Еще древнегреческие философы ломали головы над загадкой окаменелосгей. Они находили окаменевшие морские раковины высоко в горах и догадывались, что когда-то это были живые существа. Значит, предполагали философы, эта территория некогда была покрыта морем. Совершенно справедливое утверждение! Но откуда взялись все эти окаменелости? Как раковины оказались замурованными в горных породах?
Окаменелости представляют собой останки и отпечатки растений и животных, живших на Земле в давно минувшие эпохи. Следует, однако, заметить, что в окаменелости превращается лишь ничтожная часть вымерших растений и животных. Как правило, их останки либо поедаются другими животными, либо разлагаются под воздействием грибков и бактерий. Очень скоро от них ровным счетом ничего не остается. Раковины или твердые костные скелеты живых организмов сохраняются дольше, но в итоге и они разрушаются. И только когда останки оказываются погребенными в земле очень быстро, еще до того, как они успели разложиться, у них появляется шанс уцелеть и превратиться в окаменелость.
Превращаясь в камень
Чтобы умершее растение или животное оказалось быстро захороненным, необходимо, чтобы над ним образовался осадочный слой, например, песка или ила. Тогда его останки вскоре лишаются доступа воздуха и в результате не загнивают. За многие миллионы лет нижние осадочные слои под давлением новообразующихся верхних слоев превращаются в твердую породу. Вода, просачивающаяся в осадочные слои, содержит минералы. Порой она вымывает их из самого осадочного материала.
В конечном итоге под тяжестью верхних осадочных слоев вода из нижних вытесняется. Однако минералы при этом остаются внутри и способствуют скреплению осадочных слоев и их затвердеванию в горную породу. Эти минералы откладываются также в останках растений и животных, заполняя промежутки между их клетками, а иногда даже "замещая" их кости или раковины. Таким образом, останки как бы врастают в камень и сохраняются в нем миллионы лет. Спустя длительное время столкновение материков может выдавить эту горную породу со дна моря на поверхность, и на этом месте образуется суша. Затем дождь, ветер или, возможно, море постепенно разрушат породу, обнажив скрытые в ней окаменелости.
1. Мертвое животное опускается на морское дно.
2. Трупоеды и бактерии вскоре очищают его скелет от плоти.
3. Сверху образуется осадочный слой.
4. Растворенные в воде минеральные вещества просачиваются в горную роду и останки животного.
5. Вода вытесняется из породы, и она становится плотной и твердой. Минеральные вещества, содержавшиеся в воде, постепенно замещают костное вещество в костях.
6. Миллионы лет спустя горная порода поднимается с морского дна и становится сушей. Дождь, ветер или, возможно, море со временем разрушают ее, обнажая скрытые в ней окаменелости.
Идеальные окаменелости
К числу прекрасно сохранившихся окаменелостей относятся насекомые и прочие мелкие организмы, замурованные в янтаре. Янтарь получается из клейкой смолы, которая сочится из стволов некоторых разновидностей деревьев при повреждении их покровов. Эта смола испускает ароматный запах, привлекающий насекомых. Прилипая к пей, они оказываются в ловушке. Затем смола затвердевает и образуется твердое прозрачное вещество, которое надежно предохраняет останки животного от разложения. В результате хрупкие организмы древних насекомых и пауков, которые находят в янтаре, превосходно сохраняются. Можно даже извлечь из них генетический материал (ДНК) и подвергнуть его анализу.
Некоторые из наиболее хрупких и изящных окаменелостей встречаются в горных породах, относящихся к залежам угля. Уголь представляет собой твердую породу черного цвета, состоящую в основном из углерода, который содержался в останках древних растений. Его залежи сформировались миллионы лет тому па-зад в заболоченных лесах, Время от времени такие заболоченные леса затапливало море, и они оказывались погребены под толстым слоем ила. Быстро накапливаясь, ил вскоре затвердевал и спрессовывался, образуя аргиллиты и глинистые сланцы.
Листья и стебли растений, произраставших в тех лесах, иногда сохраняются в виде угольных пластов либо тонких черных пленок углерода, разделяющих слои глинистых сланцев. В других случаях в горных породах сохраняются только отпечатки древесной коры, листьев или стеблей папоротников. Сланцы легко раскалываются в горизонтальной плоскости, и на вновь обнажившейся поверхности можно без труда выявить окаменевшие отпечатки целых ветвей с листьями.
Еще интереснее бывают окаменелости, которые находят в так называемых конкрециях. Они возникают, когда в останки растения просачивается насыщенная известью вода. После испарения воды останки оказываются внутри известняковой породы, и вся хрупкая структура растения запечатлевается в известняке в мельчайших подробностях.
След динозавра, сохранившийся в горных породах у Моеноу, штат Аризона, США
Следы минувшего
Бывает, что собственно останки того или иного животного не сохраняются, но какие-либо отпечатки, например следы, остаются. Иногда следы животных, в буквальном смысле этого слова, сохраняются в осадочных породах, к примеру, если оставленные ими в песке отпечатки заполняются илом, и в таком виде "консервируются" па миллионы лет. Помимо отпечатков ног, животные могут оставлять и другие следы, скажем, борозды в осадочных слоях, когда они пробираются через толщу ила, поедают детрит (органическое вещество в виде взвешенных в воде частиц) или закапываются в дно озера или моря. Эти "окаменевшие следы" не просто позволяют установить сам факт присутствия данного животного в данном месте, но и снабжают ученых ценной информацией о его образе жизни и манере передвигаться.
Животные с твердыми панцирями, такие, как трилобиты и мечехвосты, могут оставлять в мягком иле самые разнообразные отпечатки в зависимости от того, отдыхают они, передвигаются или кормятся. Многим таким следам ученые присваивали отдельные наименования, поскольку они понятия не имели, какое именно животное их оставило.
Иногда в окаменелость превращается помет какого-либо животного. Он может настолько хорошо сохраняться, что ученые по нему определяют, чем животное питалось. Более того, в желудках хорошо сохранившихся окаменелостей животных время от времени находят непереваренную пищу. К примеру, в брюхе у ихтиозавров, дельфиноподобных морских рептилий, иногда обнаруживают целые рыбины - остатки трапезы, которые организм хищника не успел усвоить перед смертью.
Слепки и формы
Иногда вода, проникая в отложения, полностью растворяет останки погребенного в них организма, и на этом месте остается выемка, в точности воспроизводящая его былые очертания. В результате получается окаменевшая форма данного животного (слева). Впоследствии выемка заполняется различными минеральными веществами, и образуется окаменевший слепок с теми же очертаниями, что и исчезнувшее животное, но не воспроизводящий его внутреннего строения (справа).
Следы на камне
Окаменевшие следы динозавров снабдили нас массой сведений о том, как эти животные передвигались и какой вели образ жизни. К примеру, окаменевшие отпечатки ног динозавров позволяют установить, насколько широко они расставляли ноги при ходьбе. Это, в свою очередь, дает ответ на вопрос, как ноги располагались: по бокам туловища, как у современных ящериц, или вертикально вниз, обеспечивая туловищу более прочную опору. Больше того, по этим следам можно даже определить скорость, с которой динозавр передвигался.
Ученые также определили, какие динозавры во время ходьбы волочили хвост по земле, а какие держали его на весу. В некоторых районах США сохранились окаменевшие цепочки следов различных видов плотоядных (хищных) и раститель-ноядных динозавров. Следы принадлежали множеству животных, двигавшихся в одном и том же направлении. Значит, динозавры передвигались стадами или стаями. Размеры отпечатков позволяют судить о количестве молодняка в данном стаде и о его расположении среди взрослых животных во время перехода.
Голубая мечта охотников за окаменелостями- груды аммонитов и раковин двустворчатых моллюсков в одном месте. Это типичный пример посмертного скопления: окаменелости не залегают там, где животных настигла смерть. Они были когда-то унесены водными потоками и свалены в кучу совсем в другом месте, где и оказались погребенными под осадочным слоем. Эти животные обитали на Земле примерно 150 млн лет назад, в юрском периоде.
Воссоздавая прошлое
Наука, изучающая окаменелости, называется палеонтологией, что в переводе с греческого означает "изучение древней жизни". К сожалению, воссоздать картины минувшего при помощи окаменелостей далеко не так просто, как это может показаться при разглядывании рисунков, приведенных в этой главе. Ведь даже в тех крайне редких случаях, когда останки растений и животных очень быстро заносятся осадочными слоями и сохраняются в виде окаменелостей, они, как правило, не остаются непотревоженными. Реки и ручьи могут уносить их и сваливать в кучи, раскалывая цельные скелеты. При этом более тяжелые фрагменты оседают и принимают иное положение, чем при жизни, а более легкие смываются водой. Далее, наводнения и оползни часто нарушают защитный покров из осадочных слоев, возникший над окаменелостями. У иных растений и животных нет практически никаких шансов сохраниться в ископаемом виде, поскольку они обитают в местности, где не имеется достаточного количества осадочного материала. К примеру, вероятность того, что останки обитателей лесов или саванн будут унесены в какой-либо водоем и погребены там под слоем песка или ила, что позволит им превратиться в окаменелость, крайне невелика.
Точно так же, как детективам необходимо знать, сдвигали труп с места или нет, так и палеонтологам нужно быть уверенными, что окаменевшие останки, найденные в том или ином месте, принадлежат животному, которое действительно погибло в данном месте и в том же положении, в каком его нашли. Если это в самом деле так, то такие находки в своей совокупности именуются прижизненным скоплением. Изучение таких скоплений позволяет определить, какие животные обитали в данной местности. Зачастую это дает возможность судить и о характере их среды обитания - жили ли они в воде или на суше, был ли климат здесь теплым или холодным, влажным или сухим. Кроме того, о природной среде, существовавшей здесь в древности, можно многое узнать, изучая горные породы, характерные для данной местности. Но опять-таки слишком часто случается так, что ископаемые останки уносит далеко от места, где погибло животное, да к тому же по пути они распадаются на части. Более того, некоторых наземных животных попросту выносит в морс, что часто сбивает с толку исследователей. Ископаемые находки, которые обрели свое последнее пристанище далеко от тех мест, где когда-то погибли данные животные и растения, называют посмертным скоплением.
История с окаменелостью, названной аномалокарис. - наглядная иллюстрация тех сложностей, что подстерегают ученого, пытающегося восстановить вымершее животное по немногим уцелевшим фрагментам. Аномалокарис (1) был крупным странным существом, похожим на креветку, обитавшим в раннекембрийских морях. Многие годы в руки ученых попадались лишь отдельные фрагменты этого животного, столь сильно отличавшиеся друг от друга, что их поначалу приняли за представителей совершенно различных биологических видов. Как выяснилось впоследствии, первоначальный "аномалокарис" (2) был всего лишь головной частью, "лаггания" (3) - туловищем, а "пейтоия" (4) -ртом одного и того же животного.
Как они выглядели при жизни?
Одним из самых увлекательных занятий палеонтологов - сборка цельной окаменелости из немногих уцелевших се фрагментов. В случае когда вымершее животное непохоже ни на одно из ныне живущих, это не так просто. В прошлом ученые нередко принимали различные части одного и того же животного за останки разных существ и даже присваивали им различные названия.
Первые учепые-палеонтологи изучавшие в Канадских Скалистых горах окаменелости из древних бургесских сланцевых пород, возраст которых составляет 570 млн лет, обнаружили там нескольких странных ископаемых животных. Одна из находок выглядела как довольно необычный кончик хвоста мелкой креветки. Ей присвоили название аномалокарис, что означает "странная креветка". Другая окаменелость походила на расплющенную медузу с отверстием посередине и была названа пей-тош. Третье ископаемое, получившее название лаггания, было похоже на раздавленное тело морского огурца. Позже палеонтологи нашли окаменевшие останки лаг-гании и пейтойи друг подле друга и пришли к выводу, что это - губка и сидящая на ней медуза.
Окаменелости эти затем были засунуты на полки музейных шкафов, про них забыли и вспомнили лишь несколько лет назад. Теперь уже новое поколение палеонтологов выудило их из пыльных ящиков и стало изучать заново. Ученые обратили внимание, что все три вида окаменелостей часто обнаруживали в горных породах рядом. Может, между ними существует некая связь? Палеонтологи внимательно изучили множество таких находок и пришли к поразительному выводу: данные окаменелости - не что иное, как различные части тела одного и того же животного, поистине чрезвычайно "странной креветки"! Причем животное это было, возможно, крупнейшим обитателем морей той эпохи. Оно походило на громадную безногую креветку длиной до 66 см, с овальной головой (тузойя), двумя большими глазами на стебельках и большим круглым ртом (пейтойя) с твердыми зубами. Спереди "странная креветка" имела пару конечностей длиной до 18 см для за-хватывания пищи (аномалокарис). Ну а лаггания оказалась сплющенными останками туловища этого животного.
Окаменевшие останки триасового леса в Национальном парке "Окаменевший лес", штат Аризона, США. Леса могут окаменевать, когда их внезапно покрывает море. При этом минеральные вещества, содержащиеся в морской воде, просачиваются в древесину и кристаллизуются в ней, образуя твердую породу. Иногда такие кристаллы можно разглядеть в стволах деревьев невооруженным глазом: они придают древесине красивый красный или пурпурный оттенок.
Окаменелости оживают
Если вы сможете прочесть страницы каменной летописи, то вам откроется множество любопытнейших фактов из жизни обитателей нашей планеты в ее далеком прошлом. Раковины аммонитов с характерными отметинами (вполне вероятно, это следы зубов мозазавра - крупной морской рептилии) свидетельствуют, что на них нередко нападали другие животные. Следы зубов грызунов на ископаемых костях различных млекопитающих говорят о том, что эти грызуны питались падалью - пожирали трупы. Окаменевшие останки морской звезды были найдены в окружении раковин моллюсков, которыми она, по всей видимости, питалась. А двоякодышащие рыбы прекрасно сохранились в окаменевшем иле, где они когда-то мирно дремали в своих норах. Находили даже детенышей динозавров, застигнутых смертью в тот самый момент, когда они вылуплялись из яиц. Но все это, увы, очень редкие находки. Обычно для того, чтобы получить представление об образе жизни давно вымерших животных, ученым приходится как бы переносить, экстраполировать на них поведение родственных им современных животных - их далеких потомков.
Снаряжение для охоты за окаменелостями. Головка геологического молотка имеет специальную плоскую грань для откалывания образцов горных пород и клиновидный кончик, который просовывают в промежутки между кусками породы, чтобы их раздвинуть. Кроме того, вы можете воспользоваться зубилами для работы с камнем разнообразных размеров. Блокнот и компас пригодятся, чтобы зафиксировать точное местоположение окаменелости в горной породе, а также направление залегания горных пород в карьере или утесе. Ручная лупа поможет вам выявить крохотные окаменелости типа рыбьих зубов или чешуек. Некоторые геологи предпочитают носить с собой кислотный раствор, с помощью которого они извлекают из породы хрупкие окаменелости, однако все же это лучше делать в лаборатории: там обычно проводят более тонкие операции с применением разнообразных игл, пинцетов и скребков. Представленный здесь электроприбор - вибратор, его используют для расшатывания кусков горной породы
Охота за окаменелостями
Просто удивительно, в скольких разных местах можно в наши дни обнаружить окаменелости - не только в утесах и карьерах, но и в камнях, из которых сложены стены городских домов, в строительном мусоре и даже в вашем собственном огороде. Но все они встречаются только в осадочных породах - известняке, меле, песчанике, аргиллите, глинистом или аспидном сланце.
Чтобы стать хорошим охотником за окаменелостями, лучше всего обратиться за советом к опытным специалистам. Разузнайте, нет ли поблизости какого-нибудь геологического общества либо музея, которые организуют экспедиции за окаменелостями. Там вам укажут наиболее перспективные места для поисков и объяснят, где обычно залегают окаменелости.
Искусственно окрашенный рентгеновский снимок позволяет рассмотреть внутреннее строение ископаемого аммонита. На нем видны тонкие стенки, разделяющие внутренние камеры раковины.
Домашняя работа
Как и любому детективу, вам понадобится разузнать как можно больше об "уликах", за которыми вы охотитесь. Зайдите в местную библиотеку и выясните, какие типы горных пород встречаются в вашей округе. В библиотеке должны быть карты, на которых обозначены эти породы. Каков их возраст? Какие окаменелости рассчитываете вы в них обнаружить? Сходите в краеведческий музей, посмотрите, какие окаменелости находили в данной местности до вас. В большинстве случаев вам будут попадаться лишь отдельные фрагменты окаменелостей, а их гораздо легче заметить, если вы заранее знаете, что ищете.
Геолог извлекает окаменевшие кости динозавра из горной породы при помощи очень тонкого зубила в Национальном Парке Динозавров, США.
О Чем Говорят Окаменелости
Окружающая среда. Окаменелости позволяют определить тип окружающей среды, в которой сформировалась данная горная порода. Климат. По окаменелостям можно судить о характере климата данной местности в глубокой древности. Эволюция. Окаменелости позволяют проследить, как изменялись биологические формы на протяжении миллионов лет.
Датировка горных пород. Окаменелости помогают установить возраст содержащих их горных пород, а также проследить за перемещениями материков.
Безопасность превыше всего
Крайне важно правильно подготовиться к походу за окаменелостями. Бродить у подножия утеса или карабкаться по стенам карьера - занятие небезопасное. Прежде всего вам следует заручиться согласием владельцев данной территории на проведение там подобных исследований. Они, в свою очередь, смогут предупредить вас о возможных опасностях. Карьеры и утесы, как правило, - места безлюдные и небезопасные, и вам ни в коем случае нельзя отправляться туда одному. Уходя, обязательно оставьте записку или сообщите домашним, тде вас можно найти.
Профессиональные охотники за окаменелостями, палеонтологи, обычно относят куски породы, содержащие окаменелости, к себе в лабораторию. Если окаменелости очень хрупкие или сильно крошатся, их, прежде чем освободить от породы, покрывают защитным слоем гипса или пенопласта. В лаборатории ученые извлекают свои находки из сопутствующей породы с помощью зубоврачебных сверл, водяных струй под высоким давлением и даже кислотных растворов. Зачастую перед тем, как приступить к работе с окаменелостью, палеонтологи пропитывают ее специальным химическим составом, чтобы сделать прочнее. На каждой стадии работ они тщательно зарисовывают все детали и делают множество фотоснимков и самой окаменелости, и всего, что ее окружало.
На голову наденьте какой-нибудь твердый головной убор - вполне подойдет, скажем, мотоциклетный шлем. Не начинайте стучать молотком по скале, не надев защитные или хотя бы простые очки: мельчайшие частицы, отлетающие от породы с большой скоростью, могут серьезно повредить вам глаза. Не пытайтесь выбить молотком окаменелость из стенки утеса. Возникающие при этом вибрации могут быстро расшатать скалу у вас над головой и вызвать камнепад. Как правило, вы сможете найти массу окаменелостей в обломках породы, валяющихся на земле.
Ваши геологические отчеты
Хороший геолог-любитель всегда ведет подробные записи о проделанной работе. Очень важно точно знать, когда и где вы обнаружили данную окаменелость. Это значит, что вам следует записать не только название самого утеса, карьера или строительной площадки, но и описать конкретное место, где вы нашли окаменелость. Была она в большом куске породы или в маленьком? Нашли вы ее подле утеса или непосредственно в земле? Были ли поблизости какие-либо другие окаменелости? Если да, то какие? Как располагались окаменелости в породе? Все эти данные помогут вам больше узнать об образе жизни животного и о том, как оно погибло. Постарайтесь зарисовать место, где вы обнаружили свой трофей. Это будет проще сделать с помощью бумаги в клетку. Разумеется, вы можете сфотографировать это место, но рисунок часто позволяет лучше запечатлеть детали пейзажа.
Фотографии и рисунки окажутся очень полезны, если вам не удастся унести найденные окаменелости домой. В некоторых случаях можно изготовить гипсовый слепок окаменелости или же вылепить форму из пластилина. Даже если окаменелость намертво закреплена в горной породе, она может многое сообщить вам об истории данной местности.
Не забудьте захватить с собой упаковочные материалы для переноски окаменелостей. Крупные и прочные экземпляры можно завернуть в газетную бумагу и положить в полиэтиленовую сумку. Маленькие окаменелости лучше всего поместить в пластиковую баночку, предварительно набив ее ватой. Изготовьте этикетки для коробочек и для самих окаменелостей. Вы сами не заметите, как забудете, где и когда обнаружили различные экспонаты вашей коллекции.
Палеонтологи обычно покрывают ископаемые кости слоем гипса, чтобы предохранить их от разрушения и растрескивания во время перевозки в музей. Для этого бинты смачивают в гипсовом растворе и оборачивают вокруг окаменелостей или кусков породы, внутри которых они находятся.
История "Когтей"
В 1983 г. английский палеонтолог-любитель Уильям Уолкер искал окаменелости в одном из глиняных карьеров в Суррее. Вдруг он заметил большую круглую каменную глыбу, из которой торчал маленький обломок кости. Уолкер расколол эту глыбу молотком, и из нее выпали куски громадного когтя длиной почти 35 см. Он отправил свою находку в Лондон, в Британский музей естественной истории, где специалисты очень скоро поняли, что имеют дело с чрезвычайно любопытным экземпляром - когтем плотоядного динозавра. Музей снарядил научную экспедицию в этот глиняный карьер, и ее членам удалось раскопать множество других костей того же животного - общим весом свыше двух тонн. Неведомый динозавр получил прозвище "Когти".
Как сохраняли "Когти"
Чтобы предохранить кости от высыхания и растрескивания, ученые наложили на некоторые из них гипсовые повязки. Породу, заключавшую в себе окаменелости, аккуратно удалили с помощью специального оборудования. Затем кости укрепили, вымочив их в смоле. Наконец из стекловолокна и пластмассы были изготовлены копии костей для отправки в другие музеи.
Как собрать Шалтая-Болтая
Когда ученые собрали из разрозненных костей целый скелет, они поняли, что открыли совершенно новую разновидность динозавров. Ее назвали бари-оникс уолкери. Барионикс по-гречески означает "тяжелый коготь", а слово уолкери добавили в честь первооткрывателя барионикса, Уильяма Уолкера. В длину барионикс достигал 9-10 м. По всей видимости, он передвигался на задних ногах, а высота его составляла примерно 4 м. Весил "Когти" около двух тонн. Его вытянутая узкая морда и пасть со множеством зубов напоминали морду современного крокодила; это позволило предположить, что барионикс питался рыбой. В желудке у динозавра обнаружили рыбьи зубы и чешую. Найденный длинный коготь, судя по всему, красовался у него на большом пальце передней лапы. Трудно сказать, для чего этот коготь служил бариониксу - для ловли рыбы? Или, может, он ловил ее в пасть, подобно крокодилам?
Глиняный карьер, где "Когти" нашел свою смерть 124 млн лет тому назад, был в то время озером, образовавшимся в большой речной долине; вокруг было множество болот, поросших хвощами и папоротниками. После смерти барионикса его труп смыло в озеро, где он был быстро погребен под слоем тины и ила. В этих же слоях удалось обнаружить останки некоторых разновидностей растительноядных динозавров, в том числе позднего игуанодона. Однако барионикс - единственная разновидность хищных динозавров, известная из горных пород данного возраста на всем земном шаре. 30 лет назад похожие кости нашли в пустыне Сахара, и, вероятно, динозавры, родственные бариониксу, были распространены на обширной территории - от современной Англии до Северной Африки.
Орудия ремесла
Чтобы расколоть породу и извлечь из нее окаменелость, вам понадобится геологический молоток (тот, что с большим плоским концом). Набор зубил, специально предназначенных для работы с камнем, поможет вам очистить вашу находку от лишней породы. Но будьте крайне осторожны: вы легко можете разбить саму окаменелость. Мягкую породу можно соскрести старым кухонным ножом, а зубная щетка вполне сгодится, чтобы очистить окаменелость от пыли и прилипших мелких частиц.
Палеонтолог удаляет остатки горной породы с позвонка динозавра зубоврачебной пилой с алмазной режущей кромкой. Затем он очистит окаменелость от оставшихся частиц породы более тонким граверным инструментом.
Быстрый поиск по тексту
Группа органических камней
Геологи, коллекционеры и ювелиры по-разному оценивают и систематизируют камни. Для ювелиров важна прозрачность и блеск, для минералогии – химический состав самородка. Коллекционеры смотрят на стоимость минерала и редкость нахождения в природе. Так, в разные годы использовали различные классификации, по которым камни относили к той или иной группе.
В 1896 году Макс Бауэр предложил разделить все самоцветы на три вида: драгоценные камни, поделочные камни, а также камни органогенного происхождения. Именно о третьей группе мы и поговорим в данной статье.
Органические камни образовались преимущественно в результате окаменения живой природы. К ним относятся кораллы, янтарь, жемчуг, гагат и другие. Завораживающая красота данных экземпляров восхищает людей вот уже несколько тысячелетий. Их используют для создания ювелирных украшений, крупные образцы, имеющие уникальные расцветки или размеры, продаются на аукционах или размещаются в лучших музеях мира. Благодаря таким находкам, историки могут наглядно увидеть какие живые существа населяли нашу планету в древности.
Виды органических камней
Почему некоторые виды органических веществ становятся окаменелыми? Какие процессы происходят в этом случае? Выделяют несколько видов органических ископаемых, каждый из которых имеет свои особенности при формировании, а также отличается по внешним характеристикам. Рассмотрим самые популярные образования данной группы:
- Слоновая кость;
- Перламутр;
- Коралл;
- Янтарь;
- Жемчуг;
- Гагат;
- Окаменелое дерево;
Перечисленные выше камни кардинально отличаются друг от друга. На первый взгляд даже сложно предположить, почему их объединили в одну группу. Некоторые из них были образованы из растений, которые в связи с внешними факторами в течение нескольких тысячелетий сформировали удивительные самородки. Другие формировались в значительно более короткие сроки путем выделения органических веществ из живых моллюсков.
Органические образования из моллюсков
Сотни миллионов лет назад во времена существования динозавров в океане жили моллюски, называемые аммонитами. Их удивительные закрученные бараньим рогом раковины сохранились до настоящего времени. При этом геологи иногда находят их вдали от воды. Это связано с тем, что в прошлые эпохи моря находились в других местах. Некоторые образцы цельных аммонитов имеют гигантские размеры – самый крупный из них весит более 3 тонн, его диаметр равен 1,5 метра. Наиболее ценными считаются окаменелые аммониты с остатками перламутра на поверхности. Ювелиры часто используют эти окаменелости в различных украшениях. Одни виды обрабатывают таким образом, чтобы перламутр, покрывающий внутреннюю часть раковины, выгодно подчеркивал красоту самородка. У других экземпляров, наоборот, акцент ставится на красоте узоров, образовавшихся от известкового налета.
В юрском и меловом периоде также жили моллюски белемниты. Визуально они похожи на кальмаров, при этом имели раковину, которая состояла из следующих частей: фрагмокон, проостракум и ростр. Последняя часть была самой крепкой и имела вид заостренного цилиндра. Именно эта часть раковины сохранилась до сегодняшних дней и является одним из видов органических ископаемых. Глядя на форму окаменелости, белемнит получил свое второе имя – чертов палец. Средняя длина ростра составляет 20 см, некоторые находки имеют размеры в 50 см.
Перламутр
Также невероятной красотой и прочностью отличается органическое образование под названием перламутр. Он представляет собой внутреннюю часть ракушки, в которой формируется жемчужина. Именно поэтому камень получил такое имя – на немецком языке «Perl Mutter» означает «мать жемчуга». Отличительной особенностью самородка является разнообразие оттенков и невероятный блеск. Создание украшений из перламутра требует высокого профессионализма мастера. Самоцвет состоит из карбоната кальция, воды и органических соединений, выделяемых моллюсками.
Жемчуг
Несмотря на разнообразие морских ископаемых, можно с уверенностью сказать, что самым ценным и уникальным является жемчуг. Он может образовываться в некоторых видах раковин – морских или пресноводных. При попадании инородного тела внутрь, моллюск начинает выделять секреции, с помощью которых защищается от «незваных гостей». Покрываемые слои имеют восхитительный перламутровый блеск. Разные виды жемчужниц обладают различным выделяемым секретом, отличающимся по цвету. Так, самым дорогим считается черный жемчуг, который создают устрицы вида Pinctada margaritifera, они обитают в районе Гавайских островов – рисунок 1.
Учитывая огромную популярность жемчуга, специалисты создали целые фермы, которые выращивают органический камень. Они самостоятельно вживляют мелкие песчинки в раковину, после чего начинается работа моллюска. Для создания среднего размера жемчужины требуется около 10 лет.
Окаменелости живых организмов
Коралл
В теплых водах мирового океана размещаются огромные коралловые рифы и целые острова. Они состоят из полипов – живых морских беспозвоночных организмов. Их разнообразный цвет и необычные формы покорили миллионы людей. Кораллы состоят из карбоната кальция с добавлением различных примесей. Коллекционеры предпочитают иметь цельные скелеты морских ископаемых. Ювелиры же формируют из них великолепные поделочные камни, которые используют для создания украшений.
В девонской системе Сибири – горных породах, образованных более 350 миллионов лет назад, также были найдены коралловые окаменелости. Их формы и окрасы не такие яркие, как организмы, живущие в современный период, но эти находки имеют важное значение для ученых.
Слоновая кость
Останки мамонтов, слонов, зубы гиппопотамов или клыки моржей можно обнаружить в местах обитания данных зверей. Их поверхность имеет характерный бело-желтый окрас и волнистый рисунок. Крупные находки используют в качестве материала для цельных поделок различных предметов интерьера, более мелкие раскалывают и создают небольшие камни или бусины для дальнейшего производства ювелирных украшений. Китайские умельцы научились создавать из слоновой кости невероятные произведения искусства.
Органические ископаемые из древних растений
Растения появились на земле намного раньше всех остальных живых организмов. Большинство первых деревьев уже давно нет в современном мире. Это связано с множественным изменением климата, который создавал необходимые условия для создания органических образований из останков растений.
Янтарь
Янтарь – это смола, выделяемая из хвойных деревьев. В меловом периоде такие леса были распространены в районе современного Балтийского моря. Влажный воздух и очень высокая температура сделали свое дело – из деревьев буквально сочилась смола, которая под воздействием смены погодных условий застывала, а в течение следующих миллионов лет превращалась в окаменелое ископаемое. Некоторые экземпляры уникальны тем, что внутри такого камня можно обнаружить насекомое или веточку древнего растения. Такие уникальные образцы помогают ученым получить весточку из далекого прошлого – рисунок 3.
Гагат
Гагат представляет собой каменный уголь, образованный из древесины хвойных деревьев. Такое изменение материала связано с погружением дерева в морской ил. После этого многочисленные изменения температурного режима и давления способствовали отмене стадии гниения. Через некоторое время субстанция, попавшая на воздух, превращалась в окаменелость. Все эти процессы происходили очень медленно, для образования гагата требуются миллионы лет. На сегодняшний день основными месторождениями самородка считаются Россия, Германия, Англия, Франция и США.
Окаменелое дерево
После того, как дерево проживает свой век, оно высыхает и падает – в течение тысяч лет вся его поверхность оказывается под толстым слоем почвы. Именно в этот момент начинается формирование самоцвета. Внутренняя и внешняя часть растения обрастает минералами кварца, халцедона или опала. При этом древесный рисунок и даже годичные кольца зачастую сохраняются. В результате рождается камень, внутри которого визуализируется дерево. Такие процессы характерны для вулканических зон. В этих местах создавались необходимые внешние условия для роста кристаллов.
Если кому-то посчастливится на пляже найти окаменелые ракушки, то распознать их несложно. Но и есть и много окаменелостей, глядя на которые сложно догадаться, что они собой представляли. Усугубляется проблема тем, что многие из окаменелостей являются неполными или плохо сохранившимися. Иногда в сомнениях находятся даже учёные. В нашем обзоре 10-ка окаменелостей, которые на протяжении многих десятилетий оказывались не узнанными.
1. Аммониты
Окаменелые аммониты довольно часто встречаются и сегодня, но в течение тысяч лет их принимали за что угодно, кроме моллюсков. Древние греки полагали, что это были бараньи рога, и назвали аммониты в честь египетского бога Амона, которого изображали примерно с такими же рогами. Древние китайцы называли их камнями-рогами по аналогичной причине. В Непале окаменелых аммонитов считали святыней, оставленной богом Вишну. Викинги же считали их священным окаменелым потомством мирового змея Ёрмунгарда.
В средние века аммониты были известны в Европе как змеиные камни, поскольку считалось, что это были окаменевшие тела свернувшихся змей, которые превратили в камень христианские святые. Сегодня же стало известно, что аммониты - это лишь окаменелые раковины существ, которые вымерли около четырех сотен миллионов лет назад.
2. Рыбьи зубы
Ископаемые зубы рыб в разные века считали различными предметами. У некоторых древних видов рыб были плоские коренные зубы для дробления моллюсков. В Греции, а позже и в большей части Европы, окаменелые остатки таких зубов считались магическими камнями, а часто их называли жабьими камнями. Подобные зубы использовали в ювелирных изделиях, а также полагали, что с их помощью можно вылечить эпилепсию и отравление. В Японии, окаменелые плоские и острые зубы акул считали когтями страшного чудовища тенгу, в Европе зубы - языком дьявола.
3. Деревья
Лепидодендрон - это древнее дерево, у которого кора была покрыта большими плоскими чешуйками, подобно сосновой шишке. Сами листья этого дерева были похожи на стебли, поэтому лепидодендрон считают скорее травой, чем деревом. Большая часть залежей угля в Европе - это останки этих древних растений. Раньше часто находили целые окаменелые стволы лепидодендронов, длина такого ствола могла составлять до тридцати метров, а толщина - около метра. В 19 веке их выдавали за тела змей и драконов.
4. Фораминиферы
На тихоокеанских пляжах на юге Японии можно найти совершенно необычные песчинки. Многие из них имеют форму крошечных звезд, меньше миллиметра в диаметре. Местные легенды утверждают, что это останки несчастных детей от небесного союза двух звезд. Эти звездные дети умерли либо от падения на землю или были убиты чудовищным змеем, обитающим в море недалеко от японского острова Окинава. На самом деле, эти крошечные звезды являются останками колючих оболочек другой формы жизни: амебовидных существ, называемых фораминиферы.
5. Протоцератопсы
Динозавры под названием протоцератопсы были родственниками более известных трицератопсов. Они ходили на четырех ногах, а по размеру были примерно с большую собаку, хотя гораздо тяжелее. У большинства протоцератопсов был большой череп с птичьим клювом и костяное жабо, растущее из задней части черепа. Людям, не знакомым с динозаврами, сохранившиеся скелеты протоцератопсов напоминали фантастических и причудливых существ. Из-за их размера, этих динозавров считали небольшими львами с крючковатым клювом, как у орла. Возможно, что именно протоцератопсы являются прообразом мифических грифонов.
6. Белемниты
Белемниты были древними животными, которые напоминали кальмаров. В отличие от кальмаров, они имели скелет, а все их десять щупальцев были одинаковой длины, причем они были покрыты крошечными крючками. Белемниты жили в одно время с динозаврами, населяя моря. Наиболее часто встречаются окаменевшие части скелетов белемнитов, которые похожи на длинные пули. В Европе люди думали, что эти окаменелости - это громовые стрелы богов, которые упали на землю. Другие люди думали, что белемниты принадлежали эльфам, а не богам, считая их пальцами эльфов, сказочными свечами или стрелами эльфов.
7. Анхизавры
Анхизавры были одними из ранних видов динозавров. Они были травоядными, имели длинные шеи и хвосты, а также являлись ранними родственниками более известных бронтозавров и диплодоков. Только, в отличие от них, размеры анхизавров составляли всего 2м. Как ни парадоксально, но изначально кости этих динозавров приняли за кости первобытного предка человека.
8. Мастодонты и мамонты
Еще несколько тысяч лет назад по ледяной земле бродили гигантские мамонты и мастодонты. Они напоминали волосатых слонов с огромными бивнями. Как и у современных слонов, у этих животных были очень развитые сильные хоботы, из-за чего строение скелета этих животных предполагало большую дыру в черепе. Люди, которые никогда не видели слонов, предполагали, что эти огромные окаменевшие черепа с гигантским отверстием в передней части принадлежат циклопам, мифическим гигантским одноглазым человекоподобным.
9. Морские ежи
Морские ежи - колючие сферические существа, которые обычно встречаются вдоль берегов моря. Морские ежи существовали в течение сотен миллионов лет, и после их древних предков осталось множество окаменелостей. В Англии подобные окаменелости принимали за сверхъестественные короны, буханки хлеба или магические змеиные яйца. В Дании их считали громовыми камнями, поскольку они якобы выделяли влагу перед сильными бурями.
10. Гоминиды
Предки современных людей оставили после себя множество окаменелостей по всей земле. Из-за их очевидного несоответствия с костями людей, часто подобные окаменелости считали доказательством различных человекообразных мифических существ, упомянутых в Библии, например, гигантов и демонов. В других культурах найденные скелеты неандертальцев породили легенды о йети и прочих гоминидных существах.
Ветвящаяся мшанка в фузулиновом известняке. Вся препарация проводилась заточенной отверткой, в финале — компрессы со слабым раствором кислоты и вымачивание в воде.
На месте находки
Некоторые образцы встречаются в природе практически сразу в «готовом к употреблению» виде. Например, знаменитые ульяновские плитки с аммонитами: если камень раскололся удачно, на нем уже будет готовая перламутровая композиция, и единственное, что можно сделать - это аккуратно уменьшить с помощью молотка и зубила площадь плитки по краям, оставив на ней лишь «полезную информацию». То же касается большинства окаменелостей в других слоистых породах - таких, как отпечатки рыб и растений в мергелях. Правда, образец может расколоться неудачно. В этом случае ремонтом лучше заняться сразу в полевых условиях: когда находки прибудут на место, есть вероятность, что края ощутимо покрошатся, и линия склейки станет хорошо заметна. Для склеивания образцов непосредственно на месте находки хорош клей на основе цианоакрилата - особенно его модификация, предназначенная для металла, камня и жемчуга. Он отличается от классического «суперклея» густой консистенцией и чуть более медленным схватыванием (существует ненулевой шанс успеть исправить ошибку). Но самого главного в инструкции нет. «Недокументированная» особенность этого клея в том, что он относительно неплохо схватывается даже на влажных поверхностях, что незаменимо для свежедобытых образцов. Хотя делать этого не рекомендуется, иногда просто нет другого выхода.
Аммонит из фрагментов. Был найден в виде россыпи мелких кусочков и склеен
Если все делать по правилам, следует брать ценные образцы с хорошим запасом породы, чтобы заняться препарировани ем уже дома. Но для их н арушения могут быть три причины. Первая - ограничение по весу. Если вы улетаете с места поиска самолетом, взять с собой пятьдесят-шестьдесят килограммов сырья вряд ли получится. То же касается и путешествий с рюкзаком за плечами: собранные в первый день килограммы фоссилий могут испортить всю дальнейшую поездку. Вторая причина - в том, что не всегда понятно, достоин ли препарирования тот или иной образец. А третья связана с вашими соседями: если тонкое препарирование - работа достаточно тихая, то изготовление из полуметровой глыбы камушка размером с кулак - процесс весьма громкий, и лучше провести его там, где никто не слышит. Поэтому большинство находок я всегда препарирую начерно на месте обнаружения, либо вечером того же дня в полевом лагере. Для этого удобен небольшой набор победитовых скарпелей различной ширины. В отличие от тупого зубила, которое скорее раскалывает породу по внутренним трещинам камня, чем согласно воле палеонтолога, скарпель позволяет отделять небольшие фрагменты весьма точно и предсказуемо. Но ювелирной работе скарпелями чаще всего предшествует размахивание небольшой кувалдой. Если глыба слишком велика, ею удобно разобрать часть породы с противоположной от образца стороны.
Убрать лишнее
Препарирование - освобождение образца от вмещающей породы - может быть как сухим, так и мокрым. Здесь все зависит от многих факторов, включая плотность и однородность породы и хрупкость самого образца. Часто бывает удобно начерно отпрепарировать окаменелость «на сухую», а затем замочить на несколько часов в воде, которая размягчит известняк или мергель, сделав его более пластичным и податливым. Недостаток мокрого метода - постоянное «замыливание» каменной мукой расчищаемой поверхности: чтобы видеть сам объект, его приходится непрерывно промывать, окуная в большую емкость с водой и смывая труху кисточкой.
Чашечка морской лилии. Дремель, заточенная отвертка, игла. Изначально были видны только фрагменты двух рук.
Инструменты, применяемые на различных этапах, могут отличаться, но чаще всего процесс идет в последовательности «зубило - скарпель - тонкая заточенная отвертка - игла с ручкой - химикаты и ватные палочки». Отвертка отличается от скарпели не только размерами, но и мягкостью металла. Твердосплавным наконечником лучше вообще не прикасаться к окаменелости, а действовать лишь вокруг образца. Отвертка же не будет оставлять глубокие царапины на находке при первом прикосновении, и к ней вполне можно прикладывать усилие, добравшись непосредственно до фоссилии.
При работе любым инструментом, практически всегда необходимо строго выдерживать направление удара или нажима к образцу, а не от него. Конечно, из каждого правила есть и свои исключения. Часто встает выбор: снимать породу часами по крошке в направлении образца, либо пойти на риск и ударить в противоположном направлении - с неплохой вероятностью, что единственный удар сразу же раскроет значительную площадь раковины или панциря. Если вы сделали выбор в пользу второго - держите наготове клей и лупу, чтобы в случае неудачи сразу же качественно склеить образец и продолжить препарирование.
Электрические граверы типа дремеля могут применяться на различных этапах - кроме, пожалуй, самых тонких: здесь все зависит от используемых насадок. Алмазным диском можно сделать глубокий надпил, чтобы отколоть значительный кусок породы строго в заданном месте, резцы применяются при оконтуривании мелких деталей, а шлифующие насадки служат для выравнивания поверхности вокруг образца, чтобы грубые борозды от инструмента не стали похожи на штриховку в стиле «раннее Марокко». Кто видел подобные образцы, поймет, о чем я.
Доверять ли химии?
Для окаменелостей из известняков, замещенных кремнеземом (кварц, кремень или халцедон), существует большое искушение просто бросить образец в кислоту и достать очищенным через пару дней. В девяти случаях из десяти этого делать не стоит. Хотя кислота растворит производные кальцита (известняк) и не тронет кремень, результат, скорее всего, будет далек от ожидаемого. Во-первых, замещенная кремнем окаменелость, кажущаяся в куске породы монолитной, может оказаться покрытой густой сетью микротрещин и держаться лишь на известковом «цементе». Особенно это касается тонких раковин брахиопод, которые при удалении связующего вещества - известняка - как правило, рассыпаются на сотни крошечных фрагментов. А, во-вторых, мелкие детали строения - такие, как септы у кораллов - могли заместиться как раз кальцитом, и бесследно растворятся в кислоте, оставив вам на память лишь самые прочные, кремневые части фоссилии.
Rugosa с расчищенной чашечкой. В чашечку заливался уксус, после чего септы расчищались иглой.
Кислоты, да и то в тщательно подобранной концентрации, обычно стоит использовать лишь на финальном этапе для удаления тонких известковых корочек, оставшихся после механической препарации. Впрочем, иногда опыт с «химическим ускорением» процесса оказывается удачным. Если вы собрали множество однотипных окаменелостей - почему бы не закинуть одну-две из них отмокать в кислоте, достать и посмотреть, что получилось и нужна ли кропотливая механическая обработка для остальных? Вообще, «частных случаев» здесь очень много. Практически любой ценный образец представляет собой именно такой «частный случай». Прежде чем приступать к очистке ответственных участков, стоит проверить на тыльной стороне образца или на оставшихся после уменьшения его объема обломках механические (как раскалывается) и химические (как растворяется) свойства породы, а при расчистке продвигаться от менее ценных и сложных участков к самым ответственным.
Пара слов об ультразвуке
Ультразвуковая ванночка - незаменимый инструмент палеонтолога-любителя. Образец кладется в воду, и высокочастотные колебания приводят к тому, что от него отваливается все, что плохо держится. Ржавый налет, известковые корочки или просто сильные загрязнения в труднодоступных местах - все это замечательно удаляется ультразвуком. Немного подкисленная и подогретая вода в несколько раз ускорит процесс (концентрированные кислоты использовать не стоит). Однако, ультразвук - вещь коварная. При первом применении он дает такой «вау-эффект», что возникает искушение все образцы без разбора бросать в ультразвуковую ванну, как и в случае с кислотой. После нескольких безнадежно испорченных окаменелостей это чувство проходит. Поэтому пользоваться методом стоит очень аккуратно, и в основном на финальных этапах - для удаления тонких корочек и белого налета, который не очистить механически.
Створка Choristites sp. Механическое препарирование, в финале — ультразвук в слегка подкисленной воде
Метод компрессов
Иногда встречаются образцы комбинированного состава. Например, композиция из кальцитового коралла-ругозы и замещенной кремнеземом раковины брахиоподы со сложным рельефом. Рельеф раковины не почистить механически, а для коралла неприменима химия. В этом случае, отпрепарировав вручную все, что поддается очистке, можно точечно протравить нужные детали кислотой, не затрагивая остальных поверхностей. Для этого делаются компрессы из ватных дисков, которые и накладываются на подлежащие химической очистке детали образца. Чтобы кислота не испарялась, сверху помещается полиэтиленовая пленка. Под действием химии кальцитовые корочки на образце размягчаются, а дальше иглой проявляется его структура. Обычно всю операцию приходится повторять несколько раз, а в конце стоит замочить образец на пару суток в большом объеме воды, периодически ее меняя. Так удалятся остатки проникшей в поры камня кислоты, которая иначе продолжит медленно разрушать образец изнутри.
Кремневая раковина брахиоподы и кальцитовый коралл. Комбинированный метод: механическая очистка ругозы и кислотные компрессы на раковину.
Дополнительное оборудование
При расчистке мелких деталей незаменима лампа-лупа. Чем больше будет ее диаметр - тем больше свободы вы получите при препарировании. Для работы с мелочами, которые обрабатываются не на столе, а в руках, во многих случаях окажутся удобнее увеличительные очки. Мешочек из прочной ткани, набитый песком, позволяет надежнее зафиксировать образец во время грубой обработки и смягчить удары в тех местах, которые не должны отколоться. «Убитыми», пришедшими в негодность кусачками удобно разбирать по трещинам относительно мягкие породы вроде фузулинового известняка. Фрагменты отделяются точно и без лишнего шума. Наконец, на некоторых этапах может пригодиться и микроскоп (лучше бинокулярный). Но начинать можно, имея под рукой лишь минимальный набор. Небольшой молоток, пара скарпелей, часовая отвертка и примотанная проклеенными нитками к карандашу игла позволяют сделать очень много.
Зуб Psephodus sp. В процессе извлечения из породы раскололся на три фрагмента и был склеен под лупой.
1. Родий — благородный и очень редкий металл серебристо-белого цвета. Используется в ювелирном деле, в ядерных реакторах и как катализатор в химических реакциях. Цена такого металла около $30 за грамм.
2. Пейнит . Этот кристалл занесен в Книгу Рекордов Гиннеса как самый редкий минерал в мире. До 2005 года было найдено менее 25 кристаллов пейнита. О цене этого минерала говорить трудно. Проще сказать, что он бесценен.
3. Алмаз — минерал, который широко используется в микроэлектронике, ядерной и часовой промышленности, в ювелирном деле и других отраслях. Ограненный алмаз (бриллиант) может достигать цены до $300 000 за 1 карат .
4. Черный опал — еще один редкий камень удивительной красоты. Он стал национальным камнем Австралии, где собрано более 95% общего мирового объема. Средняя стоимость — $2 350 за 1 карат.
5. Платина — благородный металл, который широко используется в медицине, в ювелирном деле и в самых разных технических отраслях. Основные месторождения платины находятся в России и в Южной Африке. Цена платины на сегодняшний день — $32 за грамм.
6. Золото . Именно золото стало самым популярным металлом в ювелирном деле. Возможно, секрет в том, что характерным цветом металла легко заявить о некоторой роскоши. А вот, скажем, отличить платину от недорогого серебра смогу далеко не все. За 1 грамм золота вам придется заплатить $43.
7. Рубины . Эти минералы человек добывает уже более 2 000 лет. Рубины считаются предметом исключительной роскоши и довольно редко встречаются даже в ювелирных магазинах. Кристаллы высокого качества могут стоит до $13 000 за карат.
8. Жадеит — редкий минерал зеленого цвета. Любопытно, что сорт империал используют в ювелирном деле, а вот блочный жадеит низкого качества задействуют в каменках саун и бань. Дорогие экземпляры могут стоит $20 000 за карат.
9. Гранат — группа минералов, имеющих разные оттенки и цвета. Отсюда складывается цена: синий гранат встречается в единичных экземплярах, он и считается наиболее дорогим. В 2006 году синий гранат весом 4.2 карат был продан за $6 800 000.
