فسیل: پنجرهای به دنیای گذشته
فسیل دقیقاً چیست و از چه چیزهایی ساخته میشود؟
به زبان ساده، فسیل[1] مانند یک عکس فوری از گذشتهی بسیار دور زمین است. وقتی یک جاندار میمیرد، تحت شرایط خاصی، بقایای بدنش به جای تجزیه کامل، در لابهلای رسوبات حفظ و با گذشت زمان طولانی به سنگ تبدیل میشود.
یک باور اشتباه رایج این است که فسیل فقط استخوان دایناسور است! در حالی که طیف گستردهای از چیزها میتوانند فسیل شوند:
- بخشهای سخت بدن: مانند استخوان، دندان، صدف و اسکلت خارجی سختپوستان.
- آثار و ردها: مانند ردپا، اثر دم روی گل نرم، سوراخهای لانه یا حتی فضولات فسیلشده (که به آنها آثار فسیلی[2] میگویند).
- بدن کامل: در شرایط خیلی استثنایی، کل بدن یک جاندار حفظ میشود. معروفترین مثال آن، حشراتی هستند که در شیرهٔ درختان (که بعداً به کهربا[3] تبدیل میشود) گیر افتادهاند و حتی کوچکترین جزئیات بدنشان پس از میلیونها سال سالم مانده است.
| نوع فسیل | چگونه تشکیل میشود؟ | یک مثال ملموس |
|---|---|---|
| فسیلهای قالبی و جانشی | بدن جاندار در رسوب فرو میرود و پس از حل شدن، یک حفره (قالب) به جای میگذارد. این حفره ممکن است بعدها با مواد معدنی پر شود و یک کپی سنگی (جانشین) بسازد. | درست مثل وقتی که پایتان را روی گِلِ نرم میگذارید و اثر پایتان به جای میماند. اگر بعداً این گِل سفت شود و گچ در اثر پای شما بریزد، یک مدل گچی از پایتان میسازد. |
| فسیلهای حقیقی (سنگشده) | آبهای زیرزمینی حاوی مواد معدنی، به آرامی به درون استخوان یا چوب نفوذ میکنند و ذرهذره مواد آلی را با مواد معدنی جایگزین میکنند تا جایی که کل آن شیء به سنگ تبدیل میشود. | تصور کنید یک تکه اسفنج را در یک لیوان آب قند قرار دهید. پس از مدتی، مولکولهای قند جای مولکولهای آب در اسفنج را میگیرند و آن را کاملاً شیرین و سفت میکنند. |
| فسیلهای اثر (ردپا) | اثری که یک جاندار زنده از خود به جای گذاشته (مثل ردپا، لانه یا جای دندان روی یک برگ) در گل نرم ثبت و بعداً فسیل میشود. | مثل اثر مُهری که روی خمیر بازی میزنید و شکل آن روی خمیر باقی میماند. این اثر میتواند اطلاعاتی درباره شکل مُهر (جاندار) به ما بدهد. |
چگونه یک جاندار معمولی به یک فسیل نایاب تبدیل میشود؟
تشکیل فسیل یک اتفاق نادر است و نیاز به یک زنجیره شانسی دارد. برای درک بهتر، داستان یک ماهی را در نظر بگیرید که حدود 50 میلیون سال پیش زندگی میکرده است:
مرحله ۱ (مرگ و دفن): ماهی پس از مرگ در کف یک دریاچهٔ قدیمی میافتد. خوشبختانه، یک رانش گلولای در همان حوالی رخ میدهد و بدن ماهی را بلافاصله میپوشاند. این پوشش، بدن را از دسترس لاشهخواران و عوامل تجزیه دور میکند.
مرحله ۲ (تجزیه): در طول صدها یا هزاران سال، بخشهای نرم بدن ماهی مثل گوشت، پوست و بالهها به طور کامل تجزیه میشوند. اما قسمتهای سخت، مثل استخوانها و دندانها، مقاومت بیشتری دارند و باقی میمانند.
مرحله ۳ (سنگ شدن): با گذشت زمان، لایههای بیشتری از رسوب روی ماهی دفنشده انباشته میشوند. فشار این لایهها، رسوبات اطراف را به سنگ رسوبی تبدیل میکند. همزمان، آبهای زیرزمینی که پر از مواد معدنی مانند سیلیس یا آهک هستند، از میان استخوانها عبور میکنند. این مواد معدنی به آرامی جای مولکولهای اصلی استخوان را میگیرند تا جایی که کل استخوان به سنگی سخت و سنگین تبدیل میشود. این فرآیند را سنگشدگی[4] مینامند.
مرحله ۴ (رسیدن به سطح): پس از میلیونها سال، ممکن است حرکت صفحات زمینساختی یا فرسایش کوهها باعث شود لایههای سنگی حاوی فسیل به سطح زمین بیایند تا بالاخره یک دانشمند یا یک فرد کنجکاو آن را کشف کند.
فسیلها چه اطلاعاتی از گذشته زمین فاش میکنند؟
فسیلها مانند پیامهای در بطری از اعماق زمان هستند. هر فسیل داستانی برای گفتن دارد:
- کشف جغرافیای گذشته: اگر در دل کوههای البرز فسیل یک صدف دریایی پیدا شود، این یک شاهد قدرتمند است که ثابت میکند آن منطقه روزی زیر آب یک دریای گرم و کمعمق بوده است. به همین ترتیب، پیدا شدن فسیل یک برگ سرخسِ گرمسیری در یک منطقه سردسیر، نشان میدهد که آبوهوای آن منطقه در گذشته بسیار گرمتر و مرطوبتر بوده است.
- ردیابی تکامل: دانشمندان با مقایسه فسیلهای قدیمیتر و جدیدتر از یک گروه جانوری (مثل اسب)، میتوانند چگونگی تغییر تدریجی آنها را در طول میلیونها سال مشاهده کنند؛ مثلاً افزایش اندازه بدن یا تغییر شکل دندانها از حالت مناسب برای خوردن برگ به حالت مناسب برای خوردن علف.
- تعیین سن نسبی سنگها: برخی فسیلها که به آنها «فسیل راهنما» میگویند، تنها در یک دوره زمانی خاص و کوتاه زندگی میکردهاند و گسترش جغرافیایی وسیعی دارند. بنابراین، هرجا که این فسیلهای خاص را بیابیم، میدانیم که سن سنگهای اطراف آن مربوط به همان دوره زمینشناسی است.
سوالات متداول درباره فسیلها
خیر. اگرچه محیطهای آبی مانند دریاهای کمعمق، دریاچهها و دلتاها به دلیل وفور رسوب و امکان دفن سریع، بهترین مکان برای فسیلشدن هستند، اما فسیل در محیطهای دیگری نیز میتواند تشکیل شود. از جمله در یخچالهای طبیعی (مانند ماموتهای پشمی یخزده)، زیر خاکسترهای آتشفشانی، در غارها و حتی در صمغ درختان (کهربا).
زیرا بدن بیشتر حشرات فاقد بخشهای سخت و معدنی (مانند استخوان) است و از مواد نرمتری تشکیل شده که به سرعت تجزیه میشود. استثنای جالب این قاعده، حشراتی هستند که در کهربا محفوظ ماندهاند. صمغ درختان مانند یک قالب محافظ فوری عمل کرده و از تجزیه کامل بدن نرم آنها جلوگیری کرده است.
بله، اما همیشه به طور مستقیم از روی خود فسیل نه. دانشمندان از روشهای پیچیدهای استفاده میکنند. یک روش متداول، تاریخگذاری رادیومتریک سنگهای آتشفشانی است که در لایههای بالا یا پایین فسیل قرار دارند. همچنین، برای فسیلهای جوانتر (تا حدود 50000 سال) میتوان از روش کربن-۱۴[5] استفاده کرد که میزان تجزیه یک ایزوتوپ خاص کربن در بقایای آلی را اندازه میگیرد.
پاورقی
[1]فسیل (Fossil): از کلمه لاتین Fossilis به معنای «کنده شده از زمین» گرفته شده است. نام دیگر آن در فارسی «سنگواره» است.
[2]آثار فسیلی (Trace Fossils): به آثاری که از فعالیت موجودات زنده در گذشته باقی مانده است (مانند ردپا، لانه، فضولات) گفته میشود و معمولاً خود بدن جاندار در آن حفظ نشده است.
[3]کهربا (Amber): صمغ فسیلشده درختان که در طول زمان سخت شده است. به دلیل خاصیت محافظتی عالی، گاهی حاوی حشرات یا بخشهای کوچک گیاهی کاملاً دستنخورده است.
[4]سنگشدگی (Petrification): فرآیندی که در آن مواد آلی یک جاندار (مثل چوب یا استخوان) بهطور کامل با مواد معدنی جایگزین میشود و در نهایت به سنگ تبدیل میگردد.
[5]کربن-۱۴ (Carbon-14): یک ایزوتوپ رادیواکتیو از کربن که در تمام موجودات زنده وجود دارد. پس از مرگ، با نرخی مشخص شروع به تجزیه میکند. اندازهگیری مقدار باقیمانده آن، برای تعیین سن نمونههای نسبتاً جوان کاربرد دارد.
