Сбор и изучение окаменелостей

Обычно после отмирания большинство организмов на суше при свободном доступе воздуха подвергаются разложению, полностью разрушаются и исчезают бесследно. Однако при определенных условиях разложение могут заменить иные процессы — обугливание, окаменение, замораживание, сохранение в биологически инертных веществах (во льду, асфальте, янтаре).

По сохранности выделяют 4 типа органических остатков:

1) малоизмененные; полностью сохраняются как устойчивые органические образования (пыльца, споры, кутикулы растений, мумии, животные, погребенные в вечной мерзлоте, асфальте и янтаре, рис. 5.13) либо сохраняются их неизмененные скелеты (кремневые, кальцитовые, арагонитовые и др.);

2) сильноизмененные, минеральное вещество- кремнезем, кальцит, арагонит, окислы железа — замещает органическое, образуя псевдоморфозы (известны кремневые псевдоморфозы деревьев, на срезах которых наблюдаются даже детали внутреннего строения), либо замещает скелетные образования (например, карбонатные раковинки часто замещаются пиритом, кремнеземом, стронцианитом, кости позвоночных — карбонатами, фосфатами, рис 5.14 и 5.15);

3) ядра и отпечатки; образуются когда минеральный материал (ил, глин и пр.) при разложении мягких тканей заполняет внутреннюю часть организма, например, моллюска; после растворения самой раковины этот минерал остается в форме окаменевшего внутреннего ядра; иногда образуется слепок вокруг раковины—внешнее ядро (в ископаемом состоянии часто сохраняются отпечатка раковин, листьев, тканей, медуз, насекомых и пр., рис. 5.13 -5.17);

 

Рисунок 5.13 – Янтарь с включением насекомых

 

 

Рисунок 6.14 - Аммонит	Рисунок 6.15 - Трилобит

 

4) следы жизнедеятельности; организмов (передвижения наземных позвоночных, червей, моллюсков, членистоногих и др., сверления и зарывания червей, моллюсков и т. д.).

Среди всех осадков наиболее богаты окаменелостями морские отложения, образовавшиеся в верхней подзоне шельфа (на глубине 20—50 м). Континентальные отложения, как правило, бедны окаменелостями. В метаморфических толщах окаменелости встречаются очень редко, да и в плохом состоянии. Но именно ввиду этого находки любых ископаемых организмов здесь представляют особый интерес.

 

 

Рисунок 5.16 - Археоптерикс считается промежуточной ступенью между рептилией и птицей. У этого существа был длинный хвост, зубы и скелет пресмыкающегося, но при этом уже образовались и перья. Крылья старожила нашей планеты южноамериканского гоацина вооружены острыми когтями, унаследованными от предков-рептилий.

 

Лучше всего органические остатки сохраняются в мергелях, глинистых известняках, в известковистых и глауконитовых песчаниках, мелкозернистых глинистых песчаниках, глинах и глинистых сланцах. Особенно богаты ископаемой фауной коралловые, мшанковые, губковые, лилиевые известняки, раковинные-банки, а также глинистые и известковые прослои среди песчаниковой толщи, глинисто-углистые сланцы (последние часто содержат ископаемые остатки, представляющие большой интерес для изучения эволюции органического мира, — нежные отпечатки растений, насекомых, птиц, рыб и т. д., рис. 5.17). В грубообломочных отложениях литорали встречаются наиболее крупные, крепкие и толстые раковины животных, обитавших в литорали, а также клети и стволы окаменелой древесины. Работа с окаменелостями на обнажении начинается с тщательного изучения взаимоотношения их с вмещающими породами и друг с другом. Вначале производятся простейшие наблюдения с целью выяснения среды обитания древних организмов и их образа жизни: дается общая характеристика ископаемых остатков, подсчитывается процентное содержание различных групп организмов по всей толще и в отдельных слоях; определяется обилие остатков (количество на единицу объема, например на 1 дм³); изучается степень сохранности органических остатков, раздроблены ли раковины до переноса, до отложения или во время окаменения; устанавливается ориентировка створок раковин (одинаковая, беспорядочная). Изучается характер приуроченности отдельных групп ископаемых организмов к определенным типам осадков. Это позволяет уточнить фациальную обстановку того времени. Кроме этого, интересно изучить конкретные взаимоотношения между отдельными группами организмов, изменчивость форм и ее зависимость от среды обитания, выпадение одних форм при изменении среды обитания и одновременное выживание и изменение других, конвергенция в строении разных организмов, обитающих в сходной среде, миграции организмов и их причины.

 

 

Рисунок 5.17 - Эта древняя рыба - луна жила

в юрском периоде.

 

Выделяют два типа захоронений: автохтонное (остатки организмов погребены на месте их обитания) и аллохтонное (перенесены к месту погребения водой, ветром или льдом). При автохтонном захоронении скелеты либо сохраняются полностью, либо разрушаются, но при этом на месте сохраняются обломки; при аллохтонном — встречаются только части скелетов. Известны случаи вторичного переотложения органических остатков в результате размыва более древних пород. В связи с этим возможны ошибки в определении возраста. Особенно широко наблюдаются случаи вторичного переотложения спор, пыльцы, конодонтов.

Надо иметь в виду, что условия, в которых находятся организмы во время гибели и после нее, часто не совпадают с условиями, в которых они обитали (обычно это смесь автохтонных и аллохтонных организмов), поэтому такие скопления являются уже не палеобиоценозами (совокупность древних организмов, населяющих однородный участок биосферы), а лишь ориктоценозами (от греч.— ископаемое) — сообществами окаменелостей. На определение геологического возраста вмещающих пород это не влияет (все организмы в сообществе примерно одновозрастны), но при расшифровке физико-географических условий данное обстоятельство надо учитывать. Наиболее точное определение условий обитания организмов может быть получено путем анализа комплекса автохтонных ископаемых форм, т. е. палеобиоценозов (ориктоценоз минус случайные формы).

После изучения в обнажении окаменелостей их обязательно отбирают, снабжают этикетками и упаковывают. Кроме отпечатков, сохраняют и противоотпечатки. Образцы, содержащие много окаменелостей, отбирают целиком. Большой интерес представляют крупные плиты с ископаемыми остатками, на которых виден и способ захоронения, и характер распределения их в породе (указывается нижняя и верхняя части плиты, а также ориентировка ее по сторонам горизонта). При осмотре обнажений и их оснований обращается внимание на конкреции (которые обычно разбиваются), они могут содержать одиночные раковины, кости, скелеты мелких животных.

Органические остатки отыскивают и в керне буровых скважин: либо из древних глубоко расположенных отложений, либо при подводном бурении донных морских отложений. Особый интерес в этом случае представляют микроорганизмы.

Из твердой породы окаменелости осторожно выбирают с помощью зубила и молотка: вначале откалывают крупные обломки от скалы по трещинам. Затем ископаемые отделяют, пробив предварительно на расстоянии 2—4 см от его краев борозды, по которым косым ударом отбивают небольшой кусок с окаменелостью.

Из глин, суглинков, песков, лёссов и других рыхлых и мягких пород раковины вырезают вместе с породой. Сильно рыхлую породу (например, пески) при этом скрепляют, пропитывая различными клеями. Из остатков позвоночных животных наибольший интерес представляют кости конечностей, черепа, зубы. Они встречаются в «окаменевшем» виде, но чаще бывают слабыми. Для укрепления их пропитывают специальными составами, а затем осторожно упаковывают в ящики.

Остатки растений встречаются в отложениях, начиная с протерозоя в морских породах, где они представлены известковыми водорослями (шары, конусы, рифы); в отложениях фанерозоя они встречаются помимо морских и в континентальных (в бурых углях, углистых сланцах, глинах и торфяниках). Особый интерес представляют листья и стволы со структурой ткани. В тех случаях, когда упаковываются отпечатки растений и тонкостенные раковинки, их заворачивают отдельно.

Учетный номер на палеонтологический образец наносится следующим образом; небольшое поле образца (до 1—1,5 см²) закрашивается белой краской (лучше нитроэмалью), после высыхания которой тушью пишется его номер.

Препарировка и дальнейшая обработка окаменслостей производятся на базе по возвращении. При обработке коллекции особое внимание обращается на установление руководящих ископаемых. Нужно научиться определять хорошо распространенные формы, характерные для данного и соседних районов. Это касается организмов, где не требуется применения специальных методик, например при изучении кишечнополостных, моллюсков (двустворчатых, брюхоногих, головоногих), членистоногих, иглокожих. Изучение остальной фауны, флоры, микрофлоры, микрофауны требует особых лабораторных условий.

Заканчивая раздел, отметим, что и природе известны псевдофоссилии: наросты, конкреции, дендриты, очень похожие на настоящие ископаемые организмы, трудно различимые даже для специалиста — палеонтолога. При поисках древних окаменелостей это нужно всегда иметь в виду.