Noen fossiler er laget ved sammenpressing og avtrykk hvor biologisk materiale begraves i sedimenter med vann, sand eller silt. Flere lag sedimenter gjør at vannet presses ut, og sedimentene sementeres sammen. Det kan lages et avtrykk hvor alt organisk materiale er borte. Mineralisert vann trenger inn og erstatter det originale materiale og det kan felles ut salter. Erstatningsmaterialer kan være kalsiumkarbonat (CaCO3) som gir kalsitt. Jernoksider i vann gir limonitiserte, jernsulfid (FeS2) gir pyritiserte avtrykk, spesielt i områder med mye organisk materiale, jern og svovel. Silisium gir silifiserte avtrykk. En tynn karbonfilm med stabile karbonforbindelser kan bli igjen ved sammenpressing, men i avtrykk mangler karbonmateriale.
Petrifikering eller petrifaksjon (gr. petra – stein) og forsteining organisk materiale til fossiler eller petrifisert treverk. Først skjer er en diagenese hvor opprinnelige grunnstoffer blir erstattet med andre. I en permineralisering vil grunnvann med oppløste mineraler gjennomtrenge det biologiske materiale som erstattes med kvarts (silifisering), kalsitt (kalsifisering), apatit (kalsiumfosfat), sideritt (jernkarbonat), og pyrit (jernsulfid) ved pyritifisering. Dypere ned i jorden blir det presset sammen ved høyt trykk og temperatur og organisk materiale blir omdannet til kerogener og bitumen.
Kull er en samling omdannet planter og annet biologisk materiale fra store skoger i Karbon, dannet ved høyt trykk og temperatur uten tilgang på oksygen. Lite presset plantemateriale kalles lignitt (brunkull), og er en mellomting mellom kull og brenntorv, dannet vesentlig i Tertiær. De største trærne i karbonleiene fra Karbon var en kråkefotplante (Lepidodendron) med spiralformet plassering av bladarrene, samt calamitter (Calamites) som var treformete planter i slekt med sneller (Equisetum) og kunne bli opptil 20 meter høye. Sigillaria var et kråkefottre (lykofytt). Et annet vanlig tre som ga kulleier var cordaittene (Cordaites) som tilhørte en orden utdødde bartrær (Cordaitales) og kunne bli opptil 30 meter høye. Gigantopteris var klatrende. Kullballer ("coal balls") er kalkmasse med forsteinet myrmateriale og inneholder fossiler.
Fossil fra urfuglen (Archeaeopteryx lithographica) fra universitetet i Bologna, Italia.
Fossiler i kalkstein kan være permineralisert hvor organisk materiale finnes. Klorofyll kan nedbrytes til pristan og fytan som er stabile organiske molekyler og danne kjemiske fossiler. En stabil kutikula kan i fravær av oksygen gir et avtrykk. Uforandret plantemateriale og dyr kan være fanget i fossil harpiks (rav). Pollen ble bevart pga av stabil exine med sporopollenin.
Fossil skog i Arizona i USA ("The Petrified Forest") fra Trias 230 millioner år siden, er forsteinet skog av Calamites og Psaronius. Trærne ble dekket av vann, leire og sand og treverket har blitt erstattet av kisel i en forsteiningsprosess.
Skog kjent fra overgangen Devon til Karbon fra 395 til 290 millioner år siden. Karbondioksid, metan og vanndamp er viktige drivhusgasser som absorberer varmestråling utsendt fra jorda. Økt planteaktivitet ga reduksjon i konsentrasjonen av karbondioksid i atmosfæren og avkjøling. Kjemisk forvitring av silikater gir også forbruk av karbondioksid.
2CO2 + CaSiO4 → CaCO3 + SiO2 + CO2 +2H2O
Hvis forbruket av karbondioksid er større enn det som kommer fra vulkaner etc. minsker drivhuseffekten og det blir kjøligere
Organiske syrer fra plantene kunne gi økt forvitring. Enkelte steder finnes levende fossiler som har blitt igjen i refugier. Eksempler er urbløtdyret Neopilina i Stillehavet på 3000 m dyp, som man trodde var utdødd. Det samme gjaldt kvastfinnefisken Latimeria utenfor Madagaskar. Muslingen Trigonia var et vanlig fossil i Mesozoikum, ble seinere funnet utenfor Australia. Archimedes var en pigghud (blastoid), men finnes nå ved Timor og Indonesia.
Fossil fra Heggelia fossilfelt, Bærum, i sedimenter med kalkstein spiralformete blekksprutskall fra Silur (443- 416 millioner år før vår tid.
Fossil fra Heggelia fossilfelt, Bærum. Kammere i blekksprutskall
Fossil fra Heggelia fossilfelt, Bærum.
Fossil fra Heggelia fossilfelt, Bærum.
Fossil fra Heggelia fossilfelt, Bærum.
Fossiler fra Ordovicium fra Slemmestad fossilfelt
I Ordovicium lå størstedelen av Laurentia og Baltika sør for Ekvator, og det som ble Norge befant seg omtrent ved dagens Påskeøya.
Ammonitt (blekksprut) (Discoceras) fra havbunnen i Ordovicium. Slemmestad fossilfelt, Asker. Man tenker seg et rett blekksprutskall med kammere omdannet til mer kompakt spiralform.
Fossilt blkeespurtskall (Endoceras) fra Ordovicium. Slemmestad fossilfelt, Asker. Blekksprut har endret seg lite gjennom ca. 500 millioner år med evolusjon. De første hadde opprinnelig et rett skall e.g. slekten Lituites som levde i miten av Ordovicium og var en viktig gruppe predatorer. Under evolusjonen ble det rette skallet krummet til en spiral.
Fossil fra Orodvicium. Slemmestad fossilfelt, Asker.
Fossil fra Orodvicium, med omriss av fossilet vist foran. Slemmestad fossilfelt, Asker.
Den kaldedonske fjelllkjeden ble dannet for ca. 400 millioner år siden fra oppressing av havbunnskorpen i kollisjon i i den geologiske tidsperioden Ordovicium mellom Laurentia (Nord-Amerika) med Grønland og Baltika (Vest-Europa og Skandinavia). Ved sammenpressing av platene ble Lapetushavet mellom dem lukket. Den kaledonske fjellkjeden hadde imponerende høyde og utstrekning etter hvert slipt ned og ga avleiringer med grus av sand fraktet med elvevann. Navn etter Caledonia, det latinske navnet for Skottland. Den kaledonske fjellkjedefolding presset det gamle grunnfjellet nedover og havbunnskorpen oppover og ble liggende på toppen som et skyvedekke. Fjellkjeder blir dannet ved orogenese (gr. oros – berg; genesis – opprinnelse) i kollisjon mellom kontinentalplater og hvor de skyves over hverandre.Jotunheimen er rester av det et skyvedekke kalt Jotundekket med prekambriske bergarter. Lyngsalpene er rester av havbunnskopren som ble skjøvet opp.
Ved den kambriske eksplosjon og adaptiv radiasjon i Kambrium ble utviklet ved evolusjon en rekke forskjellige dyregrupper som levde i Jordens oldtidshav. I Kambrium , Ordovicium og Silur krydde det av forskjellige livsformer i havet.
Datering av fossiler
Datering av fossiler er viktig for å kunne lage en tidsrekke for livets utvikling på Jorden. Til radiometrisk datering av hendelser de siste ca. 50.000 år kan man bruke karbonisotopen 14-karbon, 14C, med halveringstid 5.730 år. For lengere tidsskalaer må man bruke naturlige radioaktive serier. F.eks. kan man bestemme hvor mye som finnes av uranisotopen 238-uran, 238U ,som en mornuklide og blydatternukliden 206-bly, 206Pb, (halveringstid t1/2=4.470 millioner år). Uranisotopen 235-uran, 235U, brytes ned til blyisotopen 207-bly, 207Pb, og thoriumisotopen 232 thorium, 232Th, brytes ned til 208-bly, 208Pb. Blyisotopen 204-bly, 204Pb, er stabil og kan brukes som referanse. Noen feilkilder er det bl.a. går alle naturlige radioaktive serier via radon (Rn) som lekker ut og derfor gir for lav verdi på aldersbestemmelsen. Overgangen fra kaliumisotopen 40-kalium, 40K, til argonisotopen 40-argon, 40Ar, har en halveringstid på 1.250 millioner år. Bruk av desintegrasjon av radioaktive isotoper gir en absolutt datering. Relativ datering plasserer hendelser som man er enige om i en skala fra ung til gammel.
14C-datering baserer seg på at kosmisk stråler som inneholder bl.a. protoner kolliderer med kjerner i atmosfæren og det slås løs nøytroner. Når nitrogen 14N mottar et nøytron og avgir et proton dannes den radioaktive isotopen 14C. Plantene tar opp radioaktiv karbondioksid (14CO2) som blir inkorporert i organiske forbindelser og føres over til primær og sekundær konsumenter. Innholdet av 14C er konstant så lenge organismen dør, men når den dør minsker innholdet ved β-desintegrasjon. Innholdet av 14CO2 i atmosfæren er ikke stabilt over tid, bl.a. økning fra atombombeprøver, men man kjenner til variasjonen og korrigerer for dette. Alderen bestemmes ut fra hvor mye 14C som er igjen i prøven.
Andre dateringsmetoder er indeksfossiler eller ledefossiler som man kjenner alderen til og som kan gi indikasjoner i hvilken geologisk tidsskala man befinner seg i (biostratigrafi). Slike sonefossiler bør ha levet bare noen millioner år. Fusulinider er en gruppe utdødde protister som har vært brukt til inndeling av Karbon. Luminiscensdatering baserer seg på at kvarts og feltspat har blitt utsatt for radioaktiv stråling (α, β, og γ) og kan brukes for datering med alter 1.000- 8 millioner år. I alt protein foreligger aminosyrene som L-aminosyrer. L- til D- racemerisering vil skje over tid og kan gi en indikasjon på hvilken tidsskala man befinner seg.
Graptolitter, størrelse her ca. 12 x 2 millimeter og formet som en løvsagblad. Levde i perioden fra Kambrium til Devon. Fra Slemmestad, Asker
De første forsøk på datering
Skapelsesberetningen i Bibelen, Jordens alder ca. 6000 år. Franske Buffon mente at jorda var en jernkule som ble avkjølt og mente den måtte være eldre enn 7.500 år. Hvor salt var vannet egentlig på den tiden ? Den irske geologen John Jolly forsøkte å beregne Jordens alder utfra at vannet opprinnelig var ferskvann og ble salt. Han antok at det ville ta ca. 100 millioner år før vannet ble så salt som det er nå. Vannet kom med kometer. Lord Kelvin forsøkte å beregne jordas alder ut fra avkjøling. Beregnet varmestrøm fra stein ca. 40 kalorier per år per kvadratcentimeter. Jordtemperaturen øker med dybden ca. 2 oC per 100 m. Lord Kelvin bestemte i 1897 alderen til jorda omkring 20-40 millioner år. Copes´regel om det er en generell tendens til at kroppsstørrelsen øker gjennom evolusjonen er omdiskutert.
TDeler av teksten er hentet fra Evolusjon
Litteratur
Wikipedia