كيف تتشكّل المتحجرات؟

عندما تموتُ النباتاتُ والحيوانات وبقية الكائنات الحية الاُخرى فإنها عادة ما تتحلل بشكل تام. لكن في أحيان أخرى, وعند توفر الظروف الملائمة فإنها تُحفظ كمتحجرات.

العديدُ من العمليات الفيزيولوجية والكيميائية تُكَون المتحجرات وفقا للمسح الجيولوجي لولاية نيويورك.

يُمكن للتجميد والتجفيف والتغطية, بموادِ كالقار او صمغ الراتين RESIN, تكْوين متحجرات كاملة الأجساد تحفظ أنسجةُ الجسم. تُمثَل هذه المتحجرات الكائنات الحية كما كانت أثناء حياتها, ولكنَ هذه الانواع من المتحجرات نادرةٌ جدا.

تتحولُ معظم أجسام الكائنات الى متحجرات عند تعرضها لتغيرات من خلال طرق أخرى متنوعة.

فالحرارةُ والضغطُ الناتجان من عملية دفنها في الرواسب يمكنهما أن يجعلا أنسجة الكائنات –التي تضُمَ أوراق النباتات والاجزاء الطرية من الاسماك والزواحف واللافقاريات البحرية- تُحرَر الهيدروجين والاوكسجين تاركة خلفها بقايا الكاربون.

هذه العملية المُسماة بالكربنة ” “carbonization أو التقطير ”distillation” تُنتجُ صورة مطبوعة مُجسمة من الكاربون للكائن الميت في الصخورِ الرسوبية.

أمَا الطريقة الأكثر شيوعًا للتحجر فتُدعى ترسيب المعادن ”permineralization” ” أو التحجر ”petrification“. فبعد أن تتفسخ أنسجة الكائن الطرية في الرواسب, تتبقى الاجزاءُ الصلبةُ وبالأخص العظام.

يتسربُ الماء الى البقايا, وتتسربُ المعادنُ الذائبة في المياه للفراغات التي تقع ضمن البقايا حيث تتكوًن البلورات. تُسبب هذه المعادن المتبلورة تصلبَ البقايا حين تكون داخل الصخور الرسوبية المُغطاة.

وفي عمليةِ تحجر أخرى, تُدعى بالإستبدال , تستبدلُ المعادنُ في المياه الجوفية المعادنَ التي تُكوَن البقايا الجسدية بعد أن تُذيب المياهُ الأجزاء الصلبة الأصلية من الكائن بصورة تامة.

تتشكلُ المتحجراتُ أيضا بطريقة القالب. فإذا تحلًل الكائنُ كاملا في الصخور الرسوبية, فقد يتركُ طَبعة لشكلِه الخارجي في الصخر, تُدعى بالقالب الخارجي, فإذا مُلئ هذا القالب بالمعادن الاخرى, نحصلُ على المادة المُقولبة للتحجر.

يتشكلُ القالبُ الداخلي عندما تملأ الترسباتُ أو المعادن التجويف الداخلي, مثل هيكل وجمجمة كائن ما, بينما تتحلل البقايا الأخرى.

في السنوات الاخيرة, أكتشفَ الباحثون أن بعضَ المتحجرات غير متكونة من المعادن فقط. فقد أظهرتَ تحليلاتُ المتحجرات, على سبيل المثال, إن هناك بعض المواد العضوية المحفوظة تعود للعصر الطباشيري, الفترة التي استمرت من 65.5 الى 45.5مليون سنة مضت, والفترة الجوراسية, التي استمرت من 145.5مليون الى 199.6 مليون سنة ماضية.

تُشير التحليلات الى أن هذه المواد العضوية تعود للديناصورات لأنها تتماثل مع بروتينات خاصة بالطيور, التي تطورت من الديناصورات.

’’لا أحد أعتقد بأنه من الممكن لأي مادة ذاتية النشوء(باطنية) – endogenous –المادة التي أصلها من الحيوان-أن تتبقى بعد عمليات التحجر‘‘ هذا ما قاله كين لاكوفارا Ken Lacovara عميد كلية الارض والبيئة في جامعة روان في نيوجرسي ’’لكن هذه ليست هي الحقيقة‘‘.

من غير الواضح كيف تُحفظ المادة العضوية , لكن الحديد قد يساعدُ البروتينات على ان تُصبح متخالفة وليس بالإمكان التعرف عليها من قبل البكتيريا, أو يعدمُ توفرها لها والتي لولا ذلك كانت تلك البكتيريا ستستهلكها. كما يقول لاكوفارا.

يعملُ الفورمالديهايد بطريقة مشابهة, يتقاطع مع الحوامض الامينية التي تُكوَن البروتينات, ويجعلُها أكثر مقاومة للتحلل, هذا ما قالته لموقعنا عالمة الحفريات الجزيئية في جامعة كاليفورنيا ماري شويتزر Mary Schweitzer.

رأي آخر يتمثل ب”البناء الميكروبي” كما يقول لاكوفارا, ’’من المحتمل إن البكتيريا القاضمة للنسيج تخبئ المعادن كمُخلفات تقوم بإحكام عزل قليل من المُتبقي‘‘ كما يقوم الحجر بإغلاق البناء.

علاوة على ذلك, يبدو الحجرُ الرملي-وهي صخور مصنوعة من معادن بحجم حبات الرمل أو من رواسب أو مادة غير عضوية- بأنه أفضلُ الانواع في الطبيعة لحفظ المواد العضوية في المتحجرات.

’’يشابه الحجر الرملي مجموعة من كرات الطائرة تقع فوق بعضها بعض وتتخللها فراغات بينية, ‘‘كما يقول لاكوفارا. ’’لذلك يبدو إن التحلل السريع قد يعزز عملية الحفظ. ربما نحتاجُ البكتيريا كي تنفذ بسرعة وتقضم الرواسب من أجل حجز المواد العضوية الباقية في العملية.‘‘

المصدر: هنا