Tìm hiểu về sự hình thành hoá thạch trong tự nhiên (1)

Hoá thạch hình thành ra sao mà nó lại có giá trị tới vậy?

Ngành khảo cổ học là một ngành rất phát triển và được chú trọng từ lâu đời vì con người luôn mong muốn được khám phá quá khứ. Họ tìm tòi những tàn tích từ xa xưa, những ngôi mộ, cổ vật, địa hình và một phần không thể thiếu nữa là những hóa thạch. Trong việc khám phá quá khứ, hóa thạch là một phần cực kì quan trọng vì nó phản ảnh được những hình thức sống đã từng tồn tại trên thế giới này. Trong bài viết này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu một số vấn đề về hóa thạch.

Về cơ bản, bằng cách nghiên cứu các hóa thạch, bạn có thể khám phá những câu hỏi như: Những dạng sống đầu tiên trên hành tinh của chúng ta là gì? Chúng đến từ đâu? Điều gì xảy ra với chúng?, sự sống trên trái đất thay đổi theo thời gian như thế nào?, khí hậu trái đất thay đổi theo thời gian ra sao? Các dạng sống mới tiến hóa ra sao và liệu chúng có liên quan đến những loài trong quá khứ? Những câu hỏi này rất phức tạp và chúng ta đã mất nhiều năm để nghiên cứu chúng nhằm giải quyết vấn đề lịch sử của hành tinh. Hóa thạch là một nguồn tư liệu tuyệt vời nhất có thể làm sáng tỏ một cách sâu sắc phần nào các câu hỏi phức tạp bên trên.

Điều kiện hình thành

Hóa thạch chỉ hình thành trong điều kiện rất cụ thể, đó có thể là carbon hóa, đông lạnh, ở trong đá hoặc bọc trong một chất như nhựa hoặc màu hổ phách. Mà những điều kiện này không hề dễ dàng có được ở khắp mọi nơi và mọi thời kì. Vì lý do này, chỉ có một phần nhỏ của các sinh vật đã tồn tại trên trái đất xuất hiện trong các mẫu hóa thạch. Chưa kể phần lớn các mẫu hóa thạch còn không hoàn hảo tuy rằng hiện tại có những chương trình hiện đại để tái tạo nhưng chúng cũng không hoàn toàn sát thực. Vì vậy tuy rằng việc nghiên cứu là rất quan trọng nhưng nó cũng rất khó khăn và đòi hỏi nhiều công sức.

Những kiến thức về hóa thạch rất rộng và đòi hỏi những hiểu biết về địa chất, trước hết chúng ta sẽ tìm hiểu một chút về địa chất trái đất và những ảnh hưởng của nó tới việc hình thành hóa thạch. Trái đất vận động thường xuyên, từ từ và có sự tách biệt các lục địa, các vận động nội chất ở bên trong. Tất cả các hoạt động này sẽ tác động đẩy lớp mới của đất đá bao phủ lên bề mặt cũ. Đây là lý do tại sao một số tảng đá có lớp, xuất hiện các đường sọc dọc hoặc xoáy thay vì lớp ngang. Nó cũng là lý do tại sao đá cùng độ tuổi có thể được tìm thấy trong nhiều nơi khác nhau trên thế giới (do sự chuyển động của bề mặt trái đất đã kiến tạo địa chất từ nơi này đến nơi khác). Chúng ta có thể thấy được hai điểm quan trọng để hiểu về hóa thạch. Một là đá trầm tích tạo nên bề mặt trái đất. Hai là quá trình vận động của Trái Đất có tác động lớn đến việc nơi khối đá trầm tích xuất hiện cũng như cách các sinh vật bị ảnh hưởng trong quá trình vận động lục địa.

Mặc dù có những trường hợp ngoại lệ, hầu hết các loại hóa thạch hình thành trong đá trầm tích. Mặc dù một sinh vật có thể hình thành lên hóa thạch hay không đều được quyết định bởi rất nhiều những nhân tố, nhưng có 3 nhân tố cơ bản nhất:

Sinh vật nhất thiết phải có những bộ phận cứng khó phân hủy như xương, vỏ răng và gỗ.... sau đó ở vào một điều kiện vô cùng thuận lợi cho dù là những sinh vật mềm yếu như côn trùng hoặc sứa cũng có thể tạo hình thành lên hóa thạch.

Sinh vật khi chết phải được bảo vệ để tránh khỏi những tác động phá hủy, nếu như các phần cơ thể của nó bị nghiền nát hoặc bị ăn mòn thì khả năng tạo thành hóa thạch của sinh vật không thể thực hiện được.

Sinh vật cần thiết phải được chôn xuống và bao phủ bởi những vật chất có thể giúp nó chống lại những điều kiện khắc nghiệt có thể khiến nó bị phân rã. Xác của những sinh vật ở biển thường rất dễ hình thành hóa thạch. Bởi vì xác sinh vật biển chết sau khi lắng xuống đáy biển bị cát phủ lấp, cát trong những niên đại địa chất sau đó sẽ biến thành đá vôi (limestone) hoặc diệp thạch (schist), những trầm tích nhỏ (sediment) nhỏ không dễ làm tổn hại đến xác của sinh vật.

Sau đây thì chúng ta sẽ tìm hiểu về vài loại hóa thạch quen thuộc.

Hóa thạch đá trầm tích

Hầu hết các bộ xương khủng long mà bạn nhìn thấy trong bảo tàng tồn tại trong đá trầm tích. Hóa thạch hình thành khi một con khủng long chết trong một khu vực có nhiều di chuyển trầm tích, như đại dương, sông, hồ. Một trong những nơi này là vùng đáy - phần sâu nhất của những khu vực nước. Trầm tích sẽ nhanh chóng bao phủ lấy con khủng long, cung cấp cho cơ thể nó một số bảo vệ từ môi trường. Phần mềm của con vật cuối cùng vẫn bị phân hủy nhưng cuối cùng thì phần cứng thành phần từ khoáng, canxi và các chất vô cơ (xương, răng, móng vuốt) vẫn sẽ tồn tại với hình dạng tương đối giống ban đầu. Trong những điều kiện nhất đinh, cơ thể có thể hóa thạch.

Nếu có những chất khoáng như ôxit sillic tới lấp đầy khoảng trống thì sẽ đúc thành một sinh vật bằng đá giống với con vật trước kia. Điều này có thể xảy ra với các dấu vết khác nữa, như hang hốc và đường hầm. Một số hóa thạch không hoàn hảo khác bao gồm coprolites (phân hóa thạch), dấu răng trên xương hoặc gỗ, tổ. Trầm tích thậm chí có thể bảo tồn được cả dấu vết của thực vật. Dấu vết thực vật có thể hiện diện trong trầm tích cứng hoặc trở thành gỗ hóa đá sau khi trải qua quá trình tương tự như hóa thạch xương khủng long. Loại hóa thạch trầm tích là phổ biến nhất và có mặt ở mọi nơi trên trái đất.

Hóa thạch trong một số hình thức khác

Ngoài ở trong đá trầm tích thì có một số cách khác để hóa thạch tồn tại. Trong thực tế thì những hóa thạch đẹp nhất đươc tìm thấy trên thế giới lại phổ biến ở những dạng này chứ không phải trầm tích. Sau đây xin đề cập đến một hình thức hóa thạch đặc biệt này.

Nếu con vật chết trong khu vực khô ráo trong như trong hang động, nó có thể làm được ép, phơi khô. Những hóa thạch loại này gọi là hóa thạch xác ướp (cho dù chúng không có điểm chung với việc ướp xác kiểu Ai Cập). Chỉ cần mất đi các chất hữu cơ, nước và mọi thứ có thể làm môi trường cho vi khuẩn là những hóa thạch này có thể được bảo quản rất lâu và giữ được một số mô mềm như vỏ, cánh. Nhưng các loài động vật càng to thì càng khó có khả năng trở thành hóa thạch theo hình thức này. Chủ yếu là các loài giáp xác, côn trùng.

Một hình thức khác của hóa thạch là đóng băng. Nhiệt độ băng đá có thể làm chậm tốc độ vi khuẩn hủy hoại cơ thể. Lớp băng cũng có thể ngăn chặn những kẻ săn mồi. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra cơ thể voi ma mút được bảo quản tốt trong vùng băng giá và có giá trị nghiên cứu rất lớn. Nói chung hình thức hóa thạch này cũng rất ổn nhưng không có được độ bền như các hóa thạch khô. Ngoài ra thì những hóa thạch trong băng cũng khá hiếm hoi.

Một hình thức khác là khi con vật bị bao phủ bởi paraffin hoặc hắc ín. Dầu hỏa và các loại sáp giúp bảo vệ các mô mềm, các chất nhựa thì bảo vệ phần cứng. Một ví dụ điển hình trong phương thức này là các động thực vật được bảo quản trong một bảo tàng ở Los Angeles (Mỹ). Một số mẫu vật ở đây được khai quật từ các hố hắc ín và hầu như chúng chỉ chuyển màu do hấp thụ hắc ín qua lỗ chân lông. Một thành phần khác có thể dùng để bảo quản là than bùn.

Và loại hóa thạch được coi là tuyệt phẩm đẹp là loại nằm trong hổ phách. Thời nay thì chúng ta vẫn coi chúng là vật trang trí đắt tiền và có giá trị trao đổi lớn. Hổ phách tên khoa học là succinum, là nhựa của các loài cây lá kim, chủ yếu là nhựa loài thông cổ Pityoxylon succinifer Kauss nay đã tuyệt chủng. Bản thân hổ phách cũng là một dạng hóa thạch động vật... Hổ phách thường gặp dưới dạng khối nhựa cứng hoặc dạng nhũ đá với các khối to nhỏ không đều nhau, nhìn trong suốt với màu rất đẹp. Động vật nằm trong khối hổ phách thường là một số loài côn trùng sống gần cây.

Nhìn chung thì tất cả các dạng hóa thạch đều mang một tầm quan trọng nhất định, giúp các nhà khảo cổ có thể nghiên cứu giải quyết nhiều câu hỏi bí ẩn. Hãy đón đọc phần tiếp theo về cách các nhà khoa học tìm và phục hồi các hóa thạch.