Forskare har knäckt mysteriet om hur fossila konkretioner bildar

konkretioner är fascinerande för både geologer och rockhounds. Över hela världen, välbevarade fossil och kristaller ofta hittats inuti dessa ungefär sfäriska stenar. Mazon Creek fossil beds i Illinois är kända för de konkretioner som finns där, som visar välbevarade fossila växter om de delas isär. Paranasubbi-bassängen i Sydamerika har konkretioner som innehåller fossil fisk bevarad i tre dimensioner, vilket gerunika ögonblicksbilder av det förflutna. Några av dessa fossiler visar till och med större fiskar som sväljer de mindre.

konkretioner, trots att de är vanliga i sedimentära bergarter, är fortfarande ett slags geologiskt mysterium. Spelar döda djur eller växter en roll i bildandet av konkretioner, eller bevarar konkretioner helt enkelt fossiler bättre som de omgivande klipporna? Hur lång tid tar de att växa? Vissa dokumenterade konkretioner är mer än nio fot i diameter. Om de kan bli så stora, vad kontrollerar exakt deras tillväxt och varför slutar de plötsligt växa (som den skarpa kontakten mellan en konkretion och omgivande stenar antyder)?

forskare vid Nagoya University har analyserat dussintals konkretioner från tre platser i Japan, England och Nya Zeeland. Genom att studera den kemiska sammansättningen i en transekt från de yttre skikten av en konkretion mot de omgivande klipporna kunde forskarna knäcka några av de öppna frågorna. Den kemiska sammansättningen visar också att fossilerna verkligen spelar en roll i konkretionernas ursprung. Elementet kalcium, som cementerar mindre sedimentära partiklar tillsammans och bildar det hårda, kompakta materialet, kommer från de förfallna organiska resterna.

mer överraskande var resultaten av tillväxttakten. Konkretioner ansågs ta hundratusentals till miljoner år att bilda. Men de växer istället i en mycket snabb takt över bara flera månader till flera år. Denna nya observation kan också förklara varför fossilerna som finns i konkretionerna är så välbevarade.

när ett djur eller en växt dör, blir resterna inbäddade i sedimentära lager avsatta på botten av en sjö eller i havet. Det sönderfallande organiska materialet frigör kalcium, som reagerar för att bilda mineralkalciten. Kalciten cementerar sedan sand-och lerpartiklar. Detta händer snabbt, innan djuret eller växten sönderfaller helt och hjälper till att bevara fossilen.

mer och mer sediment cementeras tillsammans över tiden och bildar den hårda, kompakta konkretionen runt fossilen. Så snart bildandet av kalcit stannar, eftersom det inte finns tillräckligt med kalcium närvarande i sedimentet, stannar också tillväxten av konkretionerna plötsligt och bildar en skarp kontakt mellan konkretionerna och det omgivande sedimentet. Erosion avlägsnar det mjukare sedimentet och lämnar de väderbeständiga konkretionerna intakta. Slutligen kommer en geolog eller samlare och hoppas kunna göra en unik Hitta, kommer att dela upp konkretionen med en hammare.

intresserad av att läsa mer? Försök:

YOSHIDA, H. et al.82018): generaliserade förhållanden för sfärisk karbonatkoncentrationsbildning kring förfallande organiskt material i tidig diagenes. Vetenskapliga Rapporter Vol. 8: 1-10