Vad är fossil och hur bildas de?

Fossiler är värdefulla gåvor från det geologiska förflutna: tecken och rester av forntida levande saker bevarade i jordskorpan. Ordet har ett latiniskt ursprung, från fossilis som betyder "grävt upp", och det förblir det viktigaste attributet för det vi betecknar som fossil. De flesta människor, när de tänker på fossil, bildskelett av djur eller löv och trä från växter, förvandlades till sten. Men geologer har en mer komplicerad syn.

Fossiler kan inkludera forntida rester, de verkliga kropparna i det forntida livet. Dessa kan förekomma frusna i glaciärer eller polär permafrost. De kan vara torra, mumifierade rester som finns i grottor och saltbäddar. De kan bevaras under geologisk tid inne i små bärnsten. Och de kan tätas i täta bäddar av lera. De är den ideala fossilen, nästan oförändrad från sin tid som en levande sak. Men de är mycket sällsynta.

Kroppsfossiler eller mineraliserade organismer - dinosaurieben och förstenat trä och allt annat liknande dem - är den mest kända typen av fossil. Dessa kan även omfatta mikrober och pollenkorn (mikrofossiler, i motsats till makrofossiler) där förhållandena har varit rätt. De utgör de flesta av

Spår, bo, hål och avföring av forntida levande saker är en annan kategori som kallas spårfossiler eller ichnofossiler. De är ovanligt sällsynta, men spårfossiler har speciellt värde eftersom de är rester av en organism beteende.

Slutligen finns det kemiska fossiler eller kemofossiler, rester som består av enbart organiska föreningar eller proteiner som finns i en bergkropp. De flesta böcker förbiser detta, men petroleum och kol, också känd som fossila bränslen, är mycket stora och utbredda exempel på kemofossiler. Kemiska fossiler är också viktiga i vetenskaplig forskning om välbevarade sedimentära bergarter. Till exempel har de vaxartade föreningarna som finns på moderna löv upptäckts i forntida bergarter, vilket hjälper till att visa när dessa organismer utvecklades.

Om fossil är saker som grävs upp, måste de börja eftersom allt kan begravas. Men om du tittar omkring kommer mycket lite som är begravd att pågå. Jorden är en aktiv, levande blandning där döda växter och djur bryts ned och återvinns. För att undkomma denna nedbrytningsrunda måste varelsen begravas och tas bort från allt syre, strax efter döden.

När geologer säger "snart" kan det dock betyda år. Hårda delar som ben, skal och trä är det som vänder sig till fossiler den stora majoriteten av tiden. Men även de behöver exceptionella omständigheter för att bevara. Vanligtvis måste de snabbt begravas i lera eller annat fint sediment. För att hud och andra mjuka delar ska bevaras kräver ännu sällsynta förhållanden, till exempel en plötslig förändring i vattenkemi eller nedbrytning genom mineralisering av bakterier.

Trots allt detta har några fantastiska fossiler hittats: 100 miljoner år gamla ammonoider med sin pärlemor-nacre intakta löv från miocena stenar som visar sina höstfärger, kambriska maneter, tvåcelliga embryon från en halv miljard för flera år sedan. Det finns en handfull exceptionella platser där jorden har varit mild nog för att bevara dessa saker i överflöd; de kallas lagerstätten.

När organiska rester väl begravts går de in i en lång och komplex process genom vilken deras ämne förändras till fossil form. Studien av denna process kallas taphonomi. Det överlappar studien av diagenes, uppsättningen processer som förvandlar sediment till sten.

Vissa fossiler bevaras som kolfilmer under värmen och trycket vid djup begravning. I stor skala är det detta som skapar kolbäddar.

Många fossil, särskilt snäckskal i unga stenar, genomgår en del omkristallisation i grundvatten. I andra löses deras ämne, vilket lämnar öppet utrymme (en form) som fylls på med mineraler från omgivningen eller från underjordiska vätskor (bildar en gjutning).

Sann förstenning (eller petrifaction) är när fossilens ursprungliga substans försiktigt och helt ersätts med ett annat mineral. Resultatet kan vara naturtro eller, om ersättningen är agat eller opal, spektakulär.

Även efter att de har bevarats under geologisk tid kan fossiler vara svåra att hämta från marken. Naturliga processer förstör dem, främst metamorfos värme och tryck. De kan också försvinna när deras värdrock återkristalliseras under de mildare förutsättningarna för diagenes. Och sprickningen och vikningen som påverkar många sedimentära bergarter kan utplåna en stor andel av de fossiler som de kan innehålla.

Fossiler utsätts för erosionen av klipporna som håller dem. Men under tusentals år kan det ta att avslöja ett fossilt skelett från ena änden till den andra, den första delen som dyker upp i sönderfall. Sällsyntheten hos kompletta exemplar är därför återhämtningen av en stor fossilliknande Tyrannosaurus Rex kan göra rubriker.

Utöver lyckan som krävs för att upptäcka en fossil i rätt skede krävs stor skicklighet och övning. Verktyg som sträcker sig från pneumatiska hammare till tandplockar används för att ta bort den steniga matrisen från de värdefulla bitarna av fossiliserat material som gör allt arbete med att packa upp fossiler värt.