Mikropaleontoloogia: mikrofossiilide uurimine, meetodid ja tähendus

Mikropaleontoloogia: avasta mikrofossiilide uurimise meetodid ja nende tähendus paleoekoloogias, taksonoomias ja geoloogilises dateerimises.

Mikropaleontoloogia (mõnikord ka mikrofossiilide paleontoloogia) on paleontoloogia haru, mis uurib mikrofossiile. Mikrofossiilid on fossiilid, mis ei ole tavaliselt suuremad kui neli millimeetrit ja sageli väiksemad kui üks millimeeter. Nende avastamiseks ja uurimiseks kasutatakse peamiselt mikroskoopi, kuid tänapäeval rakendatakse ka elektronmikroskoopiat ja erinevaid keemia- ning geokeemilisi meetodeid. Mikrofossiilides on esindatud peaaegu kõik elusolendite kuningriigid ning nad annavad olulist teavet Maa mineviku ökoloogia, kliima ja keskkonnatingimuste kohta.

Kes tegeleb mikropaleontoloogiaga ja miks see on oluline

Mikropaleontoloogiat uurivaid inimesi nimetatakse mikropaleontoloogideks. Nende töös on olulisel kohal nii taksonoomia (liikide määramine ja kirjeldamine) kui ka statistika (populatsioonide leviku ja suundumuste analüüs), kuna suurte andmekogumite tõlgendamiseks on vajalik kvantitatiivne lähenemine. Mikrofossiilid on tähtsad tööriistad biostratigraafias (settekivimite vanuse määramine), paleoökoloogias (mineviku keskkonnatingimuste rekonstruktsioonid), paleokliimas (nt temperatuur ja toitainete sisaldus) ning ka majanduslikes uuringutes nagu õli- ja gaasivarude otsing.

Mikrofossiilide leidmise ja eraldamise alused

Mikrofossiile leidub kõige sagedamini vee, eriti ookeani või järvevee all moodustuvates setetes. Väga vanu mikrofossiile leidub ka kivimites. Kivimitest mikrofossiilide eraldamiseks kasutatakse eri meetodeid, mis sõltuvad fossiili koostisest ja ümbritsevast materjalist.

Näiteks on kividest ja mõnede teiste organismide kestad valmistatud ränidioksiidist; sellistel juhtudel saab mõnikord muud kivimites olevad materjalid eemaldada happega, jättes alles ainult ränidioksiidist kestad. Teistes olukordades kasutatakse mehaanilist hävitamist (purustamine, sõelumine), tiheduspõhist separatsiooni (rasked vedelikud), kemikaale või termilist töötlemist.

Mikropaleontoloogia jagunemine ja mikrofossiilide koostis

Mikropaleontoloogia võib jagada neljaks uurimisvaldkonnaks sõltuvalt fossiili koostisest ja uurimismeetoditest. Eri aladel kasutatakse spetsiifilisi tehnikaid, sest mikrofossiilid võivad olla tehtud erinevatest mineraalidest või orgaanilistest ühenditest. Peamised grupid on:

• Ränidioksiid, näiteks diatoomide kestades,
• kriit, näiteks kokoliitide ja foraminifera koorikutes,
• Fosfaat, näiteks selgroogsete luudes,
• Orgaanilised ühendid, näiteks õietolm ja eosed.

Lisaks sellele võib mikrofossiilide hulka lugeda ka mikroskoopilisi luukesi, konodonti elemente, ostrakoodide kestakesi, radiolaaride klaasjaid skelette ja muid mikrostruktuure. Igal grupil on spetsiifilised uurimismeetodid: ränipõhiseid kestakesi uuritakse tihti happelabori ja elektronmikroskoopia abil, kaltsiumkarbonaadist koorikuid ja fossiilseid foraminifere lahutatakse ja analüüsitakse mehaaniliselt või keemiliselt, orgaanilisi jääke (palünoloogia) töödeldakse hapetega ja eraldatakse settest.

Levinumad mikrofossiiligrupid ja nende kasutus

Mõned kõige tähtsamad mikrofossiiligrupid ja nende rakendused:

• Foraminifera – laialt kasutusel biostratigraafias ja paleoökoloogias; tundlikud vee sügavuse, soolsuse ja toitaineolukorra muutustele.
• Diatomide (soolased ja magevees elavad ränikestad) – olulised keskkonnaseire ja paleokliima uuringutes ning vee kvaliteedi hindamisel.
• Kokoliidid ja teiste mikroplanktoni jäägid – kasutusel merepõhja setete vanuse ja ümbritseva keskkonna rekonstruktsioonidel.
• Palünoloogilised jäänused (õietolm, spoorid) – annavad infot maismaa taimestiku, kliima ja inimtegevuse ajaloo kohta.
• Radiolaarid ja ostrakoodid – abistavad settekeskkonna ja paleogeoelektiliste tingimuste määramisel.

Labori- ja analüüsimeetodid

Tüüpilised tööetapid mikrofossiilide uurimisel hõlmavad proovi võtmist, kuivamist, purustamist, sõelumist, keemilist töötlemist (nt happega dekarboniseerimine, oksüdatsioon orgaanika eemaldamiseks), tiheduspõhist separatsiooni ning sorteerimist binokulaarmikroskoobi all. Edasised analüüsid võivad sisaldada:

• valgus- ja elektronmikroskoopiat (SEM) struktuuri uurimiseks,
• isotoop- ja keemilisi analüüse (nt δ18O, δ13C) paleokliima ja toitumise rekonstrueerimiseks,
• X-ray difraktsiooni (XRD) ja energiaspektrimeetria (EDS) mineraalide määramiseks,
• digitiseerimist ja pilditöötlust, et teha kvantitatiivseid mõõtmisi ja automaatset liigi tuvastust,
• statistilisi ja biostratigraafilisi meetodeid settekihistuse vanuse ja korrelatsiooni määramiseks.

Tähendus ja rakendused

Mikropaleontoloogia mängib olulist rolli nii teadusuuringutes kui ka praktilistes rakendustes:

• biostratigraafia – aidates määrata settekivimite vanust ja korreleerida kihte eri paikade vahel;
• paleoekoloogia ja paleokliima – rekonstruerides mineviku temperatuuri, soolsust, toitainete taset ja ookeani- või järvekeskkonda;
• energia- ja maavarauuringud – kasutusel nafta- ja gaasiotsingutel settekivimite keskkonna ja vanuse hindamisel;
• keskkonnaseire – tänapäevased mikrofossiilid (nt diatoomid) annavad infot reostuse ja veekvaliteedi kohta;
• arheoloogia ja geoloogia – palünoloogilised andmed aitavad rekonstrueerida inimtegevuse mõju maastikule ja kliimamuutusi ajaloolisel perioodil.

Palünoloogia

Õietolmu ja spooride, sealhulgas fossiilide uurimisvaldkonda nimetatakse palünoloogiaks. Palünoloogia on oluline nii taimkatte ja kliima ajaloo taastamiseks kui ka arheoloogilistes uuringutes, kus see aitab rekonstrueerida inimeste tegevuse ja põllumajanduse varasemat levikut.

Lõppsõna

Mikropaleontoloogia ühendab taksonoomia, geoloogia, keemia ja statistika, et tuua lahti peened, kuid olulised signaalid Maa ajaloost. Tänu mikrofossiilide rohkele esinemisele ja kiirele evolutsioonile on need erakordselt väärtuslikud vahendid nii teadlastele kui ka praktikutele, kes uurivad Maa minevikku ja planeerivad tulevikku puudutavaid otsuseid.

Küsimused ja vastused

K: Mis on mikropaleontoloogia?

K: Millist tüüpi mikroskoopi kasutatakse mikrofossiilide uurimiseks?

K: Millist teavet võib saada mikropaleontoloogia uurimisel?

K: Kus leidub kõige sagedamini mikrofossiile?

K: Kuidas eraldatakse mikrofossiile kivimitest?

K: Mitu uurimisvaldkonda on mikropaleontoloogias?

K: Mis on palünoloogia?

Otsing