تاریخچه زمین: رمزگشایی گذشته با فسیلها
فسیل چیست و چگونه ساخته میشود؟
به زبان ساده، فسیل بقایای حفظشده گیاهان، جانوران یا حتی ردپاها و فضولات آنهاست که معمولاً بیش از 10،000 سال قدمت دارد. اما تبدیل یک موجود زنده به فسیل، یک معجزه نادر و نیازمند شرایط بسیار خاص است. بیشتر جانداران پس از مرگ به طور کامل تجزیه میشوند. برای فسیل شدن، باید به سرعت در زیر خاک، ماسه، گل یا خاکستر آتشفشان دفن شوند تا از دسترس جانوران لاشهخوار، هوا و عوامل تجزیه کننده دور بمانند.
بیشتر فسیلها در سنگهای رسوبی مانند سنگ آهک، ماسهسنگ و شیل یافت میشوند. دلیلش این است که این سنگها خود از تهنشین شدن ذرات ریز مانند خاک و ماسه در کف دریاها، دریاچهها و رودخانههای قدیمی تشکیل شدهاند. موجودات مرده هم در همین محیطها دفن و محافظت میشدند. در مقابل، سنگهای آذرین (مانند گرانیت) که از سرد شدن مواد مذاب به وجود میآیند، به ندرت حاوی فسیل هستند زیرا حرارت بالا همه چیز را از بین میبرد.
| نام فرآیند | توضیح | مثال |
|---|---|---|
| سنگشدگی[1] (Permineralization) | متداولترین روش. آب زیرزمینی سرشار از مواد معدنی (مانند سیلیس) وارد منافذ استخوان یا چوب میشود و با تبخیر آب، آن منافذ پر میشود و جسم سنگ میشود. | چوب سنگشده (Petrified Wood) |
| قالب و ریختهگری[1] (Moulds & Casts) | پس از دفن، صدف یا استخوان حل میشود و یک حفره (قالب) به جای میگذارد. بعدها مواد معدنی این فضا را پر میکنند و یک کپی سنگی (ریخته) میسازند. | فسیل صدفها و حلزونها |
| فسیلهای اثر[1] (Trace Fossils) | خود جاندار حفظ نمیشود، بلکه اثری از فعالیتش مثل ردپا، لانه، سوراخهای کرم یا حتی فضولات سنگشده حفظ میشود. | ردپای دایناسور |
| محفوظمانده در کهربا[1] یا یخ | نادرترین و جذابترین نوع. یک حشره در صمغ درخت (که بعداً به کهربا تبدیل میشود) یا یک ماموت در یخ به دام میافتد و با کمترین تغییر حفظ میشود. | پشه در کهربا (مثل فیلم پارک ژوراسیک) |
سفر در زمان: فسیلها و جدول زمانی زمین
زمین شناسان با مطالعه فسیلها، تاریخ زمین را به دورههای بزرگی تقسیمبندی کردهاند، درست مانند تقسیمبندی تاریخ بشریت به دوران باستان، قرون وسطی و عصر جدید. هر دوره با مجموعه خاصی از فسیلها شناخته میشود که پس از انقراض[4] جمعی دوره قبل پدیدار شدهاند.
| دوران (Era) | مدت زمان (میلیون سال قبل) | لقب و فسیلهای شاخص |
|---|---|---|
| پیشینزیستی[4] (Paleozoic) | 541 تا 252 | "عصر حیات باستانی" - آغاز حیات پیچیده در دریاها.
تریلوبایتها[4]سرپایان[4]سرخسهای غولپیکر
|
| میانهزیستی[4] (Mesozoic) | 252 تا 66 | "عصر خزندگان" - سلطنت دایناسورها.
دایناسورهاآمونیتها[1]پرندگان نخستین
|
| نوینزیستی[4] (Cenozoic) | 66 تا امروز | "عصر پستانداران" - انقراض دایناسورها و شکوفایی پستانداران.
ماموتهای پشمالواسبهای نخستینانسانسایان
|
یک قانون طلایی در زمینشناسی به نام "ترتیب تقدم لایهها" وجود دارد. بر این اساس، در یک ستون سنگی دستنخورده، لایههای زیرین قدیمیتر از لایههای بالایی هستند. بنابراین، اگر فسیل یک دایناسور در لایهای پایینتر از فسیل یک پستاندار اولیه پیدا شود، میتوانیم نتیجه بگیریم که دایناسورها پیش از آن پستانداران زندگی میکردهاند.
کاربردهای عملی فسیلها: گذشته، کلید آینده
فسیلها فقط برای موزهها یا کتابهای دایناسورها جالب نیستند. آنها کاربردهای علمی مهمی دارند که زندگی امروز ما را تحت تاثیر قرار میدهد:
۱. اکتشاف منابع: بسیاری از منابع انرژی ما مانند نفت، گاز و زغالسنگ از بقایای فسیلشده گیاهان و جانوران میلیونها سال پیش به وجود آمدهاند. زمینشناسان با مطالعه فسیلهای موجود در لایههای سنگی مختلف، میتوانند محل احتمالی این ذخایر را شناسایی کنند.
۲. درک تغییرات آب و هوایی: فسیلهای خاص، مانند گونههای خاص مرجانها یا گرده گیاهان، شاخصهای خوبی برای آب و هوای گذشته هستند. برای مثال، پیدا شدن فسیل یک گیاه گرمسیری در یک منطقه سردسیر امروزی، نشان میدهد که در گذشته اقلیم آن منطقه بسیار گرمتر بوده است. مطالعه این تغییرات گذشته به دانشمندان کمک میکند تا مدلهای بهتری برای پیشبینی تغییرات آب و هوایی آینده بسازند.
۳. تعیین سن سنگها: برخی فسیلها که به آنها "فسیل شاخص" میگویند، در یک محدوده زمانی کوتاه و مشخص به صورت گسترده زندگی میکردهاند. وقتی چنین فسیلی در یک لایه سنگی در نقاط مختلف جهان پیدا شود، نشان میدهد که آن لایهها سن تقریبی یکسانی دارند. آمونیت[1] (یک جانور دریایی با صدف حلزونی شکل) مثال معروفی از یک فسیل شاخص است.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
خیر. این یک باور غلط رایج است. همانطور که در جدول روشهای تشکیل دیدیم، فسیلهای اثر (مانند ردپا) یا فسیلهای محفوظ در کهربا، سنگشده نیستند. حتی برخی فسیلها فقط یک اثر یا قالب از بدن جاندار هستند و خود ماده اصلی حفظ نشده است.
شرایط فسیلشدن بسیار نادر است. بیشتر جانداران پس از مرگ تجزیه شده یا خورده میشوند. موجودات دارای بخشهای سخت (مانند استخوان، صدف یا دندان) شانس بیشتری برای فسیل شدن دارند. همچنین، محیطهای آبی مانند دریاچهها و دلتاهای قدیمی به دلیل رسوبگذاری سریع، محل مناسبی برای تشکیل فسیل هستند، در حالی که فسیل جانداران ساکن خشکی نادرتر است. بنابراین، سنگ نوشته فسیلی[2] (Fossil Record) ما کامل نیست و بخشهای زیادی از تاریخ حیات هنوز کشف نشده باقی مانده است.
قدیمیترین فسیلها متعلق به موجودات بسیار ریز و ساده مانند باکتریها و جلبکها هستند که قدمت برخی از آنها به بیش از سه میلیارد سال میرسد. کشف فسیلهای جانداران نرمتن دوره ادیاکاران (بین 635 تا 538 میلیون سال پیش) نیز از رویدادهای مهم است، زیرا نشاندهنده ظهور نخستین جانداران پیچیده چندسلولی در زمین است.
پاورقی
۱. فسیل (Fossil): به معنای "کنده شده از زمین". به هرگونه بقایا یا اثر بهجامانده از جانداران گذشته که در سنگ حفظ شده باشد گفته میشود.
۲. سنگ نوشته فسیلی (Fossil Record): به کل آرشیو فسیلهای کشفشده و اطلاعاتی که درباره تاریخ حیات ارائه میدهند، اطلاق میشود.
۳. آمونیت (Ammonite): گروهی از جانوران دریایی منقرض شده با صدف حلزونی شکل که به عنوان فسیل شاخص برای تعیین سن سنگهای دوران میانهزیستی استفاده میشوند.
۴. تریلوبایت (Trilobite): بندپایان دریایی منقرض شده که در دوران پیشینزیستی فراوان بودند و فسیلهای آنها بسیار رایج است.
۵. سنگشدگی (Permineralization): متداولترین فرآیند فسیلشدن که در آن مواد معدنی منافذ بافتهای اصلی را پر میکنند.
۶. انقراض جمعی (Mass Extinction): رویدادی که در آن درصد بالایی از گونههای زنده زمین در یک دوره زمانی کوتاه (از نظر زمینشناسی) منقرض میشوند. پایان هر دوران زمینشناسی معمولاً با یک انقراض جمعی بزرگ همراه بوده است.
