Forstenede fossiler skyldes permineralisering, erstatning af en gang levende substans med mineraler. Opløsninger indeholdende silicater, karbonater, jern eller andre mineraler siver ind i hullerne og mellemrummene mellem cellerne, der først omslutter cellerne og til sidst erstatter cellerne selv. Over tid erstatter mineraler det organiske materiale fuldstændigt og skaber en forstenet fossil.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Forstenede fossiler dannes, når mineraler erstatter strukturen i en organisme. Denne proces kaldes permineralisering, når grundvandsløsninger mætter resterne af nedgravede planter eller dyr. Når vandet fordamper, forbliver mineralerne og til sidst udfylder de rum, der er tilbage, når organismen langsomt henfalder. De fleste forstenede fossiler dannes af kvartsmineraler, calcit eller jernforbindelser.
Drejning til sten
Forstenende begynder med hurtig nedgravning af plante- eller dyremateriale. Begravelse nedsætter nedbrydningshastigheden nok til, at udskiftningen kan ske. Vand indeholdende opløste mineraler cirkulerer gennem sedimenterne. Over tid siver disse mineralrige opløsninger ind i og mætter de nedgravede rester. Når vandet fordamper, forbliver mineralerne. De opløste mineraler i opløsningen krystalliserer mellem cellerne i organismen. Når cellerne langsomt henfalder, udfylder opløsningen de huller, der er efterladt. Til sidst erstatter de deponerede mineraler alt det organiske materiale. Skaller, knogler og planter, især træer, er særligt velegnede til permineralisering, fordi cellernes naturlige strukturer opretholder deres form under begravelse og udskiftningsprocessen.
Mineraler kopierer livet
De fleste forstenede fossiler dannes fra silicater, carbonater eller jern. Den type materiale, der er deponeret, bestemmer detaljeringsniveauet i den resulterende fossil. Når silicaopløsninger udfylder cellestrukturen, dannes der ekstremt finkornet kryptokrystallinsk kvarts. De mikroskopiske kvartskrystaller erstatter cellematerialet bit for bit og skaber ofte et duplikat i sten af den oprindelige organisme, selv i nogle tilfælde ned til detaljeret replikering af den indre struktur af celler. Carbonatopløsninger deponeres også som meget finkornede krystaller, der efterligner organismenes originale cellestrukturer. Krystallerne fra jernopløsninger har tendens til at vokse sig større og viser organismernes hovedstrukturer, men ikke de finere detaljer.
Fossilers mineralogi
Miljøforhold bestemmer den type mineral, der forstener fossiler. Silica-beriget vand udvikler sig i områder med vulkanske klipper som granitter, basalter og især vulkansk aske. Carbonatløsninger kan udvikles i marine og ikke-marine miljøer, men de forekommer oftest i marine miljøer, fordi calciumcarbonat dannes lettere i marine miljøer. Jernrige løsninger kræver svovl for at danne fossiler, så jernforstenede fossiler forekommer oftest i havmiljøer, med nogle sjældnere eksempler, der findes i ler.
Forstenet liv
De bedst kendte forstenede fossiler kan være forstenede skove. Mange af disse fossiler bevarer så meget af træernes udseende, at de oprindelige arter og vækstvaner kan identificeres. Træer er dog ikke det eneste forstenede liv. Eksempler på kiselholdige fossiler inkluderer havhavsfossiler lavet af opal, et amorf silica og jordbaserede fossiler, især plantefossiler, lavet af kirsebær, jaspis og andre kiselholdige mineraler. Hvalben er forstenet af calcit, sanddollar, der er forstenet af jernpyritkrystaller, dinosauræg og endda ældgamle, der er bevaret som sten, er fundet over hele verden.