ฟอสซิลกลายเป็นหินคืออะไร?

ซากดึกดำบรรพ์ที่กลายเป็นหินเป็นผลมาจากการทำให้เป็นละออง ซึ่งเป็นการทดแทนสิ่งมีชีวิตที่เคยมีชีวิตด้วยแร่ธาตุ สารละลายที่มีซิลิเกต คาร์บอเนต เหล็ก หรือแร่ธาตุอื่นๆ จะซึมเข้าไปในช่องว่างและช่องว่างระหว่างเซลล์ ขั้นแรกจะหุ้มเซลล์และแทนที่เซลล์ด้วยตัวมันเองในที่สุด เมื่อเวลาผ่านไป แร่ธาตุจะเข้ามาแทนที่สารอินทรีย์ทั้งหมด ทำให้เกิดฟอสซิลที่กลายเป็นหิน

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ฟอสซิลกลายเป็นหินเกิดขึ้นเมื่อแร่ธาตุเข้ามาแทนที่โครงสร้างของสิ่งมีชีวิต กระบวนการนี้เรียกว่า permineralization เกิดขึ้นเมื่อน้ำใต้ดินอิ่มตัวซากพืชหรือสัตว์ที่ฝังอยู่ ในขณะที่น้ำระเหยแร่ธาตุจะยังคงอยู่ ในที่สุดก็จะเติมลงในช่องว่างที่เหลือในขณะที่สิ่งมีชีวิตค่อยๆ สลายตัว ฟอสซิลกลายเป็นหินส่วนใหญ่เกิดจากแร่ธาตุควอทซ์ แคลไซต์ หรือสารประกอบเหล็ก

การกลายเป็นหินเริ่มต้นด้วยการฝังพืชหรือวัสดุจากสัตว์อย่างรวดเร็ว การฝังศพทำให้อัตราการสลายตัวช้าลงพอที่จะทำให้เกิดการทดแทนได้ น้ำที่มีแร่ธาตุละลายอยู่จะไหลเวียนผ่านตะกอน เมื่อเวลาผ่านไป สารละลายที่อุดมด้วยแร่ธาตุเหล่านี้จะซึมเข้าสู่ซากศพที่ฝังและทำให้อิ่มตัว เมื่อน้ำระเหย แร่ธาตุก็ยังคงอยู่ แร่ธาตุที่ละลายในสารละลายจะตกผลึกระหว่างเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ในขณะที่เซลล์ค่อยๆ สลายตัว สารละลายจะเติมในช่องว่างที่ทิ้งไว้เบื้องหลัง ในที่สุดแร่ธาตุที่สะสมเข้ามาแทนที่สารอินทรีย์ทั้งหมด เปลือกหอย กระดูก และพืช โดยเฉพาะอย่างยิ่งต้นไม้ เหมาะสมอย่างยิ่งต่อการทำให้เกิดแร่ธาตุเนื่องจากโครงสร้างตามธรรมชาติของเซลล์จะคงรูปร่างไว้ในระหว่างการฝังและกระบวนการทดแทน

ฟอสซิลที่กลายเป็นหินส่วนใหญ่เกิดจากซิลิเกต คาร์บอเนตหรือเหล็ก ประเภทของวัสดุที่สะสมเป็นตัวกำหนดระดับของรายละเอียดในฟอสซิลที่เป็นผล เมื่อสารละลายซิลิกาเติมลงในโครงสร้างเซลล์ ผลึกคริสตัลไลน์ที่มีเม็ดละเอียดมากจะก่อตัวขึ้น ผลึกควอทซ์ด้วยกล้องจุลทรรศน์จะเข้ามาแทนที่วัสดุเซลล์ทีละนิด มักจะสร้างหินซ้ำกัน ของสิ่งมีชีวิตดั้งเดิม แม้แต่ในบางกรณีลงไปถึงการจำลองแบบละเอียดของโครงสร้างภายในของ เซลล์. สารละลายคาร์บอเนตยังสะสมเป็นผลึกเนื้อละเอียดที่เลียนแบบโครงสร้างเซลล์ดั้งเดิมของสิ่งมีชีวิต ผลึกจากสารละลายเหล็กมีแนวโน้มที่จะโตขึ้น โดยแสดงโครงสร้างหลักของสิ่งมีชีวิตแต่ไม่ได้แสดงรายละเอียดปลีกย่อย

สภาวะแวดล้อมเป็นตัวกำหนดชนิดของแร่ที่ทำให้ฟอสซิลกลายเป็นหิน น้ำที่อุดมด้วยซิลิกาจะเกิดขึ้นในพื้นที่ที่มีหินอัคนี เช่น หินแกรนิต หินบะซอลต์ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเถ้าภูเขาไฟ สารละลายคาร์บอเนตสามารถพัฒนาได้ในสภาพแวดล้อมทางทะเลและที่ไม่ใช่ทางทะเล แต่มักเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมทางทะเล เนื่องจากแคลเซียมคาร์บอเนตก่อตัวได้ง่ายกว่าในสภาพแวดล้อมทางทะเล สารละลายที่อุดมด้วยธาตุเหล็กต้องใช้กำมะถันเพื่อสร้างฟอสซิล ดังนั้นฟอสซิลที่เป็นเหล็กจึงมักเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมทางทะเล โดยมีตัวอย่างที่หายากกว่าที่พบในดินเหนียว

ฟอสซิลที่กลายเป็นหินที่รู้จักกันดีที่สุดอาจเป็นป่าที่กลายเป็นหิน ซากดึกดำบรรพ์เหล่านี้จำนวนมากยังคงรักษารูปลักษณ์ของต้นไม้ไว้มากจนสามารถระบุชนิดพันธุ์ดั้งเดิมและลักษณะการเจริญเติบโตได้ อย่างไรก็ตาม ต้นไม้ไม่ได้เป็นเพียงสิ่งมีชีวิตที่กลายเป็นหิน ตัวอย่างของซากดึกดำบรรพ์ ได้แก่ ฟอสซิลในทะเลลึกที่ทำจากโอปอล ซิลิกาอสัณฐาน และฟอสซิลบนบก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ฟอสซิลพืช ที่ทำจากเชิร์ต แจสเปอร์ และแร่ธาตุอื่นๆ กระดูกปลาวาฬกลายเป็นหินโดยแคลไซต์ ดอลลาร์ทรายกลายเป็นหินโดยผลึกแร่ไพไรต์เหล็ก ไข่ไดโนเสาร์ และแม้แต่มูลสัตว์โบราณที่เก็บรักษาไว้เป็นหินที่ถูกค้นพบทั่วโลก