化石を理解するために、科学者たちは独自の

化石を理解するために、科学者たちは独自の

生物が必要です。できれば硬い骨や殻を持つ生物です。細粒の堆積物と急速な埋没が加われば、10,000年ほどで、非常に耐久性のある化石が完成するでしょう。

これは地球のテストキッチンでしかできない調理プロジェクトであり、焼くのに時間がかかるのは確かだ。しかし、もっと速い方法があったらどうだろう。スロークッカーの代わりに電子レンジを使うことを考えてみよう。古生物学者のグループは、伝統を覆す方法を発見し、この分野の人々に化石化の仕組みに関する新たな知見を与える可能性があると考えている。彼らは今日、その方法に関する論文を古生物学誌に発表した。

化石化の過程を研究するタフォノミーは、その研究でソ連のノーベル賞ともいえるスターリン賞を受賞したソ連の科学者イワン・エフレーモフによって造語された1950年代から古生物学の一部となっている。

「基本的に、これは死と崩壊のプロセスに関するものです」と、化石生成論に関する本を執筆したデラウェア大学の古生物学者ロナルド・マーティン氏は説明する。

人工的に化石化されたウロコで覆われたトカゲの足 エヴァン・サティア、フィールド博物館/ブリストル大学、トム・ケイ、科学振興財団

この分野に関心があるのは古生物学者だけではありません。考古学者、法医学の専門家、その他の専門家も、生物がどのように死に、保存されるかを理解するためにこの分野を利用しています。彼らは、化石記録に過剰に記録されている動物や生息地の種類を突き止めたり、そもそも生物が化石になった経緯がわからなければ明らかにならない時間スケール、気候変動、その他の微妙な差異を理解したりするために、この分野の洞察を活用しています。

古生物学者は、化石がどのように作られるかを解明するために、自然そのものを利用するのが一般的です。「その一部はかなり独創的です」とマーティン氏は言います。たとえば、1993 年には、全米の古生物学者のグループが団結して、棚斜面実験化石学イニシアチブを設立しました。この長期プロジェクトでは、メキシコ湾とバハマ諸島の海底にさまざまな海洋生物を埋葬し、定期的に訪問して研究し、長年にわたりどのように分解してきたかを観察することになります。

別のグループは、無脊椎動物の腐敗の地図を作成し、さまざまな動物の死骸を最長 1 年間水中に沈め、それぞれの生物に起こった変化を記録した。他のグループは、このプロセスをスピードアップしようと研究室に向かう。たとえば、マドリードの国立自然科学博物館の実験化石学研究所では、古生物学者が雨から汚染、気候サイクルまで、あらゆるものの影響をシミュレートできる。

こうした実験は化石化の仕組みに関する重要な洞察をもたらすが、限界もある。多くは密閉された容器内で行われるため、内部で何が起こっているのか把握するのは困難である。また、ほとんどの実験は、捕食動物や地震など、化石化を変化させる可能性のある無数の要因が存在しない状態で行われる。研究者は、化石化の初期段階と、温度、圧力、その他の要因の助けを借りて岩石が堆積物から堆積岩に変化する「成熟」のどちらを重視するかを決める必要がある。

より繊細な体の部分がどのように保存されるかを見るために使用された羽毛の一部。エヴァン・サティア、フィールド博物館/ブリストル大学、トム・ケイ、科学振興財団

さらに時間の問題もあります。いくつかの実験的手法でプロセスを前進させることはできますが、化石を作るには 1 万年以上かかるに越したことはありません。

忍耐力の少ない人には、新たな選択肢があります。それは、数万年分の作業を 24 時間以内に詰め込んで化石を「焼く」ことです。

フィールド博物館の研究者エヴァン・サイッタ氏とその同僚は、この方法を「堆積物に包まれた熟成」と呼んでいる。この方法では、サンプルを粘土板に押し付け、それをオーブンで 3500 psi で焼く。これはプロ仕様の高圧洗浄機の圧力とほぼ同じで、化石が見つかる地殻の浅い部分の岩石の圧力とほぼ同等である。その結果、本物の化石のような外観と挙動が実現する。彼らはこの方法を羽、トカゲ、葉でテストした。

研究者たちは、この方法を使うことで、化石化後も生き残れる物質の種類を比較したり、実際の化石に見られる構造を特定したり、皮膚などの軟組織が化石化に対してどのように反応するかをより深く理解したりできると考えている。このプロセスを使用してさまざまな変数をテストすることで、古生物学者は実際の化石の形成にどのような温度やガスが影響したかを特定できるようになるかもしれない。

「私たちの実験方法はカンニングペーパーのようなものだ」と研究の筆頭著者であるサイッタ氏は発表の中で述べている。「これを使って、化石化の圧力と熱に耐えられる生体分子の種類がわかれば、実際の化石に何を探すべきかがわかる」

偽の化石は、化石化の仕組みを解明するスピードを速めるかもしれないが、古生物学における推測作業の負担をなくしたり、自然の中で本物を見つける興奮をなくしたりすることはできない。それでも、偽の化石は、地球という野生の圧力鍋の中で実際に何が起こったのかを再現するのに役立つもうひとつのツールだ…一度にひとつの偽の化石から。

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