什么是化石化石是怎么形成的
化石是存留在巖石中的古生物遺體或遺跡，最常見的是骸骨和貝殼等，以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是化石的內(nèi)容，希望大家喜歡!
化石的簡介
在有文字記載的人類歷史的早期，某些希臘學(xué)者曾被在沙漠中及山區(qū)有魚及海生貝殼的存在感到迷惑。公元前450年希羅多德(Herodotus)注意到埃及沙漠，并正確地認(rèn)為地中海曾淹沒過那一地區(qū)。
公元前400年亞里士多德就證明化石是由有機(jī)物形成的，但是化石之被嵌埋在巖石中是由于地球內(nèi)部的神秘的塑性力作用的結(jié)果。他的一個學(xué)生狄奧佛拉斯塔(Theophrastus)(約公元前350年)也提出了化石代表某些生命形式，但是他認(rèn)為化石是由埋植在巖石中的種子和卵發(fā)展而成的。斯特拉波(Strabo)(約公元前63年到公元20年)注意到海生化石在海平面之上的存在，正確地推斷，含有該類化石的巖石曾受到很大的抬升。
在中世紀(jì)的黑暗時代，人們對化石有各種各樣的解釋，人們或者解釋為自然界的奇特現(xiàn)象，或者解釋為是魔鬼的特別的創(chuàng)造和設(shè)計以便來迷惑人。這些迷信以及宗教權(quán)威們的反對，妨礙了化石研究達(dá)數(shù)百年。大約在15世紀(jì)初，化石的真正起源被普遍接受了。人們懂得了化石是史前生物的殘體，符合鈾鉛測年法的斷代，但仍然認(rèn)為是__圣經(jīng)上所記載的大洪水的遺跡?？茖W(xué)家與神學(xué)家的爭論大約持續(xù)了300年。文藝復(fù)興時期，幾個早期自然科學(xué)家，著名的達(dá)芬奇論及到化石的問題。他堅決主張，洪水不能對所有化石負(fù)責(zé)，也無法解釋化石出現(xiàn)在高山上。人們肯定地相信，化石是古代生物無可置疑的證據(jù)，并認(rèn)為海洋曾覆蓋過意大利。他認(rèn)為，古代動物的遺體被深埋在海底，在后來的某個時候，海底隆起高出海面，形成了意大利半島。在十八世紀(jì)末和十九世紀(jì)初，化石的研究打下了牢固的基礎(chǔ)，并形成一門學(xué)科。從那時起，化石對于地質(zhì)學(xué)家越來越重要了。化石主要發(fā)現(xiàn)于海相沉積巖中，當(dāng)海水中沉積物如石灰質(zhì)軟泥、沙、貝殼層被壓緊并膠結(jié)成巖時，就形成了海相沉積巖。只有極罕見的化石出現(xiàn)在火山巖和變質(zhì)中?；鹕綆r原來是熔融狀態(tài)，它的里面是沒有生命的。變質(zhì)巖經(jīng)歷了非常大的變化而形成的，使得原始的巖石中的化石一般都化為烏有。然而，即使在沉積巖中，所保留下來的記錄也只是史前動植物的很小一部分。如果考慮到形成化石這一過程所需要的苛刻條件，也就不難理解為什么沉積巖中所保留下來的也只是史前動植物的很小一部分。每一個化石都有自己的歷史價值。還有一種說法就是，在化石形成之前，那些動物有的還未死亡，科學(xué)家正在研究。
化石的形成條件
雖然一個生物是否能形成化石取決于許多因素，但是有三個因素是基本的：
(1)有機(jī)物必須擁有堅硬部分，如殼、骨、牙或木質(zhì)組織。然而，在非常有利的條件下，即使是非常脆弱的生物，如昆蟲或水母也能夠變成化石。
(2)生物在死后必須立即避免被毀滅。如果一個生物的身體部分被壓碎、腐爛或嚴(yán)重風(fēng)化，這就可能改變或取消該種生物變成化石的可能性。
(3)生物必須被某種能阻礙分解的物質(zhì)迅速地埋藏起來。而這種掩埋物質(zhì)的類型通常取決于生物生存的環(huán)境。海生動物的遺體通常都能變成化石，這是因為海生動物死亡后沉在海底，被軟泥覆蓋。軟泥在后來的地質(zhì)時代中則變成頁巖或石灰?guī)r。較細(xì)粒的沉積物不易損壞生物的遺體。在德國的侏羅紀(jì)的某些細(xì)粒沉積巖中，很好地保存了諸如鳥、昆蟲、水母這樣一些脆弱的生物的化石。
(4)被埋藏的生物尸體還必須經(jīng)歷長時間的石化作用后才能形成化石。有時生物死后雖然被迅速埋藏，但不久因沖刷等各種因素暴露出來而遭到破壞，也不能形成化石。有一些保存在較古老巖層中的化石，因巖層的變形和變質(zhì)作用，使化石遭到破壞。
(5)沉積物在孤寂成巖的過程中，壓實作用和結(jié)晶作用都會影響化石的石化作用和保存。
化石的形成途徑
動物和植物變成化石可以通過很多不同途徑，但究竟通過哪種途徑，通常取決于：
1、生物的本來構(gòu)成
2、它所生存的地方
3、生物死后，影響生物遺體的力。
大多數(shù)古生物學(xué)家認(rèn)為生物殘體的保存有四種形式，每一種形式取決于生物遺體的構(gòu)成或者生物遺體所經(jīng)歷的變化。
化石生物的本來的柔軟部分只有當(dāng)它被埋在能夠阻止其柔軟部分分解的介質(zhì)中時，才能得以保存。這種介質(zhì)有凍土或冰，飽含油的土壤和琥珀。當(dāng)生物在非常干燥的條件下變成木乃伊，也能保存它的身體上本來的柔軟部分。這種情況一般只發(fā)生于干旱地區(qū)或沙漠地區(qū)，并且在遺體不被野獸吃掉的情況下。
大概動物柔軟部分的化石得以保存的最著名的例子是在阿拉斯加和西伯利亞。在這兩個地區(qū)的凍原上發(fā)現(xiàn)的大量的凍結(jié)的多毛的猛犸遺體——一種絕滅的象。這些巨獸有的已被埋藏達(dá)25000年。當(dāng)凍土融解，猛犸的遺體就暴露出來。也有些尸體保存得很不好，當(dāng)它們暴露出來時，其肉被狗吃了，其長牙被象牙商倒賣。猛犸象的毛皮現(xiàn)在在很多博物館展覽，有的把猛犸象的肉體或肌肉放在乙醇中保存。
生物身體的柔軟部分在東波蘭的飽含油的土壤中也發(fā)現(xiàn)到，在這里有保存很好的一種絕滅的犀牛的鼻角、前腿和部分皮。在新墨西哥州和亞利桑那州的洞穴中和火山口里發(fā)現(xiàn)了地樹懶的天然形成的木乃伊。這里的極端干燥的沙漠氣候能夠使動物的軟組織在腐爛之前就全部脫水，并能保存部分的皮、毛、腱、爪等。
生物變成化石的更有趣和不尋常的一種方式就是在琥珀中保存。古代的昆蟲可被某些針葉樹分泌出的粘樹膠所捕獲。當(dāng)松脂硬結(jié)后并進(jìn)一步變成琥珀，昆蟲便留在其中。有些昆蟲和蜘蛛被保存得非常好，甚至能在顯微鏡下研究它的細(xì)毛和肌肉組織。
雖然生物體的軟組織的保存形成了一些有趣的和令人嘆為觀止的化石，但這種方式形成的化石是相對罕見的。古生物學(xué)家更經(jīng)常地是研究保存在巖石中的化石。
生物體上的硬組織也能被保存下來。差不多所有的植物和動物都擁有一些硬部分，例如蛤、蠔或蝸牛;脊椎動物的牙和骨頭;蟹的外殼和能夠變成化石的植物的木質(zhì)組織。生物體的堅硬部分由于是以能抵抗風(fēng)化作用和化學(xué)作用的物質(zhì)構(gòu)成的，所以這類化石分布的較普遍。無脊椎動物例如蛤、蝸牛和珊瑚等的殼是由方解石(碳酸鈣)組成的，其中很多沒有或幾乎沒有發(fā)生物理變化而被保存下來。脊椎動物的骨頭和牙以及許多無脊椎動物的外甲含有磷酸鈣，因為這種化合物抵抗風(fēng)化作用的能力非常強(qiáng)，所以許多由磷酸鹽組成的物質(zhì)也能保存下來，如曾發(fā)現(xiàn)一枚保存極好的魚牙。由硅質(zhì)(二氧化硅)組成的骨骼也具有這種性質(zhì)。微體古生物化石的硅質(zhì)部分和某些海綿通過硅化而變成化石。另一些有機(jī)物具有幾丁質(zhì)(一種類似于指甲的物質(zhì))的外甲，節(jié)足動物和其它有機(jī)物的幾丁質(zhì)外甲可以成為化石，由于它的化學(xué)成分和埋葬的方式，使這種物質(zhì)以碳的薄膜的形式而保存下來。碳化作用(或蒸餾作用)是生物埋葬之后在緩慢腐爛的過程中發(fā)生的，在分解過程中，有機(jī)物逐漸失去所含有的氣體和液體成分，僅留下碳質(zhì)薄膜。這種碳化作用和煤的形成過程相同。在許多煤層中可以看到大量的碳化植物化石。
在許多地方，植物、魚和無脊椎動物就是以這種方式保存下它們的化石。
有些碳的薄膜精確地記錄了這些生物的最精細(xì)的結(jié)構(gòu)。
化石還可以通過礦化作用和石化作用而保存下來。當(dāng)含礦化的地下水把礦物沉淀于生物體的堅硬部分所在的空間時，使得生物的堅硬部分變得更堅硬、抵抗風(fēng)化作用的能力更強(qiáng)。較普通的礦物有方解石、二氧化硅和各種鐵的化合物。所謂置換作用或礦化作用是生物體的堅硬部分被地下水溶解，與此同時其它物質(zhì)在所空出來的位置上沉淀下來的過程。有些置換形成的化石的原始結(jié)構(gòu)被置換的礦物所破壞。
化石不僅動植物的遺體能形成化石，而且表明它們曾經(jīng)存在過的證據(jù)或蹤跡也都能形成化石。痕跡化石能提供有關(guān)該生物特點的相當(dāng)多的情況。很多殼、骨、葉以及生物的其它部分，都能以陽模和陰模的形式保存下來。如果一個貝殼在沉積物硬化成巖之前就被壓入海底，它的外表特征就會留下壓印(陰模)。如果陰模后來又被另外一種物質(zhì)充填，就形成陽模。陽模能顯示出貝殼本來的外部特征。外部陰模顯示的是生物體硬部分的外部特征，內(nèi)部陰模顯示的是生物體堅硬部分的內(nèi)部特征。
一些動物以痕、印、足跡、孔、穴的形式留下了它們曾經(jīng)存在的證據(jù)。
其中如足跡，不僅能表明動物的類型，而且提供了有關(guān)環(huán)境的資料?？铸埖淖阚E化石不僅揭示了它的足的大小和形狀，還提供了有關(guān)它的長度和重量的線索，留有足跡的巖石還能幫助確定恐龍生存的環(huán)境條件。世界上最著名的恐龍足跡化石發(fā)現(xiàn)于得克薩斯州索美維爾縣羅斯鎮(zhèn)附近的帕盧西河床中的晚白堊紀(jì)石灰?guī)r中，年代大約在1.1億年前。留有恐龍足跡的大的石灰?guī)r板被運到全世界的博物館中，成為這種巨大爬行動物的啞證據(jù)。無脊椎動物也能留下蹤痕。在許多砂巖和石灰?guī)r沉積層的表面可以看到它們的蹤跡。無脊椎動物的蹤痕既有簡單的蹤跡，也有蟹及其它爬蟲的洞穴。
這些蹤痕提供了有關(guān)這些生物的活動方式和生活環(huán)境的證據(jù)。洞穴是動物為著藏身覓食而在地上、木頭上、石頭上以及其它能打洞的物質(zhì)上打出的管狀或圓洞狀的孔穴，后來若被細(xì)物質(zhì)充填，就可能得以保存下來。打出該洞穴的動物的遺體偶爾也能在充滿洞中的沉積物中找到。在松軟的海底，蠕蟲、節(jié)肢動物、軟體動物以及其它動物都可留洞穴。某些軟體動物，如鑿船蟲——一種鉆木的蛤、石蜊(Litho-domus)——一種鉆石的蛤，它們的洞穴化石和鉆孔化石也常常能被發(fā)現(xiàn)。在人們所知的最古老的化石之中，有管狀構(gòu)造，據(jù)認(rèn)為這種管狀構(gòu)造是蠕蟲的洞穴。在許多最古老的砂巖中，就有這種管狀構(gòu)造。
鉆孔是某些動物為了覓食、附著和藏身而打的洞。鉆孔經(jīng)常出現(xiàn)在化石化的貝殼、木頭和其它生物體的化石之上。鉆孔也是一種化石。象鉆孔蝸牛這種食內(nèi)動物就能穿過其它動物的殼來鉆孔以吃食其軟體部分。許多古代軟體動物的殼上可見到象是鉆孔蝸牛打的整齊的洞。
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