Nanoskamieniałości wapienne

Discoaster surculus skamielina, 15 mikronów średnicy. Wyginięcie tego gatunku oficjalnie oznacza początek czwartorzędu

Wapienne nanoskamieniałości to klasa maleńkich (mniej niż 30 mikronów średnicy) mikroskamieniałości , które są podobne do kokolitów zdeponowanych przez współczesne coccolithophores . Nanoskamieniałości są wygodnym źródłem geochronologicznych ze względu na obfitość i szybką ewolucję tworzących je organizmów jednokomórkowych ( nanoplankton ) oraz łatwość obchodzenia się z próbkami osadów . Praktyczne zastosowania nanoskamieniałości wapiennych w obszarach biostratygrafii i paleoekologii stały się jasne, gdy w 1968 r. rozpoczęto odwierty głębinowe w ramach projektu Deep Sea Drilling Project i od tego czasu były one szeroko badane. Nanoskamieniałości dostarczają jednego z najważniejszych paleontologicznych o ciągłej długości 220 milionów lat.

Historia badań

Christian Gottfried Ehrenberg , badając kredę z Rugii , odnotował w 1836 roku obserwację tego, co później nazwano „ kokolitem ”, i zobrazował kokolity i dyskoteki w swoim Mikrogeologie (1854), błędnie klasyfikując te dyski jako rodzaj złożonej kulistej konkrecji . TH Huxley ukuł termin coccoliths w 1858 roku (ze względu na ich kształt przypominający Protococcus), zgadzając się z ich nieorganicznym charakterem. W 1861 roku George Charles Wallich i niezależnie Henry Clifton Sorby odkryli organiczną naturę kokolitów po zaobserwowaniu ich skupisk, kokosfer . Huxley zmienił wtedy swoje poglądy i oświadczył, że kokolity są szkieletowymi elementami nieznanego organizmu, Bathybius haeckelii , pierwotnej formy życia organicznego. Jednym z celów ekspedycji Challenger było zrozumienie natury Batybiusa, ale naukowcy na pokładzie statku doszli do wniosku, że żelowa substancja, która najwyraźniej trzymała razem dyski w kokosferze, była wynikiem przetwarzania próbek i później ogłoszona kokolity stanowią zbroję obronną maleńkich glonów nanoplanktonu (termin ten został ukuty w 1909 roku przez Hansa Lohmanna [ de ] w celu zidentyfikowania najmniejszego planktonu o wielkości poniżej 60 mikronów, który przeszedł przez zwykłe sieci fitoplanktonu ).

systematyki nannoplanktonu na początku XX wieku (Erwin Kamptner, Georges Deflandre [ fr ] i Trygve Braarud ) umożliwiły MN Bramlette i WR Riedelowi skuteczne wykorzystanie nanoskamieniałości do biostratygrafii (1954). Projekt Deep Sea Drilling Project (DSDP, 1968) ujawnił moc tej techniki: pozycje stratygraficzne zostały znalezione w ciągu kilku minut po wciągnięciu rdzenia wiertniczego na pokład statku. Jednocześnie ciągłe rdzenie DSDP zapewniły solidną podstawę do utworzenia biostref nanofosylnych . Ustanowienie kompleksowych schematów chronologicznych zajęło dziesięciolecia (np. Martini 1971; Sissingh 1977; Roth 1978; Okada i Bukry 1980).

Naukowcy zaczęli używać transmisyjnych mikroskopów elektronowych w połowie lat pięćdziesiątych, przechodząc na skaningowe mikroskopy elektronowe w latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych. Mikroskopy optyczne z oświetleniem z polaryzacją krzyżową i kontrastem fazowym , techniki wprowadzone odpowiednio w 1952 r. Przez Kamptnera i Braarud & Nordli, są nadal używane w rutynowych pracach terenowych.

Terminologia

Terminologia w tej dziedzinie ewoluowała w czasie, a nanoskamieniałości są czasami nazywane „nanoplanktonem” i „kokolitami”, a także innymi nazwami, zwłaszcza w literaturze opublikowanej w latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych XX wieku. Termin „nanoskamieniałość wapienna” został wybrany w publikacjach DSDP (choć wcześniej był rzadko używany) i zyskał popularność później, na początku lat siedemdziesiątych. „Calcareous” pochodzi z łaciny : calx , „ limonka ” i oznacza „zawierający wapno”.

Siesser & Haq opisują ogólne zastosowanie w następujący sposób:

coccolith jest ograniczone przez niektórych autorów do oznaczania okrągłych elementów podobnych do tych wytwarzanych przez żywe coccolithophores . W przypadku obiektów o różnych kształtach (np. gwiazd i podków) stosuje się nanolit . Jednak niektórzy autorzy używają coccolith w szerszym znaczeniu dla wszystkich wapiennych nanoskamieniałości;
nannoplankton jest czasami używany do identyfikacji żywych organizmów, przy czym nanoskamieniałości odnoszą się do wymarłych gatunków. Inni badacze wykorzystują nanoplankton dla wszystkich form, zarówno żywych, jak i wymarłych, argumentując, że chociaż prawdziwa taksonomia wymarłych może nigdy nie zostać poznana, ich planktyczny sposób życia nie budzi wątpliwości.

Sami Siesser & Haq używają nannoplanktonu jako ogólnego sposobu odniesienia się do wszystkich organizmów, zarówno żywych, jak i wymarłych, oraz nanoskamieniałości , opisując konkretnie formy kopalne.

Biostratygrafia

Liczne cechy nanoskamieniałości wapiennych czynią je cennym narzędziem biostratygrafii i biochronologii :

ciągły zapis od 220 milionów lat temu do chwili obecnej;
obfitość osadów morskich;
dystrybucja na całym świecie ze względu na planktonowy charakter;
szybka ewolucja (o zróżnicowanej morfologii ), która zapewnia setki punktów pojawiania się i wymierania;
mały rozmiar pozwala na pracę z małymi próbkami (mniej niż 1 gram).

Wapienne nanoskamieniałości można znaleźć w osadach rozciągających się od późnego triasu do czasów współczesnych. Różnorodność biologiczna nanoplanktonu wapiennego wzrosła w jurajskim i kredowym , osiągając szczyt około 150 gatunków w późnej kredzie .

Granice biostref w stratygrafii wyznaczają biohoryzonty , punkty w warstwach, w których zachodzą znaczące zmiany w zawartości i rozmieszczeniu skamielin. Typowe zdarzenia stosowane dla biohoryzontów to: pierwsze wystąpienie, ostatnie wystąpienie, zmiana liczebności taksonów . Połączenie biostref ułożonych w porządku stratygraficznym skutkuje podziałem na strefy (lub schematem).

Pierwsza biozonacja kenozoiczna z 21 biostrefami dla neogenu i 25 biostrefami dla paleogenu została opublikowana w 1971 roku przez Martiniego, wykorzystywała notację alfanumeryczną rozpoczynającą się od NN dla neogenu i NP dla paleogenu (pierwsze N oznacza nannoplankton), numeracja wzrastała od najgłębszych warstwa stratygraficzna. Okada & Bukry wprowadziły swoje projekty w 1980 roku ze strefami oznaczonymi kodami literami CN i CP (C oznacza Coccolith). Agnini i in. w 2014 roku połączył skale, ponownie wprowadzając nowe biohoryzonty dla niewiarygodnych, w wyniku czego powstały schematy zakodowane za pomocą CNP dla paleocenu , CNE dla eocenu, CNO dla oligocenu , CNM dla miocenu , CNPL dla pliocenu / plejstocenu (CN oznacza Calcareous Nannofossils).

Uzgodnione odniesienie do stratyfikacji zostało skodyfikowane przez Międzynarodową Komisję Stratygrafii jako sekcja i punkt stratotypu globalnej granicy (GSSP) . Wapienne nanoskamieniałości, z nielicznymi wyjątkami, zapewniają wyraźne biohoryzonty wskazujące położenie granic GSSP w kenozoiku.

Inne zastosowania

Wapienne nanoskamieniałości są wykorzystywane w archeologii do ustalania pochodzenia różnych artefaktów: ceramiki, tesser , podstaw obrazów, posągów i murów.

Źródła

Incarbona, A.; Ziveri, P.; Di Stefano, E.; Lirer, F.; Mortyn, G.; Patti, B.; Pelosi, N.; Sprovieri, M.; Tranchida, G.; Vallefuoco, M.; Albertazzi, S.; Bellucci, LG; Bonanno, A.; Bonomo S.; Censi, P.; Ferraro, L.; Giuliani, S.; Mazzola, S.; Sprovieri, R. (17 maja 2010), Calcareous nannofossil assemblages from the Central Mediterranean Sea over the last cztery stulecis: the impact of the small ice age , Copernicus GmbH, doi : 10.5194/cpd-6-817-2010
Falkenberg, J.; Mutterlose, J.; Kaplan, U. (16 listopada 2020). „Wapienne nanoskamieniałości w średniowiecznych zaprawach i materiałach na bazie zapraw: potężne narzędzie do analizy pochodzenia” . Archeometria . 63 (1): 19–39. doi : 10,1111/arcm.12626 . eISSN 1475-4754 . ISSN 0003-813X . S2CID 228868906 .
Romein, AJT (1979). Linie rodowe we wczesnym paleogeńskim nanoplanktonie wapiennym (PDF) . Utrecht Micropaleont. Byk. 22. s. 1–231.
Gardin, Silvia; Krystyn, Leopold; Richoz, Sylvain; Barttolini, Annachiara; Galbrun, Bruno (11 maja 2012). „Gdzie i kiedy najwcześniejsze coccolithophores?” . Lethaja . 45 (4): 507–523. doi : 10.1111/j.1502-3931.2012.00311.x . ISSN 0024-1164 .
Amosa Zima; William G. Siesser, wyd. (23 listopada 2006). „Przedmowa” . Kokolitofory . Wydawnictwo Uniwersytetu Cambridge. P. ix. ISBN 978-0-521-03169-1 .
Siesser, William G. (23 listopada 2006). „Historyczne tło badań coccolithofore” . W zimie Amosa; William G. Siesser (red.). Kokolitofory . Wydawnictwo Uniwersytetu Cambridge. s. 1–12. ISBN 978-0-521-03169-1 .
Siesser, William G.; Haq, Bilal U. (1987). „Wapienny nanoplankton” . Uwagi do krótkiego kursu: studia z geologii . 18 : 87–127. doi : 10.1017/S0271164800001512 . eISSN 2475-9201 . ISSN 0271-1648 .
Agnini, Klaudia; Monechi, Simonetta; Raffi, Isabella (23 maja 2017). „Biostratygrafia nanofosyli wapiennych: tło historyczne i zastosowanie w chronostratygrafii kenozoicznej” . Lethaja . 50 (3): 447–463. doi : 10.1111/let.12218 . ISSN 0024-1164 .
Guilford, SH (1908). „Jak możemy ulepszyć naszą nomenklaturę?” . Pacific Dental Gazette . XVI (12): 818–823.