Απολιθωμένο ξύλο κατέγραψε 300 εκατομμύρια χρόνια τεκτονικής ιστορίας της Ευρώπης
Το απολιθωμένο ξύλο μπορεί να διατηρήσει τη γεωλογική ιστορία ολόκληρων περιοχών που χρονολογείται τουλάχιστον 300 εκατομμύρια χρόνια πριν.
Στα βουνά Kyffhäuser της κεντρικής Γερμανίας, απολιθωμένο ξύλο - με τη μορφή απολιθωμένων κορμών δέντρων - έχει αναπαυθεί σε κοκκινωπό βράχο για ένα χρονικό διάστημα που είναι δύσκολο να το συγκρατήσει κανείς. Μερικά από αυτά φτάνουν σε μήκος έως και 20 μέτρα.
Οι άνθρωποι γνωρίζουν αυτά τα απολιθώματα τουλάχιστον από τον 18ο αιώνα. Σε όλο αυτό το διάστημα, θεωρούνταν όμορφα αξιοπερίεργα αντικείμενα, τίποτα περισσότερο.
Μια ομάδα με επικεφαλής τον γεωλόγο Δρ. Steffen Trümper ανέλυσε τα απολιθώματα στο Πανεπιστήμιο του Münster . Έδειξαν ότι αυτοί οι πέτρινοι κορμοί λειτουργούν σαν μια στοιβαγμένη καταγραφή του εδάφους πολύ πιο κάτω.
Με τη σωστή σειρά, ο χαλαζίας μέσα σε ένα μόνο κούτσουρο αποκαλύπτει την ιστορία μιας ολόκληρης περιοχής. Αυτή η ιστορία εκτείνεται σε εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.
Όπου φύτρωσε το ξύλο
Πριν από περίπου 300 εκατομμύρια χρόνια, αυτό το κομμάτι γης βρισκόταν κοντά στον ισημερινό στην υπερήπειρο Παγγαία. Τροπικά δάση αναπτύσσονταν εκεί σε ένα ζεστό κλίμα που διακόπτονταν από μακρές, ξηρές εποχές.
Τα δέντρα ήταν πρώιμοι συγγενείς των σημερινών κωνοφόρων, αλλά αυτή η ομάδα έχει εξαφανιστεί προ πολλού. Όταν οι πλημμύρες ξέσπασαν, παρέσυραν πεσμένους κορμούς στα κανάλια των ποταμών και τους έβαλαν κάτω από ιζήματα.
Το πέτρωμα υποδοχής είναι χρωματισμένο κόκκινο από οξείδια του σιδήρου. Αυτό το σκουριασμένο χρώμα είναι ένα αποτύπωμα θερμότητας και εποχιακής ξηρασίας.
Όλα αυτά συνέβησαν στη λεκάνη του Ζάαλε, η οποία συγκαταλέγεται στα παλαιότερα κομμάτια ενός τεράστιου συστήματος λεκανών κάτω από την κεντρική Ευρώπη. Ο βράχος εκεί εξακολουθεί να διατηρεί υπόγεια ύδατα και να υπόσχεται γεωθερμική ενέργεια σήμερα.
Κηλίδες και διατηρημένα κύτταρα
Μια εγκάρσια τομή σε έναν από αυτούς τους κορμούς δείχνει ένα παράξενο μοτίβο. Σκούρες, σαν μολύβι κολώνες διατρέχουν τον ανοιχτόχρωμο χαλαζία, μια εμφάνιση που οι παλιοί συλλέκτες ονόμαζαν pointstone.
Τα πραγματικά κελιά του ξύλου επιβιώνουν μόνο μέσα σε αυτές τις σκοτεινές κολώνες. Όλα γύρω τους είναι από κυβόλιθους χαλαζία που γέμισαν τα κενά πολύ αργότερα.
Για πολύ καιρό, αυτές οι ανομοιογενείς διατομές ξεγέλαζαν τους ανθρώπους κάνοντάς τους να βλέπουν μπερδεμένες ρίζες. Είναι στην πραγματικότητα τα κομμένα άκρα ενός διατηρημένου ξύλου, γεμάτα με εξαιρετικές ανατομικές λεπτομέρειες.
Ακόμα και ο αρχικός άνθρακας άφησε ένα ίχνος, το οποίο με την πάροδο του χρόνου μετατράπηκε σε γραφίτη. Αυτή η καμένη υπογραφή είναι ένας λόγος για τον οποίο η ομάδα μπόρεσε να διακρίνει την επένδυση από την αντικατάσταση.
Πώς ο χαλαζίας παγιδεύει στοιχεία
Η απολίθωση εδώ ενεργοποιούσε το πυρίτιο, την πρώτη ύλη του χαλαζία και της άμμου της παραλίας. Το διαλυμένο πυρίτιο εισχώρησε στο νεκρό ξύλο και προσκολλήθηκε σφιχτά στα τοιχώματα των κυψελών.
Στην αρχή, επένδυσε τις λεπτότερες δομές μέσα σε κάθε κύτταρο αντί να τις αντικαταστήσει εντελώς. Με την πάροδο του χρόνου, αυτό το μαλακό πυρίτιο στερεοποιήθηκε σε σκληρό χαλαζία.
Μεγάλο μέρος αυτού του πυριτίου προερχόταν από ηφαιστειακή τέφρα που είχε διαβρωθεί στο αρχαίο έδαφος. Καθώς η τέφρα διασπόταν, απελευθέρωνε το διαλυμένο πυρίτιο που απορροφήθηκε από το ξύλο.
Κάθε παρτίδα χαλαζία πάγωνε ένα στιγμιότυπο της στιγμής που σχηματιζόταν, διατηρώντας τη θερμοκρασία, την πίεση και τη χημεία του νερού γύρω της.
Πέντε γενιές πυριτίου
Οι κορμοί δεν μετατράπηκαν σε πέτρα σε ένα μόνο γεγονός. Η προσεκτική ανάλυση ανέλυσε πέντε ξεχωριστές γενιές πυριτίου, καθεμία από τις οποίες τοποθετήθηκε μετά την προηγούμενη.
Τα δύο πρώτα σχηματίστηκαν κοντά στην επιφάνεια και διατήρησαν τα κύτταρα του ξύλου άθικτα. Τα επόμενα τρία σχηματίστηκαν βαθιά στο υπέδαφος, όπου θερμά υγρά διέλυσαν το παλιό πυρίτιο και εξαφάνισαν τα κύτταρα.
Ένα από αυτά τα βαθιά στάδια ξέπλυνε τα απολιθώματα με κόκκινο αιματίτη. Ένα μεταγενέστερο άφησε πίσω του ωχρούς κρυστάλλους του ορυκτού βαρύτη.
Συνολικά, το θαμμένο αρχείο καλύπτει 200 εκατομμύρια χρόνια, από τα τέλη του Λιθανθρακοφόρου έως την Πρώιμη Κρητιδική Περίοδο. Κανένα απολιθωμένο ξύλο δεν είχε δείξει ποτέ μια σειρά σταδίων τόσο μεγάλης διάρκειας.
Κοντινό πλάνο ενός δείγματος απολιθωμένου ξύλου σε τομή από το Kyffhäuser με οριζόντια διάμετρο περίπου 20 εκατοστών. Οι λευκές-γκρι κηλίδες είναι διαφορετικές γενιές ανοιχτού και σκούρου χαλαζία.Από: Steffen Trümper.
Θαμμένο βαθιά και ζεστό
Η ομάδα βασίστηκε σε μικροσκοπικές θήκες αρχαίου υγρού σφραγισμένες μέσα στον αναπτυσσόμενο χαλαζία. Κάθε θήκη περιείχε νερό από την ακριβή στιγμή που μεγάλωσε ο κρύσταλλός της.
«Τα μικροσκοπικά υγρά που περιέχονται στον χαλαζία ήταν ιδιαίτερα αποκαλυπτικά, καθώς διατηρούν πληροφορίες σχετικά με τις ακριβείς συνθήκες κατά την ανάπτυξη των κρυστάλλων», εξήγησε ο Δρ. Steffen Trümper.
Αυτές οι παγιδευμένες σταγόνες έδειξαν ότι τμήματα του ξύλου κάποτε βρίσκονταν σε βάθος μεταξύ 3 και 5 χιλιομέτρων υπόγεια. Σε αυτό το βάθος, ο περιβάλλοντας βράχος έφτανε σε θερμοκρασία μεταξύ 160 και 240 ° C .
Το ξύλο βυθίστηκε σε εκείνον τον κλίβανο και αργότερα επέστρεψε στην επιφάνεια. Ο χαλαζίας του διατήρησε κάθε ένδειξη από το ταξίδι.
Πώς κινήθηκε η λεκάνη
Τα τρία βαθιά στάδια κάνουν περισσότερα από το να σβήνουν τα κύτταρα. Κάθε ένα σηματοδοτεί ένα σημείο καμπής στη ζωή της λεκάνης από κάτω.
Το πρώτο βαθύ φαινόμενο ευθυγραμμίζεται με έναν παλμό θερμότητας καθώς ο φλοιός χαλάρωσε μετά την οικοδόμηση του βουνού. Αλμυρά υγρά ανέβηκαν από το υπόγειο και άρχισαν να αντικαθιστούν το ξύλο.
Το βαθύτερο και πιο ζεστό στάδιο ήταν η μέγιστη ταφή, όταν οι κορμοί κάθονταν μίλια βαθιά στο βυθιζόμενο έδαφος. Το τελευταίο στάδιο έφτανε καθώς ολόκληρη η περιοχή ανασηκωνόταν και γύριζε από την ανάποδη.
Στην πραγματικότητα, ο χαλαζίας καταγράφει έναν αργό ρυθμό βύθισης και ανόδου. Αυτός ο ρυθμός ταιριάζει με την ευρύτερη τεκτονική ιστορία που έχει γραφτεί σε όλη την κεντρική Ευρώπη.
Τι σημαίνει αυτό αλλού
«Είναι εκπληκτικό το γεγονός ότι ένα απολίθωμα, συχνά όχι μεγαλύτερο από την παλάμη ενός χεριού, συμπυκνώνει τη γεωλογική ιστορία μιας ολόκληρης περιοχής που εκτείνεται σε εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια», δήλωσε ο Δρ. Steffen Trümper.
Τα περισσότερα από αυτά τα κούτσουρα μοιάζουν με γυαλισμένη πέτρα σε ένα ράφι. Η πραγματική τους αξία κρύβεται στα στοιβαγμένα στρώματα χαλαζία.
«Μια ακολουθία 5 σταδίων ορυκτοποίησης δεν έχει ποτέ πριν τεκμηριωθεί σε απολιθωμένο ξύλο», δήλωσε ο Δρ. Steffen Trümper.
«Καθώς το απολιθωμένο ξύλο εμφανίζεται σε πολλούς βραχώδεις σχηματισμούς παγκοσμίως, αυτό ανοίγει μια πολύτιμη πηγή πληροφοριών. Παρέχει στην επιστήμη ένα νέο εργαλείο για την παρακολούθηση της εξέλιξης των ηπείρων», δήλωσε ο Δρ. Steffen Trümper.
Δεν λειτουργούν όλα τα ορυκτά απολιθώματα
Δεν μπορούν όλα τα κομμάτια απολιθωμένου ξύλου να διαχειριστούν αυτό το κόλπο. Οι κορμοί Kyffhäuser λειτούργησαν επειδή τόσες πολλές ξεχωριστές φάσεις πυριτίου συσσωρεύτηκαν μέσα τους με την πάροδο του χρόνου.
Μερικά απολιθώματα σχηματίστηκαν σε μια γρήγορη έκρηξη και κράτησαν μόνο μια στιγμή. Σε μια κοντινή τοποθεσία με υπέροχη κυτταρική διατήρηση, οι ίδιες μέθοδοι χρονολόγησης δεν βρέθηκαν αποτελεσματικές.
Αυτό που ανατρέπει την ισορροπία είναι λιγότερο το μεγάλο τεκτονικό περιβάλλον και περισσότερο το κλίμα και οι συνθήκες κατά τη στιγμή της ταφής. Η σωστή ταφή μετατρέπει ένα συνηθισμένο ημερολόγιο σε ένα μακρύ, ευανάγνωστο ρολόι.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Scientific Reports .
Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα earth.com
περισσότερα,
Fossil wood cells recorded 300 million years of Europe’s tectonic history- Steffen Trümper, Matthias Franz, Graciela Sosa, Alfons van den Kerkhof, Armin Zeh, Michael Tatzel, Andreas Kronz, Kirsten Techmer, Tommaso Di Rocco, Andreas Pack & Ronny Rößler
https://www.earth.com/news/fossilized-wood-can-preserve-earth-geological-records-over-300-million-years/
https://www.earth.com/news/fossilized-wood-can-preserve-earth-geological-records-over-300-million-years/
