Versteinerte Fossilien
In praktisch jedem Museum der Welt zu finden, gehören Fossilien zu den aufschlussreichsten natürlichen Artefakten der Erde und bieten ein umfassendes Fenster in die Urzeit. Sie sind überall zu finden; von häufigen Exemplaren wie Hai-Zähnen bis hin zu einigen der seltensten Beispiele geologischer Erhaltung, die dem Menschen bekannt sind: versteinerten Fossilien.
Grundlagen
Versteinerung, der Prozess, bei dem Exemplare versteinert werden, ist eine relativ seltene Methode der Fossilisierung. Wie die Permineralisation, ein häufigerer Prozess, verwandelt Versteinerung organisches Material in Stein. Im Gegensatz zur Permineralisation, bei der die porösen Räume in Knochen und organischer Materie mit Mineralien gefüllt werden, wird die gesamte Struktur des versteinerten Exemplars durch Mineralien ersetzt. Obwohl alle Organismen versteinert werden können, von Bakterien bis zu Wirbeltieren, sind die berühmtesten Beispiele normalerweise in Form von versteinertem Holz.
Versteintes Holz
Bei versteinertem Holz wurde alles oder fast alles organische Material durch Mineralien ersetzt, meist Quarz oder andere Arten von Kieselsäure, während gleichzeitig die Grundstruktur des Holzes intakt bleibt. Versteinerung findet unterirdisch statt, nachdem das Holz von Sedimenten begraben wurde. Grundwasser, das reich an Mineralien ist, fließt durch die Sedimente und lagert seine Mineralien in den Zellen des Holzes ab. Während die Zellulose und Lignin der Pflanze verrotten, bleiben die Mineralien an Ort und Stelle und bilden schließlich eine vollständige Form des Exemplars. Dieser Prozess kann in großem Maßstab auftreten, wobei Wälder von versteinertem Holz, bekannt als versteinerten Wälder, bekannt sind.
Färbung
Mehrere Elemente im Wasser, das zur Entstehung von versteinertem Holz beiträgt, spielen eine Rolle bei der Verleihung einzigartiger Farbgebungen und Muster an die Exemplare. Die Kieselsäure, aus der das Fossil besteht, ist an sich farblos, aber wenn das Quellwasser mit verschiedenen Elementen verunreinigt ist, fügt es Farbtöne hinzu. Kohlenstoff erzeugt Schwarz; Kobalt, Chrom und Kupfer erzeugen Grün oder Blau; Eisenoxide erzeugen Brauntöne, Rottöne und Gelbtöne; Mangan erzeugt Pink oder Orange; und Manganoxide erzeugen Schwarz oder Gelb.
Künstliche Versteinerung
Der Prozess der Versteinerung wurde erfolgreich in Laboren simuliert und demonstriert. Kleine Kiefernwürfel werden 48 Stunden lang in einem Säurebad eingelegt, danach werden sie in einer Kieselsäurelösung eingelegt und schließlich bei einer Temperatur von 1.400 Grad Celsius in einer Argonatmosphäre gebacken. Der Prozess führt zu Siliziumkarbid-Versteinerung. Er kann mit einem ähnlichen Ergebnis wiederholt werden, indem Wolfram anstelle von Kieselsäure verwendet wird, was zu Wolframkarbid-Versteinerung führt.
Rhynie Chert
In Schottland gefunden, ist der Rhynie-Chert eines der berühmtesten Beispiele großflächiger Versteinerung der Welt. Er enthält zahlreiche Beispiele fossilisierter Pflanzen-, Pilz-, Flechten- und Tierleben, die etwa 410 Millionen Jahre alt sind und ihn in das frühe Devon datieren. Diese Formation ist so gut fossilisiert, dass selbst mikroskopische Details wie Zellwände deutlich sichtbar sind.