Wetenschappers hebben het mysterie van hoe fossiele beton vormen

beton zijn fascinerend voor geologen en rotshonden. Over de hele wereld worden vaak goed bewaarde fossielen en kristallen gevonden in deze ruwweg bolvormige rotsen. De Mazon Creek fossil beds in Illinois zijn beroemd om de beton gevonden daar, die goed bewaard gebleven fossiele planten vertonen als ze uit elkaar worden gesplitst. Het stroomgebied van de Paraná in Zuid-Amerika heeft in drie dimensies bewaard gebleven fossielenvissen, die unieke momentopnamen van het verleden verschaffen. Sommige van die fossielen tonen zelfs grotere vissen die de kleinere inslikken.

beton, ondanks dat het veel voorkomt in sedimentaire rotsen, is nog steeds een soort geologisch mysterie. Spelen dode dieren of planten een rol in de vorming van beton, of behouden beton gewoon fossielen beter als de omringende rotsen? Hoe lang duurt het om te groeien? Sommige gedocumenteerde concreties zijn meer dan negen voet in diameter. Als ze zo groot kunnen worden, wat controleert dan precies hun groei en waarom stoppen ze plotseling met groeien (zoals het scherpe contact tussen een beton en omringende rotsen suggereert)?

onderzoekers aan de Universiteit van Nagoya hebben tientallen Betonwerken van drie locaties in Japan, Engeland en Nieuw-Zeeland geanalyseerd. Het bestuderen van de chemische samenstelling in een transect van de buitenste lagen van een beton naar de omliggende rotsen, de onderzoekers waren in staat om een aantal van de open vragen te kraken. De chemische samenstelling laat ook zien dat de fossielen inderdaad een rol spelen in de oorsprong van de concreties. Het element calcium, dat kleinere sedimentaire deeltjes aan elkaar cementeert en de harde, compacte materie vormt, komt uit de rottende organische resten.

verrassender waren de resultaten van de groeicijfers. Men dacht dat er honderdduizenden tot miljoenen jaren nodig waren om beton te vormen. Echter, ze in plaats daarvan blijkbaar groeien in een zeer snel tempo over slechts enkele maanden tot enkele jaren. Deze nieuwe observatie zou ook kunnen verklaren waarom de fossielen die in de betonnen gevonden worden zo goed bewaard zijn gebleven.

als een dier of plant sterft, worden de resten ingebed in sedimentaire lagen die op de bodem van een meer of van de zee worden afgezet. Het rottende organische materiaal geeft calcium vrij, dat reageert om het mineraal calciet te vormen. Het calciet cementeert dan zand en kleideeltjes samen. Dit gebeurt snel, voordat het dier of de plant volledig vervalt, waardoor het fossiel wordt behouden.

in de loop van de tijd wordt steeds meer sediment aan elkaar gecementeerd, waardoor de harde, compacte beton rond het fossiel wordt gevormd. Zodra de vorming van calciet stopt, omdat er niet meer genoeg calcium in het sediment aanwezig is, stopt ook de groei van de concreties plotseling, waardoor een scherp contact ontstaat tussen de concreties en het omringende sediment. Erosie verwijdert het zachtere sediment, waardoor de weerbestendige beton intact blijft. Ten slotte komt een geoloog of verzamelaar langs en in de hoop een unieke vondst te maken, zal het beton open splijten met een hamer.

geïnteresseerd in meer lezen? Try:

YOSHIDA, H. et al.82018): Algemene voorwaarden voor de vorming van sferische carbonaatbetonvorming rond rottend organisch materiaal in de vroege diagenese. Scientific Reports Vol. 8: 1-10