Сохранение организмов в ископаемом состоянии

Процесс перехода остатков животных и растений в ископаемое состояние и сохранение их в осадочных породах очень сложный и недостаточно исследованный. Изучением закономерностей захоронения организмов и выяснения причин, благоприятных и неблагоприятных для их зарождения занимается наука тафономия.

Выделяется три основных типа образования местонахождений:

• Накопление органических остатков, связанное с гибелью животных и растений. После гибели организма происходит разложение и разрушение его мягких тканей и скелета. Органические остатки рассеиваются, разносятся течениями и волнами, на суше – реками, потоками и накапливаются в определённых местах, образуя скопления – танатоценоз (сообщества смерти). Скелеты и остатки прикреплённых организмов сохраняются на месте обитания в прижизненном положении. Остатки наземной фауны и флоры подвергаются энергичному разложению, рассеиванию. Одним из основных условий образования местонахождения является концентрация животных остатков, зависящая от численности особей, плотности населения, массовости гибели и длительности сноса в определённые места.

• Захоронение. При благоприятных условиях танатоценоз покрывается осадком, который ограничивает дальнейшее разрушение органических остатков. Благоприятными условиями будут являться: быстрое захоронение и прекращение доступа воздуха; захоронение в асфальте, смоле; важную роль также играют физико-химические факторы и скорость процесса накопления рыхлых осадков. Возникшие скопления органических остатков, погребенных в жидком осадке и ещё мало изменённые (не фоссилизированные), образуют тафоценоз – сообщество погребения. В тафоценозе обычно сохраняется небольшая часть представителей биогеоценоза, так как почти полностью уничтожаются личинки, молодь, виды, не имеющие минерального скелета, с хрящевым или непрочным скелетом. Необходимо отметить, что местонахождения морских организмов, по сравнению с таковыми наземных форм, отличаются лучшей сохранностью и богатством индивидуумов.

• Фоссилизация. Связана с превращением рыхлых осадков в горные породы (литификация, с одновременным превращением органических остатков в окаменелости (фоссилизация) от латинского слова fossa – яма, fossilia – исполняемое). В процессе фоссилизации происходит изменение органических остатков, связанных с различными химическими факторами, температурой, давлением. На фоссилизацию оказывают влияние скорости минерализации органических остатков и осадков, общее состояние остатков к моменту захоронения (свежие невыветрелые скелеты минерализуются лучше выветрелых), степень уплотнения жидких осадков и их литологического и гранулометрического состава, характера цемента осадочной породы и различных вторичных процессов – диагенеза.

К числу процессов, способствующих захоронению органических остатков относятся:

Окаменение, при котором происходит заполнение минеральным

веществом пор и пустот раковин, костей, растительной ткани;

Перекристаллизация, при которой первичное вещество, имевшее некристаллическую структуру (например, кремневый скелет губок, радиолярий) приобретает кристаллическое строение или скелетное вещество приобретает другую структуру (арагонит переходит в кальцит);

Минерализация, при которой первичное вещество скелета замещается другим минеральным веществом (псевдоморфоза). Наиболее распространенными являются карбонаты кальция и магния, фосфаты, сульфиды (пирит), окислы и гидроокислы (кремнезём в разных модификациях), лимонит.

Ориктоценоз – это комплекс растений и животных, который встречается в ископаемом состоянии. В результате изучения ориктоценоза восстанавливается палеобиогеоценоз – часть биогеоценоза, сохранившаяся в ископаемом состоянии. Отсюда, любое местонахождение не отражает полностью действительный состав фауны и флоры в месте своего образования и всякое скопление фоссилизированых остатков, за редким исключением не является полным.

Классификация ископаемых по категориям сохранности

Ископаемые остатки организмов представлены разнообразными формами, среди которых можно выделить ряд категорий:

Полная сохранность организма (скелет + мягкое тело) встречается крайне редко и характерно для животных и растений четвертичного времени. Это субфоссилии (от лат. sub – под, около) т. е. почти ископаемые. Это мамонты в вечной мерзлоте, носороги в горном воске (озокерит), насекомые в янтаре; семена, орехи, шишки, древесина в торфяниках.

Основная масса окаменелостей представлена скелетами и их фрагментами. Это главный объект изучения палеонтологии. К ним относятся раковины и скелеты животных, оболочки бактерий, стебли, корни, споры и пыльца растений.

Отпечатки и оттиски сохраняются в ископаемом состоянии как от растений, так от животных и часто встречаются.

Объемные образования – ядра. Это слепки различных полостей и различают внутреннее ядро и внешнее. Внутреннее ядро образуется при заполнении породой внутренней полости раковины или мягкого тела. Внешнее ядро формируется при заполнении породой полости, возникшей после разрушения организма.

Скелеты и их фрагменты, отпечатки и ядра образуют группу настоящих ископаемых – эуфоссилии (греч. eu – хороший), так как они сохраняют в кокой-то степени форму и строение организма.

Часто встречаются следы жизнедеятельности животных – следы передвижения по грунту и внутри его – это ихнофоссилии (греч. icnnos – след). Ихнофоссилии обычно не сохраняют строение организма, но иногда по ним можно определить систематическое положение организма.

Особенно впечатляющие следы динозавров и копытных.

Продукты жизнедеятельности капрофоссилии (греч. copros – навоз, помёт). Продукты жизнедеятельности грунтоедов (червей и т. д.) сохраняются в виде холмиков. От позвоночных остаются капролиты. Особенно удивительными кажутся продукты жизнедеятельности бактерии и цианобионтов в виде железной руды (джаспелиты), серы, нефти, известняков (строматолиты) и т. д.

Органические молекулы бактериального, цианобионтного, растительного и животного происхождения, извлеченные из пород, образуют так называемые хемофоссилии (греч. chemie – химия)

• К ископаемым организмам иногда относят различные минеральные агрегаты и литологические структуры, которые получают название псевдофоссилии (греч. pseudos – ложь).

Породообразующая роль организмов

Проявляется в трёх основных направлениях:

• накопление минеральных и органических образований за счёт массового скопления скелетов животных и растений и жизнедеятельности бактерий и цианобионтов.

• Обогащение осадка магнием, калием, фосфатом, железом и другими веществами благодаря грунтоедам и биофильтраторам.

• Изменение механического состава пород за счет разрушителей таких, как сверлильщики т. д. Организмы захватывают из окружающей среды многие элементы и минералы, и участвуют в образовании многих горных пород и полезных ископаемых. Бактерии в процессе жизнедеятельности создают железные (джаспелиты) и марганцевые руды, серосодержащие породы, фосфаты, графит, нефть и газ.

Растения дают различные угли и горючие сланцы, янтарь (смола). Животные, обладающие минеральным скелетом, участвуют в образовании известняков, мергелей, доломитов, различных кремнистых пород и фосфоритовых конкреций.

Горная порода, состоящая из 40 % и более из ископаемых скелетов животных, считается органогенной. Организмы принимают участие в образовании особых известковых форм рельефа океанов и морей – рифы, которые имеют огромную протяженность, большую мощность и приуроченные к тропическому и субтропическому поясам и к тектонически-активным зонам. В различные геологические периоды рифостроящие организмы принадлежали различным группам животных.

В докембрии это были цианобионты (строматолиты), в раннем кембрии – археоциаты и цианобионты, с позднего ордовика по пермь строматопораты, табуляты и четырёхлучевые кораллы, частично мшанки, в мезо-кайнозое – шести лучевые кораллы и мшанки. В образовании пермских рифов принимали участие и брахиоподы – Richthofenia, а меловых – рудисты (двустворки).

В строении рифов в течение всего фанерозоя принимали и принимают участие известковые красные и зелёные водоросли.