Fossilisierung und Diagenese

Die Fossilisierung konserviert Organismen durch Prozesse wie Permineralisation, Rekristallisation und authigene Mineralisation, die während der Einbettung und Diagenese wirken.

Definition

Fossilisierung ist die Gesamtheit der Prozesse, die organische Überreste in Gestein konservieren, und Diagenese ist die chemische und physikalische Veränderung von Sedimenten und Überresten nach der Einbettung, die oft die Konservierung vermittelt.

Scope

Dieses Thema behandelt die physikalischen und chemischen Wege der Fossilisierung, einschließlich Permineralisation, Verdrängung, Rekristallisation, Hohlformen und Ausgüsse, Karbonisierung und authigene Mineralisation, und wie diagenetische Veränderungen ursprüngliche Skelett- und Weichteilmaterialien modifizieren.

Core questions

• Was sind die wichtigsten chemischen Wege der Fossilisierung?
• Wie konserviert authigene Mineralisation Weichteile?
• Wie verändert die Diagenese die ursprüngliche Skelettmineralogie und -chemie?
• Warum fossilisieren einige Umgebungen Überreste weitaus besser als andere?

Key concepts

• Permineralisation und Verdrängung
• Authigene Mineralisation
• Hohlformen, Ausgüsse und Karbonisierung
• Diagenetische Rekristallisation

Key theories

Verfall-Mineralisations-Wettlauf

Die außergewöhnliche Konservierung von Weichteilen hängt davon ab, dass die frühe authigene Mineralisation den mikrobiellen Verfall übertrifft, oft durch Phosphat, Pyrit oder Karbonat.

Diagenetische Veränderung von Skeletten

Ursprüngliche Aragonit- und magnesiumreiche Kalzit-Skelette rekristallisieren während der Diagenese häufig, wodurch Mikrostruktur und geochemische Signale verändert werden.

Mechanisms

Die Fossilisierung verläuft über interagierende Wege. Hartteile können durch Permineralisation konserviert werden, wobei Porenräume mit Mineralien gefüllt werden, oder durch Verdrängung und Rekristallisation, die das ursprüngliche Mineral verändern, während die Form erhalten bleibt. Weichteile werden hauptsächlich konserviert, wenn frühe authigene Mineralien wie Kalziumphosphat, Pyrit oder Karbonat auf oder in verrottenden Geweben schneller ausfallen, als Mikroben sie zerstören können. Spätere Diagenese, angetrieben durch Einbettungstemperatur, Druck und Porenflüssigkeiten, kann sowohl die Mineralien als auch die geochemischen Signaturen von Fossilien weiter verändern.

Clinical relevance

Das Verständnis von Fossilisierung und Diagenese ist essenziell für die Interpretation der Fossilchemie und -mikrostruktur, einschließlich Isotopen- und Spurenelement-Proxies, und für die Erkennung, wann das ursprüngliche biologische Signal eines Fossils durch spätere Veränderungen überprägt wurde.

History

Die Klassifizierung von Fossilisationsmodi reicht bis in die frühe Paläontologie zurück, doch experimentelle und geochemische Arbeiten im späten zwanzigsten Jahrhundert, insbesondere zur Weichteilmineralisation, wandelten sie in eine mechanistische Wissenschaft der Konservierung um.

Debates

Grenzen der ursprünglichen Biomolekülkonservierung

Ob und wie ursprüngliche Proteine oder andere Biomoleküle über lange Zeiträume überleben können, bleibt umstritten und methodisch anspruchsvoll.

Key figures

• Derek E. G. Briggs
• Peter A. Allison
• David J. Bottjer

Seminal works

• briggs2003
• allison2011

Frequently asked questions

Wie werden Knochen und Muscheln zu Stein?

Von Grundwasser mitgeführte Mineralien füllen Porenräume oder ersetzen ursprüngliches Material in einem Prozess, der Permineralisation genannt wird, wodurch die Überreste verhärtet und konserviert werden.

Wie können Weichteile überhaupt fossiliert werden?

Wenn Mineralien sehr schnell nach dem Tod um oder in Geweben ausfallen, können sie Weichteile konservieren, bevor der Verfall sie zerstört.