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.