Imagina la escena de un crimen que sucedió hace años. No hay mucho para seguir: unos pocos huesos, una cara de roca expuesta y un par de balas. Pero para un investigador de la escena del crimen, estas pistas cuentan una historia. El tamaño y la forma de los huesos revelan si la víctima era un hombre o una mujer. Huesos astillados indican el punto de entrada de la bala. Una gubia en la cara de la roca traza el camino de una bala que no alcanzó su objetivo.
Puedes pensar en fósiles de la misma manera. Cuentan una historia, al igual que las pistas en la escena de un crimen. Puede parecer extraño imaginar la Tierra como una escena de crimen gigante, pero en cierto modo, eso es exactamente lo que paleontologos Lo están haciendo cuando buscan y estudian fósiles. Primero, los investigadores buscan evidencia, al igual que hacen los investigadores de la escena del crimen. En segundo lugar, los paleontólogos y los expertos forenses estudian esta evidencia para responder, de una forma u otra, a una pregunta básica: ¿Qué sucedió?
Esta pregunta tiene muchos ángulos. Uno de los más obvios, lo que les sucedió a los dinosaurios, es realmente uno de los más pequeños. Al estudiar los fósiles, puedes explorar preguntas como:
Estas preguntas son complejas, y para mucha gente son extremadamente importantes. Intentan abordar la historia de nuestro planeta, incluso de dónde proviene la vida y cómo se desarrolló o evolucionó. Debido a que proporcionan un registro físico de la vida en la Tierra, los fósiles son una gran fuente de información al estudiar preguntas como estas.
Pero los fósiles no cuentan toda la historia. Por lo general, conservan solo una parte de un organismo, la parte que era dura y resistente, para empezar. Tambien hay traza fósiles, que conserva evidencia de que existía un organismo, como marcas de dientes o huellas, pero no conserva el organismo en sí. Los fósiles también se forman solo en condiciones muy específicas, independientemente de si están petrificados, carbonizados, momificados, congelados o encerrados en una sustancia como el alquitrán o el ámbar. Por esta razón, solo una fracción de los organismos que han existido en la Tierra aparecen en el registro fósil, o el total combinado de los fósiles descubiertos en la Tierra y la información aprendida de ellos. Además de eso, existen lagunas en el registro de fósiles, aunque el descubrimiento continuo de nuevos fósiles y lechos de fósiles que algún día pueden llenar estas lagunas.
Para entender todo esto, necesita saber un poco sobre geología, descomposición y el proceso de fosilización en sí mismo. En este artículo, exploraremos cada uno de estos y profundizaremos en lo que sucede en una excavación de fósiles. Comenzaremos con una mirada a dos de los procesos que son fundamentales para la formación de fósiles: la construcción de las capas de la Tierra y la destrucción de sus residuos.
Si has leído Cómo funciona la Tierra, sabes que la estructura física de la Tierra tiene varias capas distintas. Hay un solido núcleo central, un fundido núcleo externoun maleable manto y un sólido corteza. La corteza, la capa más delgada, forma la superficie de la Tierra, y es donde se forman y se encuentran los fósiles.
La mayoría de las rocas encontradas en y en la corteza terrestre son rocas sedimentarias. Se forman cuando los sedimentos, como limo y arena, se acumulan y se endurecen. A lo largo de millones de años, este proceso da como resultado capas gruesas de roca sedimentaria. En algunas partes del mundo, como el Gran Cañón, puedes ver estas capas. Cada capa es más joven que la que está debajo y más antigua que la que está arriba, un concepto descrito por primera vez en 1600 por el geólogo Nicholas Steno [fuente: Museo de Paleontología de la Universidad de California].
Esto puede parecer un proceso ordenado y ordenado, pero la Tierra está dinámica. Sus continentes descansan sobre platos, que se mueven muy lentamente entre sí. Las placas pueden chocar o separarse, o el borde de una placa puede deslizarse por debajo del borde de otra. Toda esta actividad puede empujar las capas más antiguas de roca a la superficie mientras se entierran otras. Es por esto que algunas formaciones rocosas tienen capas, o Estratos, que aparecen como rayas verticales o remolinos en lugar de capas horizontales. También es la razón por la que se pueden encontrar rocas de la misma edad en partes muy diferentes del mundo: el movimiento de la superficie del planeta ha llevado estas formaciones geológicas de un lugar a otro. Puedes aprender más sobre el proceso en Cómo funcionan los terremotos. Los efectos ambientales, como el desgaste y la erosión, también pueden revelar capas muy antiguas de roca sedimentaria.
Esta es una vista muy simplificada del proceso, pero demuestra dos puntos clave que son necesarios para comprender los fósiles. Una es que la roca sedimentaria forma la superficie de la Tierra. La otra es que el movimiento de la Tierra tiene un gran impacto en cómo y dónde aparecen estas rocas.
La otra cosa que debes saber es que la Tierra es muy eficiente para deshacerse de los residuos. Organismos vivos descomponer después de que mueran.Aunque algunas personas imaginan la descomposición como un proceso natural que tiene lugar sin influencias externas, hay muchos factores en juego que evitan que el planeta se entierre en desechos. Estos son algunos de los componentes del equipo de limpieza de la Tierra:
Pero, ¿cómo se aplica todo esto a los fósiles? Primero, aunque hay excepciones, la mayoría de los tipos de fósiles se forman en rocas sedimentarias. En segundo lugar, todos los tipos de fosilización implican proteger un organismo muerto de los agentes de descomposición. A continuación, analizaremos cómo estos dos factores trabajan juntos y por qué es más probable que ocurra la fosilización en el agua que en la tierra.
Fósiles vivientes
Cuando una planta o animal se parece mucho a sus ancestros en el registro fósil, lo que significa que ha cambiado muy poco a lo largo de millones de años, se le conoce como fósil viviente. Ejemplos de fósiles vivientes son cangrejos de herradura, gingko biloba Plantas y celacantos.
La mayoría de los esqueletos de dinosaurios que ves en los museos existen debido a las rocas sedimentarias. Estos fósiles empezaron cuando un dinosaurio murió en un ambiente que tenía muchos sedimentos en movimiento, como un océano, un lecho de río o un lago. Uno de esos lugares es el zona bentónica - La parte más profunda de un cuerpo de agua. Este sedimento enterró rápidamente al dinosaurio, ofreciéndole a su cuerpo cierta protección contra la descomposición. Mientras que las partes blandas del dinosaurio finalmente se descompusieron, sus partes duras (huesos, dientes y garras) permanecieron.
Pero un hueso enterrado no es lo mismo que un fósil: para convertirse en un fósil, el hueso tiene que convertirse en roca. los orgánico partes del hueso, como las células sanguíneas, el colágeno (una proteína) y la grasa, eventualmente se descomponen. Pero el inorgánico Las partes del hueso, o las partes hechas de minerales como el calcio, tienen más poder de permanencia. Permanecen después de que los materiales orgánicos hayan desaparecido, creando un frágil mineral poroso en la forma del hueso original.
Otros minerales refuerzan este hueso, quemándose en un fósil. El agua penetra gradualmente en el hueso, transportando minerales como el hierro y el carbonato de calcio recogidos del sedimento circundante. A medida que el agua penetra en los huesos de los dinosaurios, algunos de estos minerales precipitado En sus poros microscópicos. A medida que este proceso continúa, el hueso se vuelve más y más como roca. Es como llenar una esponja con pegamento: la estructura física de la esponja sigue siendo la misma, y los poros y los bolsillos se llenan. El pegamento hace que la esponja sea más resistente y más resistente al daño. Los huesos grandes y gruesos, que tienen más espacio para el pegamento mineral, hacen mejores fósiles que los huesos pequeños y planos.
A lo largo de millones de años, el sedimento alrededor de estos huesos reforzados se convierte en roca sedimentaria. La erosión, las mareas y otros procesos naturales continúan depositando más sedimentos, y este sedimento también se convierte en roca. Mientras puedan soportar la presión de la roca circundante, los huesos permanecerán ocultos y conservados de forma segura. Después de millones de años, algún proceso natural, como el desplazamiento gradual de la superficie del planeta, puede revelar estas capas de roca y los fósiles que contienen.
La roca sedimentaria también puede contener traza fósiles, que registran el comportamiento de un organismo. Algunos de los fósiles traza más conocidos son vías, o las huellas de animales extintos. Se forman cuando un animal deja sus huellas en un suelo suave pero resistente, lo que crea una molde. Este molde se llena de sedimentos, y tanto el molde como su relleno se endurecen durante millones de años. Fuerzas como la erosión remueven las capas superiores de roca, revelando las huellas preservadas debajo.
Los sedimentos también pueden rellenar el molde y endurecer en una emitir, o una reproducción del pie que hizo la impresión. Esto también puede suceder con otras trazas, como madrigueras y túneles. Algunos otros fósiles traza incluyen coprolitos (estiércol fosilizado) marcas de dientes en huesos o madera, y nidos. Los sedimentos pueden incluso preservar la vida vegetal. Las plantas pueden hacer impresiones En endurecer los sedimentos o convertirse madera petrificada después de pasar por el mismo proceso que los huesos de dinosaurios fosilizados.
Este tipo de fosilización crea fósiles robustos, pero solo puede tener lugar en condiciones específicas. A continuación, veremos otras formas en que las formas de vida pueden ser enterradas, encerradas o protegidas para que sus restos duren millones de años.
Enterrar un cuerpo en un sedimento no es la única forma de hacer un fósil. De hecho, algunos de los hallazgos fósiles más dramáticos del mundo no han involucrado roca sedimentaria en absoluto. He aquí un vistazo a algunos de los otros métodos naturales para preservar los restos de los seres vivos.
Si un animal muere en un lugar seco y protegido, como una cueva árida, sus restos pueden secarse, o desecar. Estos fósiles son a veces conocidos como momificado fósiles, aunque no han pasado por el tipo de proceso utilizado para preservar las momias egipcias. En cambio, es un poco como deshidratar carne o fruta: quitar el agua del cuerpo hace que sea inhóspita para las bacterias, por lo que los restos duran más tiempo. La desecación puede preservar la piel y los tejidos blandos de un organismo, que la fosilización en los sedimentos generalmente no puede.
Otra forma de fosilización que puede preservar todo el cuerpo de un animal es congelación. Al igual que con la desecación, las temperaturas de congelación pueden disminuir la velocidad a la que las bacterias pueden invadir y destruir un cuerpo. Una capa gruesa de hielo o tierra congelada también puede disuadir a los depredadores. Los investigadores han descubierto bien conservados mamut Cuerpos en tundra helada y grietas heladas. A veces, estos cuerpos aún tienen su piel, cabello y órganos intactos, lo que les da a los paleontólogos una idea más completa de la apariencia del animal y su fisiología. La congelación puede preservar bien los especímenes, pero a menudo no tan bien como la desecación.
Cuando un animal queda atrapado en un natural alquitrán o parafina, todo su cuerpo puede ser conservado. Mientras que la parafina y otras ceras pueden conservar el tejido blando de un animal, sustancias como el alquitrán solo conservan las partes duras. Un buen ejemplo de esto son los mamíferos y las plantas que se conservan en La Brea Tar Pits en Los Ángeles, California. Los huesos excavados en los pozos de alquitrán a menudo son de color marrón oscuro: han absorbido el alquitrán a través de sus poros. El alquitrán y la parafina también pueden conservar las plantas. Algunas formas de vida, incluidos los humanos, también se han conservado en turba, que se compone principalmente de musgos en descomposición.
Cuando un insecto cae en la resina de un árbol, los insectos, los desechos de las plantas y el polen pueden quedar encerrados en la resina del árbol. los volátil Los componentes de la resina se evaporan durante miles de años. Primero, se convierte en una sustancia dura conocida como copal, y cuando todos los compuestos volátiles desaparecen, se convierte en un material duro e inerte llamado ámbar. Estas muestras son muy útiles, ya que conservan toda la estructura física del fósil. El ámbar también puede contener burbujas de agua, aire y gas.
Todos estos tipos de fósiles, y los huesos preservados en la roca sedimentaria, pueden dar a los científicos una idea de cómo se ha desarrollado la vida en el planeta. Pero los paleontólogos solo pueden estudiar lo que pueden encontrar. Sigue leyendo para aprender sobre cómo los científicos encuentran y recuperan fósiles.
Sangre de una piedra
En los últimos 10 años, los científicos han hecho algunos descubrimientos sorprendentes sobre los fósiles de dinosaurios. Por ejemplo, Mary Schweitzer, investigadora de la Universidad del Estado de Carolina del Norte, descubrió lo que parecen ser células sanguíneas y proteínas en una población de 65 millones de años. tirano-saurio Rex huesos. Mientras que algunos creacionistas vieron el descubrimiento como una prueba de que la Tierra es mucho más joven que 4.5 mil millones de años, muchos científicos lo vieron como una pregunta sin respuesta sobre la creación de fósiles y cuánto tiempo puede durar realmente el tejido blando.
Si quisieras estudiar un animal en la naturaleza, comenzarías por encontrar su hábitat: viajarías a Australia para estudiar canguros o a China para estudiar koalas. Lo mismo ocurre con los fósiles. Si estuvieras buscando mamuts congelados u otros mamíferos, buscarías glaciares, grietas heladas y tundra. Para encontrar fósiles en la roca sedimentaria, deberías buscar capas de roca de la misma edad que los fósiles que quieres estudiar. Para ello, deberías consultar un geológico Mapa, que muestra las ubicaciones, características y edades de las formaciones rocosas.
Los cartógrafos utilizan fuentes de datos como fotografías aéreas y encuestas para determinar las ubicaciones y características. Las edades de las rocas provienen de datación radiométrica. Es posible que haya oído hablar de un tipo de datación radiométrica, la datación por carbono-14, que los científicos a menudo usan para determinar la edad de los artefactos arqueológicos. Al igual que todos los métodos de datación radiométrica, la datación por carbono 14 determina la edad de una muestra al evaluar la desintegración radioactiva De átomos específicos en la muestra. Los átomos que se miden son isótopos - átomos que son idénticos excepto por el número de neutrones en sus núcleos. Puede leer más sobre este proceso en Cómo funciona la radiación nuclear. Los isótopos utilizados para determinar la edad de las rocas eliminan sus neutrones adicionales hasta que se vuelven estables, y los científicos miden las proporciones de los dos isótopos.
La datación por carbono 14 no se usa para medir la edad de los fósiles porque su media vida - la cantidad de tiempo que tarda la mitad de los átomos en la muestra en descomponerse - es demasiado corta. La datación por carbono 14 puede determinar la edad de las muestras hasta aproximadamente 60,000 años, pero muchas capas de roca y los fósiles que contienen tienen millones o billones de años. Para determinar la edad de estas muestras, los científicos miden otros isótopos radiactivos, como el potasio-40 y el uranio-238, que se encuentran en la roca ígnea vecina. Cada uno de estos isótopos tiene una vida media de más de mil millones de años, en comparación con la vida media de carbono 14 de solo 5,730 años.
Así que si querías buscar los huesos de un tirano-saurio Rex, buscarías roca expuesta que tenga alrededor de 65 millones de años. Si quisieras encontrar un trilobite, como los que se muestran arriba, necesitarías una roca mucho más antigua; tendría que tener más de 245 millones de años. Y si querías estudiar el cianobacterias que conforman algunas de las vidas más antiguas que se conocen en la Tierra, tendrías que encontrar rocas que tengan aproximadamente 3.500 millones de años.
Una vez que encuentre la roca adecuada, encontrar un fósil requiere suerte y buen ojo. La fosilización es un hecho relativamente raro, por lo que puede pasar mucho tiempo recorriendo una posible formación sin encontrar huesos, huellas o impresiones. Si encuentra un fósil, el siguiente paso es la excavación y la preparación: veremos qué se necesita para separar el hueso de la roca en la página siguiente.
Una paradoja rocosa
En los siglos XVIII y XIX, antes del desarrollo de la datación radiométrica, descubrir dónde encontrar fósiles era un poco paradójico.Para determinar la edad de una capa de roca, los científicos estudiaron los fósiles en ella y los compararon con los fósiles encontrados en otros lugares.
Para convertirse en un fósil, un organismo tiene que morir en un ambiente que fomente la fosilización. Esto no sucede muy a menudo, y solo ocurre en ciertos entornos. Por esta razón, el número total de fósiles es extremadamente pequeño en comparación con el número de plantas y animales que han vivido. Los fósiles también son mucho menos diverso vida vegetal y animal: solo un pequeño porcentaje de las especies se convierten en fósiles. Además de eso, los especímenes fósiles tienen que sobrevivir durante millones de años, soportando terremotos, actividad volcánica y la inmensa presión de las capas circundantes de roca.
Por esta razón, cada espécimen fósil puede ser importante: tiene el potencial de agregarse al conocimiento científico sobre la vida en la Tierra. Esto es especialmente cierto si el fósil es de una vertebrado animal, o uno con una espina. Cuando los paleontólogos aficionados encuentran fósiles de vertebrados, su mejor opción es ponerse en contacto con un museo o centro de investigación para obtener ayuda. Hay varias razones para esto:
Para los paleontólogos, la excavación de un fósil es un proceso lento y cuidadoso. Aunque un equipo de excavación puede usar grandes herramientas y grúas para eliminar un esqueleto completo en una losa grande, quitar los huesos de la roca circundante requiere tiempo y paciencia. Por esta razón, cuando se trabaja con esqueletos o huesos grandes, los paleontólogos a menudo extraen muestras grandes, las encierran en yeso y las envían a un centro de investigación para facilitar el estudio.
Trabajando desde las superficies óseas expuestas hasta las superficies no expuestas, los paleontólogos despegan lentamente la roca matriz Que rodea el hueso. Esto puede sonar difícil, pero hay una plano de debilidad Entre el hueso y la roca. La roca tenderá a romperse a lo largo de este plano con la ayuda de herramientas, como pinceles y púas dentales. Los paleontólogos también pueden rociar la roca con agua para suavizar los sedimentos.
A veces, el hueso fosilizado es frágil, tan frágil que el proceso de remoción podría romperlo o romperlo. Cuando esto suceda, los investigadores reforzarán el hueso con un pegamento fino o resina. Este líquido empapa el hueso, reforzando su estructura. Este paso requiere mucho cuidado, ya que el pegamento puede adherir permanentemente escamas de sedimento o polvo al hueso.
Una vez que el fósil se retira de la roca, los científicos pueden determinar su edad usando una espectrómetro de masas, isótopos de medición para la datación radiométrica. Otra técnica es comparar el fósil con otras muestras con edades conocidas. Otras herramientas incluyen tomografías computarizadas (CAT) y modelos de computadora. Cuando se trata de animales vertebrados, los paleontólogos también pueden acercarse al esqueleto como un rompecabezas gigante, tratando de averiguar exactamente cómo encajan los huesos para determinar cómo vivió y se movió el animal.
El objetivo general de todo esto es aprender algo sobre la vida en la Tierra. A continuación, exploraremos algunas de las cosas que puede revelar el estudio de los fósiles.
El estudio de los fósiles tiene tanto que ver con las relaciones como con el estudio de plantas y animales específicos. Cuando los investigadores observan una capa de roca, observan todos los fósiles contenidos allí, determinando qué especies vivieron al mismo tiempo. Al observar las capas rocosas vecinas, los investigadores pueden finalmente determinar cómo se ha desarrollado la vida a lo largo de miles de millones de años de la historia de la Tierra. Todos estos descubrimientos se suman para crear el registro de fósiles, la colección total de todos los fósiles conocidos en la Tierra.
Estas relaciones pueden dar a los científicos muchas pistas sobre cómo la vida ha cambiado con el tiempo. Aquí hay unos ejemplos:
Otras relaciones pueden ser más controvertidas. Los científicos pueden usar las relaciones entre los fósiles de diferentes períodos para apoyar la teoría de la evolución. Por ejemplo, un paleontólogo podría estudiar los restos fosilizados de caballos prehistóricos para determinar cómo se relacionan con los caballos modernos. Las similitudes entre algunos huesos de dinosaurio y los huesos de las aves de hoy en día sugieren que algunos dinosaurios eventualmente se convirtieron en aves.
Fósiles de transiciónLos fósiles que muestran las características de más de un tipo de animal también pueden apoyar la teoría de la evolución. Por ejemplo, el cráneo que se muestra arriba es un fósil de 25 millones de años de un ballena barbada. Pero a diferencia de las ballenas barbadas de hoy, esta tenía dientes afilados. Parece ser una etapa intermedia entre las ballenas extintas, que tenían patas y dientes, y las ballenas de hoy.
Los científicos también pueden usar fósiles para identificar especies de plantas y animales que existen en la actualidad. Los investigadores identificaron las especies de pinos que se muestran a la derecha con la ayuda de una impresión fósil de 90 millones de años.
Y los fósiles pueden incluso ayudar a los investigadores a entender la vida humana. Los especímenes fósiles revelan muchos ancestros parecidos a los humanos que vivieron hace millones de años. Los cráneos que se muestran a continuación son de una variedad de ancestros humanos antiguos, y demuestran cómo la forma del cráneo, que se relaciona con el tamaño y la estructura del cerebro, puede haber cambiado a medida que los humanos se desarrollan.
Estos y otros fósiles han hecho contribuciones masivas a la vida en la Tierra, y los científicos continúan haciendo nuevos descubrimientos. Algunos de los hallazgos más recientes provienen de yacimientos de fósiles recién excavados en China. Una de estas camas se encuentra en la provincia de Liaoning, en el noreste de China. Para 2005, los investigadores habían excavado muestras de 90 especies de vertebrados, 300 especies de invertebrados y 60 especies de plantas. Algunos de estos descubrimientos están llenando los agujeros en el registro fósil, mientras que otros respaldan las teorías existentes de los científicos, como la idea de que algunos dinosaurios tenían plumas.
Una colección de fósiles que se cree que son la serie evolutiva del hombre desde su primera existencia hace millones de años, aparece en el Museo Nacional de Nairobi, de 75 años de edad.En la página siguiente, encontrará muchos enlaces sobre fósiles, dinosaurios, paleontología y temas relacionados.
👉 Es el proceso que se da cuando el organismo o alguna de sus partes se mineralizan, formando una copia fiel sobre la piedra. Al morir, muchos organismos van a parar al lecho de ríos y pantanos y van quedando sepultados por capas de sedimentos que, además, lo ayudan a su conservación.
👉 Índice
👉 El proceso de fosilización más conocido es la petrificación, que es el reemplazo molécula a molécula del material del esqueleto original, por algún mineral del medio (por ejemplo calcio o sílice).
👉 Los fósiles son los restos o evidencias de vida de seres que estuvieron vivos hace más de 5 mil años.
👉 El proceso de formación básico de la mayor parte de los fósiles se basa en el enterramiento: un enterramiento rápido bajo toneladas y toneladas de barro permiten aislar rápidamente los restos orgánicos de muchos de los elementos que podrían deteriorarlos con el tiempo: lluvias, carroñeros, etc.
👉 ¿Cómo se forma un fósil?
Los fósiles pueden decirnos cómo ha evolucionado la vida en la tierra a lo largo del tiempo y también cómo ha cambiado el clima. Descubre qué son los fósiles y cómo se formaron los fósiles.