Введение
Окаменелые остатки растений
Окаменелое дерево, также известное как окаменелость дерева (от древнегреческого πέτρα, что означает «скала» или «камень»; буквально «дерево, превращенное в камень»), – это название, данное особому типу окаменелой древесины, окаменелым остаткам наземной растительности. Окаменение – это результат замены дерева или древоподобных растений камнем посредством процесса минерализации, который часто включает перминерализацию и замещение. Органические материалы, составляющие клеточные стенки, были воспроизведены минералами (в основном кремнезёмом в форме опала, халцедона или кварца). В некоторых случаях первоначальная структура ткани ствола может быть частично сохранена. В отличие от других ископаемых растений, которые обычно представляют собой отпечатки или сжатия, окаменелое дерево является трёхмерным представлением исходного органического материала. Процесс окаменения происходит под землей, когда древесина оказывается погребенной в воде или вулканическом пепле. Присутствие воды снижает доступность кислорода, что подавляет аэробное разложение бактериями и грибками. Вода, насыщенная минералами, протекающая через осадочные породы, может привести к перминерализации, которая происходит, когда минералы осаждаются из раствора, заполняя внутренние части клеток и другие пустые пространства. Во время замещения клеточные стенки растения служат шаблоном для минерализации. Необходимо соблюдать баланс между разложением целлюлозы и лигнина и минеральным шаблонированием для точного сохранения клеточных деталей. Большая часть органического вещества часто разлагается, однако некоторая часть лигнина может остаться. Кремний в форме опала А может относительно быстро пропитывать и проникать в древесину в условиях горячих источников. Однако окаменелое дерево чаще всего связано с деревьями, погребенными в мелкозернистых отложениях дельт и пойм рек или вулканических лахарах и пепельных слоях. Лес, где такой материал окаменел, называется окаменелым лесом.
Формирование
Окаменевшая древесина образуется, когда древесные стебли растений зарываются во влажные осадочные отложения, насыщенные растворенными минералами. Недостаток кислорода замедляет разложение древесины, позволяя минералам замещать клеточные стенки и заполнять пустоты в древесине. Затем древесина минерализуется, превращаясь в камень. Неминерализованная древесина была обнаружена в палеозойских формациях, особенно калликсилон в песчанике Береа, но это крайне редко. Окаменевшая древесина впоследствии обнажается в результате эрозии окружающих отложений. Неминерализованная ископаемая древесина быстро разрушается при эрозии, но окаменевшая древесина весьма прочна. Со временем почти весь исходный органический материал теряется; в окаменевшей древесине остается лишь около 10%. Хотя древесина, окаменевшая в таких условиях, составляет лишь небольшую часть геологической летописи,
большая часть окраски окаменевшей древесины обусловлена микроэлементами. Среди них железо является наиболее важным, и оно может создавать широкий спектр оттенков в зависимости от степени окисления. Хром придает окаменевшей древесине яркий зеленый цвет. Различия в цвете, вероятно, отражают разные этапы минерализации. В некоторых случаях вариации могут быть вызваны хроматографическим разделением микроэлементов. Древесина также может окаменевать кальцитом, как это происходит в конкрециях в угольных пластах. Древесина, окаменевшая кальцитом, как правило, сохраняет больше своего первоначального органического материала. Процесс окаменения начинается с отложения гётита в клеточных стенках, за которым следует отложение кальцита в пустотах. Углеродистая древесина устойчива к кремнеобразованию и обычно окаменевает под действием других минералов.
Моделированная окаменевшая древесина
Ученые пытались воспроизвести процесс окаменения древесины, чтобы лучше понять естественный процесс петрификации. Ранние попытки использовали метасиликат натрия как источник кремнезема, но тетраэтилортосиликат оказался более многообещающим. Ряд сооружений предков пуэбло, расположенных вблизи Национального парка «Окаменевший лес», были построены из окаменевшей древесины, включая поселение Агатный Дом. Окаменевшая древесина также используется в целительских практиках направления «Новая Эра».