Tafonomie

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Thanatocenoza moluștelor marine, aliniate în sedimente argiloase.
Perforatii spongioase (Entobia) si incrustatii de viermi serpulidae pe coaja bivalvului Mercenaria Mercenaria din Carolina de Nord.

Taphonomy este știința care studiază modurile în care se formează o fosilă . Cuvântul, recent creat, [1] derivă din termenii greci τάφος (tàfos) = mormânt, înmormântare și νόμος (nòmos) = lege, regulă.

Se ocupă de întreaga istorie a organismului , de la momentul morții sau preagoniei până la conservarea sa definitivă; prin urmare studiază transferul materiei din biosferă în litosferă . [2]

Etapele tafonomiei

Taponomia este împărțită în patru faze care se succed temporar:

  • moartea organismului ,
  • evenimentele care suferă rămășițele până la înmormântarea lor ( biostratinomie ),
  • înmormântarea finală în sedimente,
  • transformări diagenetice ( fosilizare )

Evenimentele care variază de la moarte la înmormântare se dezvoltă de-a lungul timpurilor istorice (până la maximum câteva decenii), în timp ce evenimentele care variază de la înmormântare la formarea de fosile se dezvoltă în timpuri geologice (mii sau milioane de ani).

Moartea unui organism

Moartea unui organism poate fi plasată între o investigație paleoecologică și biostratinomică. În aproape toate cazurile, organismele nu ajung la sfârșitul ciclului lor biologic, ci mor prematur din cauza prădării , parazitismului , otrăvirii , sufocării etc. Probabilitățile de fosilizare depind de aceste cauze, care sunt întotdeauna foarte rare; potrivit lui Nicol (1977) doar 8% din speciile actuale de animale au posibilitatea de a deveni fosile în roci sedimentare, în timp ce alte evaluări indică faptul că doar una din 5000 de specii din trecut a devenit fosilă. Cauzele morții unui organism sunt foarte utile pentru obținerea unor reconstrucții paleoambientale mai precise. Cu toate acestea, este rar să poți urmări cauzele morții, așa cum se întâmplă pentru organismele conservate în chihlimbar , în nămol înghețat, în asfalt sau când semnele de prădare sunt clar vizibile.

Faimos este exemplul amonitului Placenticeras din Dakota de Sud, care arată clar găurile lăsate de dinții unui mosasaur .
Într-un alt caz celebru, moartea prin prădare a avut loc atât pentru organisme, prădător, cât și pentru pradă: un pește uriaș din Cretacicul din Kansas ( Xiphactinus ) a murit după ce a înghițit un alt pește mare ( Gillicus ); cazuri similare sunt constituite de numeroasele fosile de pești fosilizați în actul înghițirii prăzii lor, consecințe evidente ale unei evaluări incorecte a capacității tractului lor digestiv (de exemplu, peștii Mioplosus conservați în timp ce înghiteau peștii Knightia mici). Cu toate acestea, cele mai clasice exemple de moarte prin prădare sunt constituite de perforațiile de către moluștele gastropode prădătoare pe cochilii altor gastropode sau bivalve și de urmele prădării de către crabi rămași pe cochilii gastropode.

Un alt caz bine cunoscut de deces este cel al femelei Ihtiozaur din genul Stenopterygius din Jurasicul inferior al Holzmaden , care a fosilizeze cu niște embrioni încă în burtă și un tânăr exmatricularea; având în vedere starea excelentă de conservare, se poate ipoteza că moartea a avut loc în ape anoxice (lipsite de oxigen ), fără curenți și mișcare a undelor, lucruri care au permis conservarea perfectă a descoperirii. Mai mult, fosilele Ursus spelaeus prezintă urme clare de boli ale țesutului osos care, fără îndoială, i-au cauzat moartea (Cadeo, 1956).

În orice caz, pentru majoritatea organismelor fosilizate este foarte dificil să se reconstituie cauza morții. Printre cele mai frecvente cauze sunt variațiile de mediu, cum ar fi otrăvirea cu alge dinoflagelate, modificări bruște ale conținutului de oxigen, sedimentări bruște care determină îngroparea unui organism. Un caz clasic este cel al xifosurilor astfel de mezolimulus , găsite fosilizate la sfârșitul urmelor lor în calcarul litografic din Solnhofen . Conform unor interpretări (Viohl în Boucot, 1990), aceste limuli ar fi putut să moară în urma unei otrăviri cauzate de o proliferare anormală a dinoflagelaților sau a altor alge microscopice.

Posibilitatea de evadare este un alt factor discriminatoriu: este evident că organismele sesile nu pot părăsi rapid locul în care trăiesc, care a devenit brusc nefavorabil.

Biostratinomie

Biostratinomia este acea ramură a paleontologiei care studiază succesiunea temporală a evenimentelor (descompunere, dezarticulare, bioeroziune, dizolvare) care au loc de la moartea unui organism până la prima înmormântare într-un mediu natural, care poate duce la fosilizarea acestuia, înainte de începutul proceselor de diageneză a sedimentului care încorporează viitoarea fosilă.

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Biostratinomia .

Înmormântarea organismelor

Mărimea particulelor sedimentelor și viteza de sedimentare influențează foarte mult procesul de fosilizare. În general, toate organismele sunt mai bine conservate în sedimente fine decât în ​​cele grosiere. Viteza înmormântării este, de asemenea, o cerință fundamentală pentru fosilizare. Situația ideală pentru conservarea descoperirilor și înregistrarea diversității taxonomice a unui ecosistem este reprezentată de depozite sedimentare bruște și catastrofale, capabile să sufoce și să îngropeze imediat majoritatea organismelor.

Înmormântarea în resturi minerale

Cel mai frecvent caz de înmormântare în natură este cel din resturile minerale, deoarece aproape toate sedimentele sunt de origine minerală. În materialele unghiulare grosiere (resturi de apă subterană, sedimente glaciomarine, resturi vulcanice), care au o permeabilitate ridicată, rămășițele unui organism au puține șanse de a fi conservate. Un caz excepțional este reprezentat de brecile osifere din peșteri, unde concepțiile cretoase sau cretoase pot cimenta rapid resturile și proteja oasele. Mediile cu energie ridicată în care se așează pietrișurile nu favorizează conservarea rămășițelor scheletice, datorită coliziunilor continue și reciproce cauzate de apa în mișcare. Rămășițele de organisme îngropate în nisipuri (sedimente de mare joasă, fluviale și deșertice) ar fi putut suferi o uzură mecanică limitată dacă expunerea la acțiunea abrazivă a sedimentelor în mișcare ar fi fost limitată: mediul marin este, prin urmare, favorabil în comparație cu cel sub-aerian. mediu, unde rămășițele sunt mai susceptibile de a fi oxidate sau dizolvate de ape acide și bine oxigenate.

Peliti ( nămol , argilă și noroi de calcar ) sunt sedimentele cele mai răspândite în natură și sunt favorabile conservării resturilor organice. În aceste medii, procesele de uzură mecanică și dezarticulare sunt limitate, iar după înmormântare, permeabilitatea lor slabă împiedică sau limitează circulația fluidelor care ar putea dizolva rămășițele. În mediile pelitice, componenta organică derivată din acumularea de resturi vegetale sau animale este foarte importantă; în absența oxigenului, materialul organic este expus la fermentații anaerobe care îmbogățesc materia organică, dând naștere la hidrocarburi . În aceste medii, dacă rata de sedimentare este mare, este ușor să se păstreze nu numai părțile scheletice, ci și materia organică reală.

Pentru ca un organism să se fosilizeze, sedimentarea constantă nu este atât de importantă ca un eveniment de depozitare brusc, chiar dacă sporadic: un milimetru de sediment depus în fiecare deceniu este aproape inutil pentru a proteja o coajă situată pe fundul mării, în timp ce un metru de sediment în câteva ore garantează protecție definitivă împotriva proceselor biostratinomice, inclusiv acțiunea organismelor care trăiesc în primii decimetri de sediment. În acest sens, turbiditele , noroiul piroclastic curge, furtunile și brăzdarele cenușii sunt foarte funcționale. Exemple de piroclasticite subacvatice fine sunt cele ale artropodelor ( Lophoranina ), bureților și moluștelor din Lutetian din Valea Chiampo din Munții Lessini din provincia Vicenza sau ale plantelor subfosile din Lipari .

Dacă cavitățile interne ale unei cochilii îngropate în noroi au deschideri mici, este foarte puțin probabil ca acestea să fie complet umplute cu sedimente. În aceste condiții, sedimentul este dispus în părțile inferioare ale cavităților, lăsând părțile superioare libere, care sunt astfel umplute de fluidele care circulă în sediment. Pe măsură ce diagenezia se desfășoară, cuarțul , calcitul și alte minerale precipită din fluidele care acoperă pereții acestor cavități, transformându-le în geode sau chiar umplându-le complet. Exemple de acest tip de fosilizare se găsesc în nautiloizii din Silurianul Sardiniei . Setul de umpluturi își asumă o polaritate precisă și constituie o structură biogeopetică. Aceste structuri pot fi utilizate ca niveluri naturale pentru a stabili poziția vieții reale sau poziția de înmormântare a unui organism dispărut, ca în cazul brahiopodului Waagenoconcha Carbonifer (Grant, 1966) sau pentru a reconstrui înclinația originală a paleopenselor (Broadhurst și Simpson, 1967 ), sau pentru a determina dacă un grup de straturi este drept sau inversat. Uneori, în același strat, se găsesc structuri biogeopetale orientate aleatoriu: în aceste cazuri, evident, fosilele au fost refăcute după formarea structurilor.

Incorporarea în resturi organice

În anumite medii particulare ( iazuri , mlaștini , mlaștini ), resturile organice (în special legumele) se pot acumula în cantități mari, fără a se oxida sau putrezi; dacă acumularea continuă perioade foarte lungi de timp, depozitele vor avea o grosime considerabilă. În funcție de raportul dintre peliții anorganici și resturile organice, vorbim de argile bogate în materie organică sau nămol organic (aproape lipsit de materie anorganică). Acesta din urmă este practic un sediment detritic care poate încorpora animale terestre, amfibieni, păsări și insecte care ajung să aibă șanse mari de fosilizare. Această încorporare duce în general la un anumit tip de fosilizare, cu animale conservate sub formă de pelicule carbonice (antracoleimmi), care păstrează toate detaliile, dar care sunt puternic comprimate. Eocen lignitului din vale Geisel lângă Halle din Germania și sub - fosile turbăria de Tollund în Danemarca sunt două exemple de acest tip de conservare. Câmpul Geisel a fost studiat de Voigt între anii 30 și 50: în această „fosilă de turbă ” s-au găsit porțiuni carbonizate ale epidermei broaștelor , liliecilor și artiodactililor , celulelor țesutului adipos al reptilelor și mamiferelor, diferite tipuri de păr de mamifere, sânge vase de șopârle, țesuturi de cartilaj ale ecvideelor primitive și larve de dipter .

Incorporarea în fluide

Uneori animalele sunt îngropate în fluide vâscoase, cum ar fi țițeiul , rășinile , nisipurile mișcătoare sau nămolul anorganic. În acest caz, moartea animalelor este cauzată nu de un eveniment extern inevitabil, ci de propriul comportament (de obicei datorită unei evaluări incorecte a mediului înconjurător).

Cel mai faimos exemplu de încorporare în țiței îl constituie vertebratele fosile din Pleistocenul superior și Holocenul din Rancho La Brea , în mijlocul orașului Los Angeles ; aici, multe animale au fost prinse în iazuri de țiței format din cauza deversărilor de petrol din câmpurile de suprafață. La suprafață, uleiul devine vâscos și poate fi acoperit cu apă de ploaie, făcându-l o adevărată capcană naturală pentru animalele sălbatice. În iazurile petroliere din Rancho La Brea, au murit numeroase vertebrate de diferite tipuri, încâlcite în țițeiul. Păsările și mamiferele răpitoare, atrase de creaturile pe moarte, au fost, de asemenea, prinse: compoziția faunei din Rancho La Brea arată un număr de carnivore de zece ori mai mare decât cel al erbivorelor. Printre cele mai spectaculoase fosile se numără cele ale unui canid vânător ( Aenocyon dirus ), al unui tigru cu dinți de sabie ( Smilodon fatalis ) și al unui soi de vultur gigant ( Teratornis merriami ).

În rășinile vegetale, pe de altă parte, se păstrează în principal florile , polenul , insectele , dar și vertebratele mici. Rășina fosilă se numește chihlimbar sau, dacă provine din sedimente foarte recente, copal . Chihlimbarul baltic este unul dintre cele mai renumite și se găsește de-a lungul țărmurilor sudice ale Mării Baltice . In aceste zone, chihlimbar a fost produsă în mare parte dintr - o cale de disparitie conifer ( Pinus succinifera ) care formează păduri extinse în Eocenului. Rășina care a picurat de-a lungul trunchiurilor a înghițit insectele și alte organisme mici care fuseseră prinse într-o turnare anterioară a rășinii, scăzându-le din agenți externi. De cele mai multe ori, din aceste organisme rămâne doar un film exterior subțire, însă starea de conservare este atât de perfectă încât detaliile pot fi mărite de până la 1000 de ori (Schlüter, 1990). Depozite similare sunt raportate și în Cretacicul din Manitoba ( Canada ), în Paleogenul Antilelor , în Miocenul Siciliei și, mai ales, în Cretacicul din Myanmar .

În Cretacicul superior al deșertului Gobi , au fost găsite două exemplare de dinozauri care se lipeau unul de altul: un erbivor ( Protoceratops ) și un carnivor ( Velociraptor ); o ipoteză a modului în care aceste două animale au murit și au supraviețuit se referă la prezența nisipului curat (Kielan-Jaworowska, 1975). Chiar și iazurile și mlaștinile cu sedimentare ridicată a plantelor pot prinde și păstra animalele mari. Unul dintre cele mai faimoase și importante exemple este cel al câmpului eocenic al Grube Messel , lângă Frankfurt, în Germania. Aici, în șistul lacului foarte bituminos, rămășițe de plante, insecte, pești de apă dulce, reptile, păsări și mamifere au fost găsite într-o stare excelentă de conservare. În ceea ce privește mamiferele, amprenta pielii și a părului a rămas adesea (Franzen și Michaelis, 1988).

Mingea

Mizeria este un proces de fosilizare care are loc atunci când un organism este acoperit parțial sau complet de o „crustă” de origine anorganică sau organogenă. Crusta anorganică este alcătuită în general din calcit produs indirect de activitatea algelor sau de precipitarea chimică a apelor suprasaturate; cel organogen este format din cochilia altor organisme.

Incrustarea anorganică (sau incrustarea sensu stricto ) apare mai ales în apele saturate cu bicarbonat de calciu ; în acest caz se depun pelicule subțiri de calcit în jurul organismului, reproducându-i forma externă. Precipitațiile de CaCO3 se pot datora acțiunii indirecte a plantelor prezente în apă (care scad CO2 din apă), evaporării rapide care are loc în apropierea cascadelor (unde apa este nebulizată) sau răcirii termo-minerale ape asociate cu scăderea presiunii. În aceste cazuri, frunzele și ramurile pot fi conservate sub formă de amprente externe; în cazul în care depozitele sunt deosebit de extinse, aceste calcarele concreționare se numesc travertine . Tipuri similare de conservare pot fi găsite în mediile carstice , în special în cavitățile cunoscute sub numele de brecii osifere, constând din acumulări de oase de vertebrate terestre cimentate de CaCo3 împreună cu material detritic de diferite tipuri.

Incrustarea organogenă (sau bioimurația) este un tip de conservare puțin cunoscut și apare atunci când un organism încrustant ( epibiont ) cu un schelet calcaros crește deasupra unui organism cu corp moale sau a unui schelet slab mineralizat.reproduce o replică a formei generale a corpului organism incrustat (Taylor, 1990). Majoritatea acestor fosile sunt păstrate ca relief negativ și devin vizibile abia după detașarea organismului de replicare; uneori amprenta negativă este umplută cu calcit sau pirită care formează un model pozitiv al organismului replicat. Există cazuri în care organismele încrustate au produs turnarea profilului cochiliei unui organism care a fost ulterior dizolvat în timpul diagenezei, așa cum sa întâmplat pentru unele amoniți care se găsesc „imprimate” pe cochilia stridiilor foarte vechi (Lewy, 1972) . Organisme tipice fosilizate în acest fel sunt briozoarii ctenostomi, hidroizii , unele alge (de exemplu, Codium ), angiospermele marine, anemonele marine și stropile de mare . Cele mai frecvente organisme de replicare sunt stridiile (și, în general, bivalvelii care cimentează), viermii serpulizi și briozoarii ciclostomi.

Fosilizare

Fosilizarea este ansamblul proceselor biochimice și de mediu care modifică rămășițele ființelor vii, împiedicându-le să se descompună și transformându-le în produsul numit fosil.

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: fosilizarea .

Bibliografie

  • Cadeo, G. 1956. Ursus spelaeus Rosenmuller și Heinroth din Buco del Piombo deasupra Erba (Comasche Prealps). Fapte Soc. L t. De sine. Nat., XCV (l): 80-ll2, Milano.
  • Grant, RE 1966. Aranjamentul coloanei vertebrale și obiceiurile de viață ale brahiopodului produsoid Waagenoconcha. J. Paleontol., 40: 1063-1069.
  • FM Broadhurst, IM Simpson. 1967. Umpluturi sedimentare de fosile și cavități în calcar la stânca Treak, Derbyshire. Revista Geologică; 104 (5): 443-447.
  • Lewy, Z. 1972. Creșterea xenomorfă în ostreide. Lethaia, 5, 347-352
  • Kielan-Jaworowska, Z. 1975. Mamifere și dinozauri din Cretacicul târziu din deșertul Gobi. American Scientist, 63: 150-159
  • Nicol, D. 1977. Numărul de specii de animale vii susceptibile de a fi fosilizate. Florida Scientist 40: 135-139
  • Franzen, JL și Michaelis, W. (1988). Der eozäne Messelsee - Lacul Eocen Messel. Cour. Forsch.Inst. Senckenberg, 107.452p.
  • Boucot, AJ 1990. Paleobiologia evolutivă a comportamentului și a coevoluției. Elsevier, Amsterdam, 725
  • Schlüter, T. 1990. Chihlimbarul baltic, pp. 294–297: În; DEG Briggs și PR Crowther (eds), Paleobiologie - O sinteză. Blackwell Scientific Publications (Oxford). xii + 583 p.
  • Taylor, PD 1990. Conservarea organismelor moi și a altor organisme prin bioimurație: o revizuire. Paleontol J 33: 1–17
  • S. Raffi, E. Serpagli. 1993. Introducere în paleontologie. Utet.

Notă

Cartarea oaselor de dinozaur , in situ , pentru a reconstitui cu precizie procesele tahonomice
  1. ^ A fost introdus în 1940 de paleontologul rus Ivan Antonovich Efremov (1908-1972, cunoscut și pentru romanele sale de știință- ficțiune ), care a publicat un studiu amplu despre această „nouă ramură a paleontologiei” în jurnalul lunar Pan-American Geologist , vol. 74 (1940), pp. 81-93. Eseul este disponibil pe site-ul web ( EN ) Taphonomy: noua ramură a paleontologiei , pe astro.spbu.ru . Adus la 24 septembrie 2009 (arhivat din original la 4 iunie 2011) .
  2. ^ Behrensmeyer A. K, S. M Kidwell, R. A Gastaldo: Taphonomy and paleobiology , 2009.
  • A șaptea întâlnire internațională despre taponomie și fosilizare (Taphos 2014) a avut loc la Universitatea din Ferrara în perioada 10-13 septembrie 2014. [1]

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității LCCN (EN) sh88003783 · GND (DE) 4281043-7