Anglių rutuliai — permineralizuotos augalų fosilijos anglies kloduose
Anglių rutuliai: permineralizuotos augalų fosilijos anglies kloduose — kilmė, sudėtis, radiniai ir geologinė reikšmė.
Anglies rutuliukai yra permineralizuotos augalų ir kartais kitų organizmų liekanos, randamos anglies kloduose. Jie dažniausiai yra apvalios arba netaisyklingai sferinės formos ir cheminiu požiūriu paprastai turtingi kalcio, magnio junginių bei kartais geležies sulfido (pirolito) pavidalo mineralų. Nors pavadinime figūruoja žodis „anglies“, šie dariniai nėra sudaryti iš akmens anglies — tai fossilizuotos, permineralizuotos organinės struktūros, kurios išsaugo augalų audinių morfologiją ir anatomiją.
Istorija ir atradimai
1855 m. anglų mokslininkai Josephas Daltonas Hookeris ir Edwardas Williamas Binney Anglijoje pirmieji aprašė anglių rutuliukus, todėl pirminiai tyrimai buvo atlikti Europoje. Vėliau, 1922 m., anglių rutuliukai buvo aptikti ir identifikuoti Šiaurės Amerikoje. Nuo to laiko rasta pavyzdžių daugelyje šalių, o mokslininkai pasiūlė kelias jų susidarymo hipotezes.
Žymių tyrėjų, kaip Marie Stopes ir D.M.S. Watson, analizės parodė, jog daugelis anglių kamuoliukų susidarė vietoje (autochtoniškai) ir kad jų formavimuisi dažnai reikšmingą įtaką turėjo sąveika su jūros aplinka. 1962 m. Sergejus Mamajus ir Ellis Jochelsonas Šiaurės Amerikos anglių rutuliuose aptiko jūros gyvūnų liekanų požymių, kas papildomai palaikė idėją apie marinės įtakos reikšmę kai kurių pavyzdžių susidarymui.
Susidarymo teorijos
Pagrindinės anglių rutuliukų kilmės hipotezės yra dvi:
- Autochtoninė (vietinė) hipotezė — rutuliukai susidarė ir mineralizavosi ten, kur ir buvo auginamos arba palaidotos augalų liekanos. Šiai hipotezei pritaria tyrimai, rodantys gerai išsaugotus augalų audinius ir vietinę cheminių elementų įtaką mineralizacijai.
- Allochtoninė (transportuota) hipotezė — augalų dalys ir organinė medžiaga galėjo būti atneštos į anglies klodą iš kitų vietovių ir vėliau permineralizuotos. Kai kuriais atvejais tai susiję su potvyniais ar kitais transporto procesais.
Be to, rutuliukų mineraloginė sudėtis priklauso nuo vietinės geochemijos: kalcio ir magnio gausa skatina karbonatų formavimąsi, o sulfidinė aplinka gali skatinti pirolito susidarymą.
Sudėtis, išsaugojimas ir veiksniai
Mineralogija ir organinių struktūrų išsaugojimo kokybė priklauso nuo kelių veiksnių:
- laidavimo greitis — greitas užpylimas ir izoliacija nuo deguonies dažnai lemia geresnį audinių išsaugojimą;
- kompakcijos laipsnis — aukštas suspaudimo laipsnis iki permineralizacijos gali pakeisti audinių struktūrą ir sumažinti išlikimą;
- lokalinė cheminė aplinka — pH, Ca–Mg koncentracijos ir sulfidų prieinamumas lemia, kurie mineralai perimineralizuos organiką;
- mikrobialinis irimo laipsnis prieš mineralizaciją — kuo mažiau organika suiro prieš mineralizaciją, tuo geriau išsaugomi smulkūs anatomijos požymiai.
Dažnai anglies rutuliukuose randamos puikiai išsaugotos augalų ląstelių sienelės, vamzdinės struktūros ir sporangių fragmentai, tačiau daugelyje pavyzdžių matomi ir įvairūs irimo bei suirimo požymiai.
Geografinė paplitimas ir geologinis amžius
Anglies rutuliukai žinomi Šiaurės Amerikos ir Eurazijos anglies kloduose; Šiaurės Amerikoje akmens anglies rutulių rasta daugiau nei Europoje. Seniausi pavyzdžiai aprašyti Vokietijoje ir buvusioje Čekoslovakijoje. Dauguma anglių rutuliukų yra siejami su vėlyvojo karbono (angl. Carboniferous) anglies horizontais, kai plėtojosi didžiulės „anglių miškų“ ekosistemos.
Tyrimo metodai ir mokslinė reikšmė
Paleobotanai ir geochemikai naudoja kelis metodus anglies rutuliukams tirti:
- mechaninis plokštelių paruošimas ir serial peel (acetato plėvelės) technika, leidžianti atskleisti sluoksnius ir daryti detalias linijines nuotraukas;
- petrogragfinės ploniosios sekcijos, skenuojantis elektrondispersinis mikroskopas (SEM) ir kompiuterinė tomografija (CT) — smulkios struktūros bei mineralų identifikavimui;
- geocheminės analizės (elementų koncentracijų, izotopų tyrimai) mineralizacijos ir aplinkos rekonstrukcijai.
Mokslinė anglių rutuliukų reikšmė didelė: jie suteikia tiesioginę informaciją apie praeities augalų anatomiją ir ekologiją, leidžia atkurti anglių klodų vegetacijos sudėtį ir aplinkos sąlygas prieš milijonus metų ir padeda suprasti, kaip vyksta organinės medžiagos perėjimas į uolienas bei jos konservacija.
Apibendrinant — anglių rutuliukai yra vertingi paleobotaniniai archyvai, kurių tyrimai padeda rekonstruoti senųjų anglių miškų ekosistemas, mineralizacijos procesus ir geochemines sąlygas, lėmusias organinės medžiagos išsaugojimą anglies kloduose.
Akmens anglių kamuolys
Seras Josephas Daltonas Hookeris, kuris kartu su Edwardu Williamu Binney'iu pirmasis pateikė ataskaitą apie anglies rutuliukus
Analizė
Plonas pjūvis buvo ankstyvoji procedūra, naudota analizuojant suakmenėjusią medžiagą, esančią anglių rutuliukuose. Kamuolys deimantiniu pjūklu buvo supjaustomas plonais pjūviais. Tada jis buvo suplotas ir nupoliruotas abrazyvu. Po to jis buvo tiriamas mikroskopu. Tokią procedūrą atliko Hukeris ir Binnis. Dėl laiko sąnaudų ir prastos gautų mėginių kokybės buvo pasirinktas patogesnis metodas.
Naujasis metodas, pirmą kartą panaudotas 1928 m., vadinamas "skysto lupimo metodu".
Susiję puslapiai
- Fossil
- Suakmenėjusi mediena
Klausimai ir atsakymai
Klausimas: Kas yra anglių kamuolys?
A: Anglies rutuliukas - tai permineralizuota gyvybės forma, kurios sudėtyje yra kalcio, magnio ir kartais geležies sulfido. Paprastai jie būna apvalios formos ir, nepaisant pavadinimo, nėra pagaminti iš anglies.
K: Kas atrado anglių kamuoliukus?
A: 1855 m. du anglų mokslininkai Josephas Daltonas Hookeris ir Edwardas Williamas Binney Anglijoje rado anglių kamuoliukus. Vėliau Marie Stopes ir D. M. S. Watsonas taip pat tyrė anglies kamuoliukų mėginius.
K: Kur galima rasti anglies rutuliukų?
A: Anglies rutuliukų galima rasti Šiaurės Amerikoje ir Eurazijoje, Šiaurės Amerikoje jų yra daugiau nei Europoje. Seniausi anglies rutuliai rasti Vokietijoje ir buvusioje Čekoslovakijoje.
K: Kaip išlikimo kokybė priklauso nuo laidojimo proceso?
A: Organinės medžiagos išlikimo kokybė priklauso nuo laidojimo proceso spartos ir suspaudimo laipsnio prieš permineralizaciją. Paprastai anglies rutuliukai, susidarę iš palaikų, kurie buvo palaidoti greitai, mažai suirę ir suspausti, yra geriau išsilaikę, palyginti su palaikų, kurie buvo palaidoti lėčiau arba daugiau suirę ir (arba) suspausti prieš permineralizaciją.
K: Kokios teorijos apie tai, kaip susiformuoja anglies rutuliukai, egzistuoja?
A.: Nuo tada, kai 1922 m. jie buvo pirmą kartą aptikti, buvo pasiūlytos kelios teorijos apie jų susidarymą; tačiau Marie Stopes ir DMS Watson sutiko, kad jiems susidaryti būtina sąveika su jūros aplinka, taip pat susidarymas "in situ".
Klausimas: Ką nustatė Sergejus Mamajus ir Elis Jochelsonas, tyrinėdami Šiaurės Amerikos anglies rutulius?
A: 1962 m. Sergius Mamay ir Ellis Yochelson, tirdami Šiaurės Amerikos anglių rutulius, rado jūrinių gyvūnų liekanų požymių.
Ieškoti