Hóa thạch và Biến đổi hậu chôn vùi

Sự hóa thạch bảo tồn các sinh vật thông qua các quá trình như khoáng hóa lấp đầy, tái kết tinh và khoáng hóa tự sinh xảy ra trong quá trình chôn vùi và biến đổi hậu chôn vùi.

Definition

Hóa thạch là tập hợp các quá trình bảo tồn các di cốt hữu cơ trong đá, và biến đổi hậu chôn vùi là sự thay đổi hóa học và vật lý của trầm tích và di cốt sau khi chôn vùi, thường đóng vai trò trung gian trong việc bảo tồn.

Scope

Chủ đề này bao gồm các con đường vật lý và hóa học của sự hóa thạch, bao gồm khoáng hóa lấp đầy, thay thế, tái kết tinh, khuôn và đúc, cacbon hóa, và khoáng hóa tự sinh, cũng như cách biến đổi hậu chôn vùi làm thay đổi vật liệu xương và mô mềm ban đầu.

Core questions

• Các con đường hóa học chính của sự hóa thạch là gì?
• Khoáng hóa tự sinh bảo tồn mô mềm như thế nào?
• Biến đổi hậu chôn vùi làm thay đổi khoáng vật học và hóa học xương ban đầu như thế nào?
• Tại sao một số môi trường lại hóa thạch di cốt tốt hơn nhiều so với những môi trường khác?

Key concepts

• Khoáng hóa lấp đầy và thay thế
• Khoáng hóa tự sinh
• Khuôn, đúc và cacbon hóa
• Tái kết tinh hậu chôn vùi

Key theories

Cuộc đua phân hủy-khoáng hóa

Sự bảo tồn đặc biệt của mô mềm phụ thuộc vào khoáng hóa tự sinh sớm vượt qua sự phân hủy của vi khuẩn, thường thông qua photphat, pyrit hoặc cacbonat.

Biến đổi hậu chôn vùi của bộ xương

Bộ xương aragonit và canxit giàu magiê ban đầu thường tái kết tinh trong quá trình biến đổi hậu chôn vùi, làm thay đổi cấu trúc vi mô và tín hiệu địa hóa.

Mechanisms

Sự hóa thạch diễn ra thông qua các con đường tương tác. Các bộ phận cứng có thể được bảo tồn bằng cách khoáng hóa lấp đầy, trong đó các không gian lỗ rỗng được lấp đầy bằng khoáng chất, hoặc bằng cách thay thế và tái kết tinh làm thay đổi khoáng chất ban đầu trong khi vẫn giữ nguyên hình dạng. Các mô mềm được bảo tồn chủ yếu khi các khoáng chất tự sinh ban đầu như canxi photphat, pyrit hoặc cacbonat kết tủa trên hoặc bên trong các mô đang phân hủy nhanh hơn vi khuẩn có thể phá hủy chúng. Biến đổi hậu chôn vùi sau này, được thúc đẩy bởi nhiệt độ chôn vùi, áp suất và chất lỏng lỗ rỗng, có thể tiếp tục làm thay đổi cả khoáng chất và dấu hiệu địa hóa của hóa thạch.

Clinical relevance

Hiểu biết về hóa thạch và biến đổi hậu chôn vùi là điều cần thiết để giải thích hóa học và cấu trúc vi mô của hóa thạch, bao gồm các chỉ số đồng vị và nguyên tố vi lượng, và để nhận biết khi nào tín hiệu sinh học ban đầu của hóa thạch đã bị biến đổi sau này làm lu mờ.

History

Việc phân loại các phương thức hóa thạch có từ thời cổ sinh vật học ban đầu, nhưng công trình thực nghiệm và địa hóa học vào cuối thế kỷ XX, đặc biệt là về khoáng hóa mô mềm, đã biến nó thành một khoa học cơ chế về sự bảo tồn.

Debates

Giới hạn của sự bảo tồn phân tử sinh học ban đầu

Việc liệu protein hoặc các phân tử sinh học khác có thể tồn tại qua thời gian sâu xa hay không và bằng cách nào vẫn còn gây tranh cãi và đòi hỏi phương pháp luận chặt chẽ.

Key figures

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

Seminal works

• briggs2003
• allison2011

Frequently asked questions

Xương và vỏ biến thành đá như thế nào?

Các khoáng chất được nước ngầm mang theo lấp đầy các không gian lỗ rỗng hoặc thay thế vật liệu ban đầu trong một quá trình gọi là khoáng hóa lấp đầy, làm cứng và bảo tồn di cốt.

Làm thế nào mà mô mềm có thể hóa thạch được?

Khi các khoáng chất kết tủa xung quanh hoặc bên trong các mô rất nhanh sau khi chết, chúng có thể bảo tồn các bộ phận mềm trước khi sự phân hủy phá hủy chúng.