Zkameněliny

Snad každý již slyšel o zkamenělinách. Zkameněliny jsou pozůstatky pravěkých živočichů, kteří obývali naši planetu před mnoha miliony let. Zkamenělinou (tzv. fosílií) může být jak otisk v kameni (nepravá fosílie), tak kosti dinosaurů, či zkamenělé kmeny dávných stromů. Za zkamenělinu je považován jakýkoliv, ať už celý, anebo neúplný pozůstatek živočišného či rostlinného původu. Zkameněliny jsou hmotné doklady existence života, který byl v geologické minulosti na naší planetě.

Abychom pochopili jak taková zkamenělina může vzniknout, musíme vzít na vědomí, že zkameněliny jsou unikátním záznamem, který vlastně vznikl souhrou náhod. Těla odumřelých organizmů podléhají krátce po smrti jedince rychlým rozkladným pochodům. Pokud někde nějakým přírodním pochodem došlo k omezení, či přímo zamezení těchto nepříznivých vlivů, organismu či jeho části se tak naskytla možnost aby zůstal zachován. Organizmus tedy potřebuje ke svému zachování nějaké ochranné prostředí, které zamezí výše zmíněným rozkladným pochodům aby ho zcela nezničili.

Nejčastěji je ochranným prostředím měkký sediment. Sedimentem je nejčastěji kal, který se nachází na dně moří, řek či jezer. Organizmy se mohou také zachovávat v sedimentech které se netvoří ve vodním prostředí. Ovšem těch je nepoměrně menší množství. Samozřejmě že také záleží na organizmu,tedy na jeho vlastnostech těla. Pokud nemá organizmus nějakou tvrdší část těla, například schránku, či vnitřní kostru, je jeho šance na zachování opravdu velmi mizivá. Masivní kostra má proto mnohem větší šanci na zachování než například drobné jehlice mořských hub. Avšak i když se organizmus po své smrti dostane do ochranného prostředí sedimentu včas, před tím než je svým okolím zničen, nemá však zdaleka vyhráno.

V ještě nezpevněném sedimentu na uhynulý organizmu působí chemizmus okolí. Chemizmus určuje jakým způsobem se organizmus v hornině zachová, popřípadě nezachová. Chemické složení sedimentu může být tak agresivní, že schránku organizmu vylouží, či rozpustí tak rychle, že se ani nestačí obtisknout do sedimentu, a zmizí tak bez jakékoliv stopy. U rostlinných zbytků se uplatňují jiné chemické pochody, a nalézáme je jako zuhelnatělé (karbonizované). Chemické složení těchto zbytků bylo během doby ochuzováno o některé prvky. Probíhal-li tento pochod za nedostatku kyslíku, zbyl posléze z takové organické hmoty nakonec jen uhlík, který způsobil zuhelnatění celého zbytku.

Postupem času kalu na dně přibývá a organický zbytek se ocitá stále níž a níž. Okolní tlak se zvětšuje a částečně se také mnění chemizmus okolí. Sediment začíná tuhnout – kamenět - tomuto procesu říkáme diageneze. Diageneze je tedy zpevňování sedimentu.

Nyní již můžeme organizmus či spíše jeho pozůstatek uvězněný v sedimentu právem nazývat fosilií. Čeká však na něj ještě miliony let uvěznění v sedimentu, který podléhá všemožným okolním vlivům. Nejzávažnějším z nich je tzv. metamorfóza, což je roztavení (či jen natavení) již zpevněného sedimentu okolní teplotou (tlak, magma). To znamená, že se zkameněliny metamorfózou buď částečně anebo úplně znehodnotí. Druhým pro zkameněliny nebezpečným faktorem je tlak okolí, který způsobuje deformace sedimentu a tím pádem i deformace zkamenělin které jsou uvnitř. V některým případech mohou deformace dosáhnout takového stupně, že zkamenělinu již nelze vůbec v hornině identifikovat.

Šance zachování organizmu až do dnešních dob je jak vidíme opravdu velmi malá. Můžeme ji vyjádřit zhruba poměrem jedna ku jednomu až deseti milionům (Prantl 1957). Ovšem, berme tento počet skutečně jen jako hrubě orientační. Celý proces od uhynutí organizmu až po vznik fosilie nazýváme jako fosilizace. Pouze nesmírná časová volnost kterou příroda má, nám dovoluje nalézat zkameněliny v tak hojném množství.

Z největší části odumřelé organické zbytky podlehly během diagenetických pochodů tak intenzivní přeměně, že všechna jejich hmota zcela vymizela a zachoval se nám pouze více méně přesný otisk původního tvaru a vnější anebo vnitřní struktury. Podle způsobu vyplnění prázdného prostoru po vylouženém organickém zbytku v hornině a jeho případné mechanické deformaci tlakem lze rozlišit několik typů otisků.

Obyčejná jádra (kamenná)

Jsou to výplně dutin schránek, například prostoru mezi miskami mlže. Měkký sediment tedy vnikl do vnitřních prostor a vytvořil tak vnitřní otisk. V některých případech může být hmota sedimentu nahrazena nerostem (nejčastěji kalcitem nebo křemenem) který uvnitř vykrystalizoval z roztoků které kolují v sedimentu.

Volná kamenná jádra

Pokud původní hmota schránky organizmu (nejčastěji vápnitá) byla zcela vyloužena a odstraněna, aniž se na jejím místě usadila hmota nová, vznikl tak kolem kamenného jádra volný prostor který původně zaujímala hmota organického zbytku. Vnitřní kamenné jádro je tak zcela volné. Volná jádra zachovávají věrný negativní otisk struktury vnitřní strany, zatímco skutečný povrch organického zbytku lze pozorovat na vnější straně dutiny.

Skulpturní kamenná jádra

Pokud volné kamenné jádro ještě ne zcela zpevněné, bylo okolním tlakem částečně deformováno a přitištěno tlakem ke vnějšímu povrchu dutiny po vyloužené schránce vniklo tak skulpturní kamenné jádro které má na svém povrchu jak strukturu vnitřního tak vnějšího povrchu zároveň.

Výlitky

Poměrně hojný případ, kdy druhotná horninová výplň vyplňuje jak vnitřní jádro tak i prostor po vylouženém zbytku schránky čímž tvoří souvislý výlitek, který na sobě obsahuje vnější strukturu schránky, ovšem již neobsahuje žádní informace o struktuře vnitřní strany.







A – schránka v sedimentu
B – dutina schránky vyplněná okolním sedimentem
C – původní hmota schránky je nahrazena druhotnou fosilizační hmotou
D – schránka vyloužena, dutina schránky druhotně nezaplněna (otisk)
E – původní hmota schránky vyloužena (volné jádro)
F – dutina schránky vyplněna nerostem nebo horninou jádro
G – prázdný prostor druhotně vyplněn nerostem (odlitek s proti-otiskem)
H – dutina po vyloužené schránce druhotně vyplněna nerostem (výlitek)
CH – okolní sediment přitlačen na neztvrdlé jádro (skulpturní jádro)
I - volné jádro s výlitkem
J – volný odlitek

Použitá literatura: Geologické exkurze po Praze a okolí., Václav Ziegler, Karolinum 1998