگواره چاپی
این نوع سنگواره در خاک رس یا لجن و به شکل دو بعدی از موجودات باقی می ماند. این سنگواره معمولا در داخل سنگ ها یا سطوح صخره ای یافت می شود.
سنگواره معدنی
این سنگواره طی روند مینرالیزاسیون ارگانیسم ها، برگ ها یا ساقه گیاهان ایجاد می شود. در این سنگواره ها ترکیبات معدنی مانند کلسیم، آهن و سیلیس وجود دارد و عمر طولانی و مقاومتی بالایی دارند.
اثر فسیلی
بقایای فسیلی رد پا یا هر اثر دیگری از یک جاندار است که معمولا بر روی رسوبات نرم شکل می گیرند و اثری مانند یک مُهر از یک موجود زنده به جا می گذارد. از این سنگواره در مطالعه تکامل روند حرکتی موجودات در طول تاریخ استفاده می شود.
قدیمی ترین فسیل ها کدامند؟
استروماتولیت ها قدیمی ترین فسیل های موجود بر روی زمین هستند که در اثر گیر افتادن میکروارگانیسم ها درون رسوبات ایجاد شده اند. قدیمی ترین استروماتولیت کشف شده متعلق به سیانوباکترهایی است که سه و نیم میلیارد سال قبل زندگی می کرده اند و در غرب استرالیا یافت شده اند.
فسیل زنده چیست؟
فسیل زنده به موجودات زنده ای اطلاق می شود که زنده هستند اما شباهت بسیاری به گونه های کشف شده در سنگواره ها دارند. ماهی تُهی خوار یا سیلکانت ، درخت جینکو و خرچنگ نعل اسبی فسیل های زنده کنونی هستند
فسیل های گیاهی
قدیمی ترین سنگواه گیاهی مربوط به جلبک هایی است که به دوران ماقبل تاریخ تعلق دارند. در سنگواره گیاهی یک ماده آلی به نام اولانان وجود دارد که برای مطالعه منشأ گیاهان گلدار بسیار ارزشمند است.
فسیل ها چگونه به زمین شناسان کمک می کنند؟
برخی تغییرات کلیدی در سنگواره ها به زمین شناسان کمک می کند تا سن سنگ ها را تعیین کنند. سوابق فسیلی به ما نشان می دهد که دوره های مختلف زمین شناسی دارای حیوانات و گیاهان بسیار متفاوتی بوده است. زندگی در هر محیطی به طور مداوم با گذشت زمان تغییر می کند که شامل ظهور گونه ها ، منقرض شدن ، تکامل یا انتقال به سایر محیط ها است و تمام اینها را می توان با بررسی سنگواره ها مشخص کرد.
فسیل های متمایز (یا گروه هایی از فسیل ها که مجموعه نامیده می شوند) می تواند به زمین شناسان بگوید که قدمت یک سنگ در مقایسه با سایر سنگ های منطقه چقدر است. مجموعه های فسیلی همچنین به زمین شناسان کمک می کند سن این سنگ ها را در یک ناحیه با ناحیه دیگر و یا حتی در سراسر جهان مطابقت دهند تا مشخص شود که این ارگانیسم ها در مکان های وسیعی زندگی می کرده اند یا نه. کاربرد سنگواره ها به منظور کمک به درک سن سنگ ها ، زیست سنجی نامیده می شود.
سنگواره های کمیاب توسط دیرینه شناسان برای تعیین ویژگی های محیطی مانند آب و هوا ، ارتفاع منطقه ، آبزیان ، خشکی ها ، اعماق آب و اسیدیته آبی استفاده می شود که موجودات در آن زندگی می کردند ، مرده و دفن شده اند.
