evoluciji biosfere vjerodostojna? ili tranzicija iz ... · pdf fileprimjer “bog people...
Post on 01-Feb-2018
231 Views
Preview:
TRANSCRIPT
TAFONOMIJA ILI FORENZIČNA PALEONTOLOGIJA
Ili koliko je “priča” ispričana fosilima o evoluciji biosfere vjerodostojna? Ili Tranzicija iz biosfere u litosferu
1
Definicija: znanost o promjenama na ostatku organizma od uginuća do pronalaska fosila
grč. Taphos = smrt/ukopavanje grč. Nomos = zakon
2
!!!!
Brzo taloženje
zatrpavanje
Što je tafonomija?
3
Priča koja počinje ovako…
Nakon godina Slika je ova, ako se Nešto ne dogodi!
4
A, uz malo “sreće” i puno, puno godina
5
Biocenoza
Tanatocenoza
Tafocenoza
Ključno pitanje: odrediti tzv. Indeks vjerodostojnosti ili Fidelity index
6
Tafonomski procesi se dijele na:
Nekroliza (ili kako smo uginuli? Ugibanje i Truljenje)
Biostratonomija (ili biološko i
sedimentološko međudjelovanje. Sedimentacijska povijest fosila)
Dijageneza (ili kemijsko i
mehaničke promjene ostatka u sedimentu)
7
Truljenje Post-mortem transport
zatrpavanje u sediment kompakcija
8
Truljenje (Nekroliza)
Djelovanjem bakterija i gljiva na ostatke organizama, organska se tvar mijenja
Ovisi o: (1) količini kisika; (2) vrsti organske tvari; (3) temperaturi i pH
Efekti tuljenja: promjena hidrodinamičkih svojstava ostatka
9
Truljenje može biti spriječeno?
Kiseli okoliši
Primjer “Bog people ili Bog bodies”
10
Čvrsti skelet
Činjenice:
(1) 60% organizama su bez skeleta u plitkomorskom području;
(2) 40% sa skeletom;
(3) 7-70% sa skeletom se fosilno sačuva.
Koliko se organizama fosilno sačuva?
11
Uzorak dna površine ¼ m2 (pučina Japana)
½ m
½ m
•197 jedinki školjkaša (~ 200) • prosječno žive = 2 godine, što znači……… •1000 praznih ljuštura u 10 godina •100,000,000 praznih ljuštura za 106 godina •Slijed ljuštura 1000 m visok ako je sloj debeo 1 cm sadrži 1000 ljuštura (stvarna debljina je ~320 m/106 godina)
12
Čvrsti skelet
Otpornost skeleta ovisi o: (1) mineralnom sastavu skeleta; (2) internoj strukturi; (3) količini organske tvari; (4) formi skeleta (5 tipova skeleta!).
Mineralni sastav: kalcit, aragonit, Magnezijski kalcit, kvarc i fosfati
+ elementi u tragovima (Mn, Cd, Sr)
13
SLUČAJ PRVI: OSTATAK NIJE ODMAH ZATRPAN
Ostatka je izložen brojnim procesima
14
Destrukcija (Biostratonomija 1)
Mehanička, biološka i kemijska
Mehanička: strujama, valovima i transportom u suspenzijama
Biološka: grabežljivci, strvinari, bioerozija (spužve, bakterija, školjkaši, crvi i gljive) i bioturbacija
Kemijska: otapanje i korozija
15
Mehanička destrukcija
Raščlanjivanje složenog (člankovitog) skeleta
16
Mehanička destrukcija: Fragmentacija
Fragmentacija (mehanička i biološka) ovisi o: (1) duljini izloženosti; (2) mineralnom sastavu; (3) obliku; (4) internoj strukturi; (5) debljini skeleta; (6) količini organske tvari
17
Mehanička destrukcija: Fragmentacija
18
Mehanička destrukcija: Abrazija
(1) jačina energije;
(2) trajanje;
(3) veličina abradiva
19
Biološka destrukcija: Bioerozija
Definicija: “Erozija prirodnim sredstvima” (Neumann, 1966)
Bioerozija obuhvaća: ubušivanja, u podlogu, struganje (scraping) čvrste podloge
Čvrsta podloga: drvo, ljušture školjaka, stjenovita podloga, svježe cementirani vapnenci
20
Bioerozija: organizmi
Školjkaši (Bivalvia)
Spužve (Porifera)
Crvi (Annelida)
Rakovi (Cruastacea)
Ribe (Pisces)
Bodljikaši (Echinodermata)
21
prema Scoffin (1972)
22
Školjkaši
23
Najstarije ubušivanje
24
Spužve
25
Bioerozija: organizmi
Crvi (Annelida)
26
Bioerozija: organizmi
Ribe (Pisces) Rakovi (Cruastacea)
27
Površina vapnenca koju su pojeli ježinci
28
Rezultati bioerozije?
Stvaranje sitnozrnatog sedimenta
Važan u C ciklusu
Oblikuje reljef vapnenačkih obala:
spori proces (reduciranje podloge 2 do 15 mm na godinu u tropima). Za milijune godine promijenit će reljef.
Koriste se za otkrivanje promjena obalne linije
29
Kemijska destrukcija
Korozija i otapanje
Zašto dolazi do ovih procesa?
Gdje se događaju ovi procesi?
30
Otapanja
Zbivaju se u sedimentu ili na kontaktu sediment/voda
Pravilo otapanja: različiti skeletni materijali imaju različitu stabilnost u različitim sredinama taloženja (1) u kiselim okolišima aragonit < kalcit, kvarc i apatit su stabilni; (2) bazična sredina kvarc je nestabilan.
31
Kućice gastropoda su otopljene i djelomično ispunjene kalcitom
32
Otpornost na otapanje
opaline
silicaaragonite
hi-Mg
calcite
low-Mg
calcite
apatite
(CaPO4)organic
most oysters
tabulates
rugosans
scleractinians
?? ??
fossil groups
<-- low stability high stability -->
calcareous forams
mollusks
diatoms
cnidarians
brachiopods
bryozoa
arthropods
pollen/spores
radiolarians
calcareous algae
echinoderms
stromatoporoids
dinoflagellates
sponges
graptolites
conodonts
vertebrates
33
Transport (Biostratonomija 2)
Nakon uginuća post-mortem Malo fosila in-situ Neki fosili ne mogu biti sačuvani u tzv.
položaju rasta
34
Transport - taloženje
Brzina ovisi o:
1. Hidrodinamičkim osobina medija koji nosi ostatak
2.Osobinama ostatka (oblik, veličina, gustoća….)
35
Orijentacija fosila ukazuje na transport
Kućice nautilida Orthoceras (duže osi paralelne) ukazuju na smjer struje (jednomodalna orijentacija)
Konveksna strana gore s vrhovi bi-modalno orijentiranim (bimodalne struje = valovi)
36
Transport (Biostratonomija 2)
Hidrodinamički različiti dijelovi skeleta imaju različit transport u istom sredstvu (zubi: kosti)
Ostaci sesilnih organizma nisu transportirani daleko od mjesta uginuća
37
Kako prepoznati transport?
“Fosil uljez”
Tragovi razbijanja i raščlanjivanja
Sortiranje: prema veličini ili obliku
Orijentacija: izduženi fosili paralelni sa strujama SMJER PALEOTEČENJA
Orijentacija: ljušture gore/dolje konveksna strana
38
IMBRIKACIJA – jedan smjer transporta, jednomodalni (unimodal) raspored
39
VERTIKALNO NAGOMILAVANJE – oscilirajuće struje (valovi), bimodalni raspored
40
Zatrpavanje
Obično je sporo i postepeno sljedovi zajednica Tafocenoza
Brzo zatrpavanje izazvano turbiditnim tokovima, olujama ili vulkanskim erupcijama cjelovita zajednica ili tanatocenoza
41
Zatrpavanje, kraj “mukama”?
Što se zbiva sa skeletom u pijescima, što u karbonatnim sedimentima, a što u muljevima?
Cementacija
Što u muljevitim podlogama?
Tranzicija iz oksičnog sedimenta u anoksični,
Piritizacija i glaukonizacija
42
SLUČAJ DRUGI: TAFONOMIJA KRALJEŽNJAKA (VERTEBRATA)
43
Informacijski gubitak fosilnih kopnenih kralježnjaka posljedica je transporta, raščlanjivanja, sortiranja, i razbijanja vodom, predatorima, strvinarima i upadanjem u zamke (spilje)
44
Priča u slikama- 1
Krdo Centrosaura pokušava preći rijeku za poplave. Mnogi se utope. Njihovi leševi su izbačeni na obale.
45
Priča u slikama- 2
Mesožderi i strvinari ostavljaju “ogoljele” kosti, koje će rijeka nakon slijedeće poplave odnijeti i zatrpati.
46
Priča u slikama- 2 Raščlanjavanje i trošenje
Posljedice “stampeda”
Tragovi ugriza
47
Priča u slikama- 2 Transport ostataka
Rijekama: ovisi o veličini kosti, obliku i gustoći
48
Priča u slikama- 2 Voorhi-jeve grupe kostiju
III najotpornije II I grupa
49
Ostaci kotrljaju se, vuku i podižu
Zašto?
Ostaci se nakupljaju na sprudovima rijeka
50
Priča u slikama - 2
51
Priča u slikama - 3
Groblje kosti dinosaura
52
Tafonomija Kralježnjaka: morski i jezerski
Cjeloviti Raščlanjeni
53
SLUČAJ TREĆI: OSTATAK JE BRZO ZATRPAN
ili se našao u anaerobnim uvjetima ili u….
54
Kopneni kralježnjaci
Cijelo tijelo:”vječni led”
55
Ostaci životinje su zatrpani brzo u sedimentu koji sadrži vodu koja se kasnije smrzne.
56
Berezovski mamuti
¸
¸ ¸
57
59
SPECIFIČNI SLUČAJEVI: TAFONOMIJA BILJAKA
60
Tafonomija biljaka
Transport: vodom, vjetrom Opetovana produkcija ostataka (lišće pada
svaku sezonu) Različita mogućnost fosilizacije:
spore/polen i sjemenke : lišće Sačuvaju se: spore/polen i sjemenke
neizmijenjene, lišće u formi otisaka, ugljenih slojeva ili mineralizirani dijelovi biljke.
61
Tafonomija ostataka biljaka se razlikuje od tafonomije ostataka životinja:
(1) tipu transporta;
(2) opetovanoj produkciji ostataka;
(3) utjecaju sezona.
62
Pravila u Tafonomiji - 1 Čvrsti skelet
Brzo zatrpavanje
Transformacija iz živuće u zajednicu “mrtvih” znači gubitak u bioraznolikosti zajednice i brojnosti vrste
Fosilna zajednica može imati: (1) autohtone, (2) parautohtone i (3) alohtone ostatke.
Najveći su “gubici” u plikomorskim zajednicama/okolišima.
63
Pravila u Tafonomiji - 2
Tafonomski procesi – nakupljanje fosila tijekom vremena
Tafonomski procesi = informacijski dobitak
Lagerstatten = Ležišta
64
Ležišta
Konzervacijska
Koncentracijska
65
Burgess Shale (Konzervacijsko ležište)
66
Koncentracijsko ležište - KOKINE
67
68
% cjelovitih ljuštura
Omjer lijevih: desnim ljušturama
Stupanj fragmentacije
Sortiranje
Gustoća “pakiranja”
Orijentacija: imbrikacija, vertikalno gomilanje, konveksno: konkavno položene ljušture
69
Pravila u tafonomiji: Kopnene kralježnjaci (3) Gubitak zbog raščlanjivanja skeleta,
transporta, sortiranja, razbijanja vodom, aktivnosti grabežljivaca i strvinara…
Raščlanjivanje trošenje transport (veličina kostiju, oblik i gustoća) taloženje na riječnim prudovima i obalama
70
4 jellyfish; 4 grasses; 4 corals; 4 molluscs -> 16 species
3 vrste školjkaša; 2 vrste koralja
Tafonomski efekti
Počinjemo s 4 jedinke svake vrste
Tafonomski filter
71
Taphonomic Effects
• How will variability change?
• How about Presence/Absence?
Remove organisms randomly
Taphonomic Effects
• How will variability change?
• How about Presence/Absence?
Fossil Record
M r. T aphonomyFossil Population
Koja forma prva nestaje? Kako je gubitak različit?
Fosilna zajednica
fosili
TAFONOMIJA
Tafonomski efekt
72
Tafofacijesi
Stijena koju obilježava stupanj očuvanosti fosila - stupnjevi.
Očuvanost fosila određujemo prema:
1. Orijentaciji fosila
2.Koliko je člankoviti skelet kompletan
3.Stupanj fragmentacije fosila
4.Omjer fosila koji su orijentirani tako da im je konkavna strana okrenuta prema gore, odnosno prema dolje
73
Frekvencija pojavljivanja oluja i drugih poremećaja
Geokemijske osobine sedimenta (obilje organske tvari ili ne, aerobni ili dizaerobni uvjeti)
74
top related