الحفريات

ما هي الحفرية
الحفرية أثر أو بقايا نبات أو حيوان كان يعيش منذ آلاف أو ملايين السنين. بعض هذه الحفريات أوراق نبات أو أصداف أو هياكل، كانت قد حُفظت بعد موت النبات أو الحيوان. وبعضها الآخر آثار ومسارات أقدام نتجت عن الحيوانات المتنقلة.

توجد معظم الحفريات في صخور رسوبية. تشكلت هذه الحفريات من بقايا نباتات أو حيوانات طمرت في الرسوبيات مثل الطين أو الرمل المتجمع في قاع الأنهار والبحيرات والمستنقعات والبحار. وبعد مرور آلاف السنين، فإن ثقل الطبقات العليا الضاغطة على الطبقات السفلى يحولها إلى صخور. وهناك عدد قليل من الحفريات التي تمثل نباتات أو حيوانات كاملة لأنها حُفظت في جليد أو قطران أو إفرازات الأشجار المتجمدة.

يعتقد بعض العلماء أن أقدم الحفريات هي لبكتيريا مجهرية عاشت قبل نحو 5.3 بليون سنة. وُجدت مثل هذه الحفريات في جنوب إفريقيا في نوع من الصخور يسمَّى الشَّرت وهو نوع من المرو. كما عُثر على أحافير مماثلة لبكتيريا قديمة في أستراليا. وأقدم الحفريات الحيوانية هي بقايا اللافقاريات، الحيوانات التي ليس لها عهود فقري. ويُقدر عمر صخور هذه الحفريات بحوالي 700 مليون سنة. وأقدم أحافير الفقاريات (وهي الحيوانات ذات العمود الفقري) هي أحافير للأسماك يقُدر عمر صخورها بحوالي 500مليون سنة. والحفريات واسعة الانتشار والعثور عليها أسهل مما يعتقد الكثيرون. وتتوفر في معظم بقاع العالم. وهذا يعود لكون الصخور الرسوبية واسعة الانتشار تغطي حوالي 75 % من سطح اليابسة. ومع هذا يعتقد العلماء أن جزءًا يسيرًا من الحيوانات والنباتات التي عاشت على الأرض قد تم حفظها في شكل أحافير. كما يُظن أن أنواعًًا عديدة قد عاشت واختفت دون أن تترك أي أثر في السجل الأحفوري على الإطلاق. ولكن المزيد من الأنواع الأحفورية يتم اكتشافها دائمًا.

ومع أن السجل الأحفوري غير مكتمل، فإن العديد من المجموعات النباتية والحيوانية الهامة قد ترك بقايا أحفورية. وقد مَكَّنَتْ هذه الحفريات العلماء من تصور نماذج الحياة التي وُجدت في عصور زمنية مختلفة في الماضي، وكذلك معرفة كيف عاشت أنواع ما قبل التاريخ. كما تشير هذه الحفريات لكيفية تغير الحياة مع الزمن على الأرض

أهمية دراسة الحفريات

يستفاد من دراسة الحفريات في العديد من الجوانب الجيولوجية أهمها ما يلي :-
1. تحديد العمر الجيولوجي للصخر المكتشف .
2. إتمام عمل الخرائط الجيولوجية .
3. التعرف على البيئة القديمة .
4. المساعدة في مضاهاة الوحدات الصخرية .
5. التمكن من التعرف على أنماط وأشكال الحياة الغابرة.
6. تساعد علماء الأحياء وعلم الارتقاء والتطور على سد الثغرات وتصنيف الكائنات الحية .
7. تساعد على إنشاء الخرائط الجغرافية القديمة .

كيف تتكون الحفريات

تموت معظم النباتات والحيوانات وتتعفن متحللة دون أن تترك أي أثر في السجل الأحفوري. وتقوم البكتيريا وأحياء أخرى بتحليل الأنسجة الطرية كالأوراق أو اللحوم. ونتيجة لذلك فإن هذه الأنسجة نادرًا ما تترك أي سجلات أحفورية. وحتى أكثر الأجزاء صلابة مثل العظام والأسنان والأصداف والخشب تبلى في النهاية بوساطة المياه المتحركة أو تذيبها مواد كيميائية. إلا أنه عند طمر بقايا النبات والحيوان في الترسبات فإنها قد تصبح متأحفرة. وتحفظ هذه البقايا في الغالب دون تغيير يُذكر. ولكن معظمها يعتريه تغيير بعد الدفن، ويختفي العديد منها تمامًا، إلا أنه يترك سجلاً أحفوريًا في الراسب.

أنواع الحفريات وطرق تحفرها

أولا :البقايا الأصلية للكائن الحي وتتم بطريقتين :
حفظ الكائن كاملا

وهذا النوع من الحفريات نادر جدا ويستلزم دفن الحيوان بمجرد موته أو هو حي في وسط يحول بينه وبين عوامل التحلل . ومن أمثلة ذلك أحافير الثدييات التي كانت تعيش في المناطق المتجمدة مثل حيوان الماموث أو الفيل القديم وهو نوع من الفيلة التي عاشت في شمال أوروبا قبل حوالي 20 ألف سنة .

وهناك أحافير لبعض الحشرات كالنمل والبعوض وجدت محفوظة حفظا كاملا في الكهرمان .

حفظ الهيكل الأصلي

قد تكون الأحفورة عبارة عن هيكل أو جزء صلب من جسم حيوان أو النبات دون أن يحدث لها أي تغيير وتبقى محافظة على التركيب الكيميائي لمادتها الأصلية مثل عظام الحيوانات الفقارية والشعر والأسنان وأصداف المحارات والقواقع وخشب النباتات .

ثانيا : البقايا المستبدلة للكائن وتتم بطريقتين :
التكربن (Carbonization )

تنتج عندما تترك الأنسجة المتحللة خلفها آثارًا من الكربون. وتُبنى الأنسجة الحية من مركبات الكربون وعناصر كيميائية أخرى. وعندما تتحلل الأنسجة إلى مكوناتها الكيميائية فإن معظم هذه الكيميائيات تختفي. وفي حالة الكربنة تبقى طبقة رقيقة من غشاء كربوني بشكل الكائن. ومن خلال الكربنة تم حفظ أسماك ونباتات وكائنات ذات أجسام طرية بتفاصيل دقيقة جدًا.

أحافير نباتية حفظت بطريقة التكربن

الاستبدال (Replacement )

أصبحت نباتات وحيوانات كثيرة متأَحْفرة بعد أن تسربت المياه المحتوية على معادن في مسام الأجزاء الأصلية الصلبة. ويسمى هذا الفعل بالتحجُّر. وفي العديد من هذه الحفريات فإن بعض المادة الصلبة ـ إن لم يكن كلها ـ قد أبقتها المعادن بل قوّتها وصلّبتها. وتسمى هذه العملية بالتمعْدُن. وقد عثر على أخشاب أحفورية من مستوى الأفرع الصغيرة إلى جذوع أشجار ضخمة في مناطق عدة من العالم. وتوجد هذه الأخشاب الأحفورية في بعض المناطق بنسب كبيرة جدًا لدرجة أنها سميت الغابات المتحجرة. فمنطقة شمالي أريزونا في الولايات المتحدة الأمريكية ـ على سبيل المثال ـ تحوي المتنزه الوطني للغابات المتحجرة. ويُعتَقَد بأن هذا المتنزه أكبر مناطق العالم من حيث كمية الأخشاب الأحفورية الغنية بالألوان.

التشرب بالمعادن (pemineralisation )

في حالات كثيرة تتسرب المعادن المذابة في المياه الأرضية في مسامات أو تجاويف العظام أو شقوق الأخشاب دون أن تحل محل المادة الأصلية لبقايا الكائن الحي بل تضاف لها وعندئذ نقول إن هذه البقايا قد تشربت بالمعادن وتأحفرت .

ثالثا : آثار الكائنات الحية وتتم بطريفتين :
القالب والنموذج (Molds and Casts )

يُشكِّل القالب بعد دفن الأجزاء الصلبة في الوحل أو الطين أو مواد أخرى يمكن أن تتحول إلى صخر. وفيما بعد، تقوم المياه بإذابة الجزء الصلب المدفون تاركة وراءها قالبًا ـ وهو منطقة مجوفة تشبه الجزء الأصلي الصلب ـ داخل الصخر. أما المصبوب فيتشكل عندما ينزح الماء المحتوي على معادن مذابة وجسيمات أخرى دقيقة من خلال القالب، حيث يرسب الماء هذه المواد والدقائق التي تملأ القالب في نهاية الأمر مُشكِّلة نسخة من الجسم الأصلي الصلب. والعديد من الأصداف البحرية محفوظة على صورة قوالب أو مصبوبات.

الطبعات ( Imprints )

تتكون بعض الحفريات من شكل محفوظ أو خطوط عريضة لبقايا نبات أو حيوان. كما تتكون الطبعات وتسمى أحيانًا الصور أو النقش، وهي منخفضات أحفورية ضحلة في الصخر، عندما تُدفن بقايا رقيقة من أجزاء من النبات أو الحيوان في راسب وتتحلَّل. وبعد تحوُّل الراسب إلى صخر، فإن ما يتبقى محفوظًا هو في الواقع معالم للنبات أو الحيوان. ويتكون العديد من الآثار من خطوط صغيرة تركتها عظام أسماك أو أوعية ذات جدار سميك كانت قد وجدت في داخل الأوراق. وفي بعض الأحيان تحفظ الأجزاء الناعمة الطرية مثل الريش أو الأوراق على شكل طبعات.

وتزودنا الحفريات بصفة عامة بسجل للتغيير الهائل الذي امتد عبر ثلاثة بلايين سنة من الزمن الجيولوجي. وعلى الرغم من الاحتمال القائم بأن الكائنات العديدة الخلية كانت منتشرة في بحار العصر ما قبل الكمبيري، إلا أنها كانت كائنات ناعمة الملمس جدا بحيث إنها تصبح غير مناسبة لأن تتكون منها حفريات. ومن ثم فإن العصر ما قبل الكمبيري قد خلف لنا بقايا نادرة. إلا أن هذه البقايا قد زادت بصورة غير محدودة مع وجود المحارات الصلبة وأجزاء هيكلية من الجسم بحلول العصر البلوزيكي منذ 570 مليون سنة خلت. وقد استخدم علماء الجيولوجيا في القرن التاسع عشر هذه الثروة من الحفريات لوضع تقسيم زمني لآخر نصف بليون سن

للأحافير المرشده اهمية كبيرة للجيولوجيين:
- معرفة العمر النسبي للطبقات:

إن الحفريات هي إحدى أهم الوسائط للدراسة الطباقية, (stratigraphy) وبامكانها تزويدنا بأدلة مهمة عن عمر الصخور التى تحويها. فقد أصبح من المعروف الآن بأن هنالك أرتباط محدودا وقويا بين الصخور التى تحوي على الحفريات فى العمود الجيولوجي , فحسب قانون تعاقب الطبقات فإننا نعلم ان فى حالة تعاقب عادي للصخور الرسوبية فإن الطبقات الأحدث تقع فوق الطبقات الأقدم . وعلى ذلك فالحفريات الأقدم سوف تقع اعتياديا فى المنطقة السفلى من العمود الجيولوجي, وقد عبر عن هذه العلاقة بين الحفريات بقانون تعاقب الفونه والفلوره. أي تعاقب الطبقات لمجموعة الحيوانات والنباتات.
- المضاهاة:
من اجل اعادة بناء التأريخ الجيولوجي لأية منطقة فمن الضروري جدا معرفة الأحداث الجيولوجية التى مرت بها تلك المنطقة ومانتج عنها من تكاوين ومدى علاقتها ومقاربتها من الناحية الزمنية مع الأحداث الجيولوجية من التكاوين الناتجة من منطقة اخرى. وعملية تحقق تلك المقارنة أو درجة المساواة تسمى المضاهاة وان استعمال الحفريات كدلاله على العلاقة بين الوحدات الصخرية تسمى مضاهاة أحفورية.
3- الحفريات كدليل على المناخ القديم:
لقد استخدمت الحفريات بصورة ناجحة فى تعيين مناطق المناخ المختلفة لكافة الاعمار الجيولوجية . فاستكشاف أحافير فى طبقات صخرية ومقارنتها بمثيلاتها من الاحياء التى تعيش حاليا فى اجواء معروفة مكننا من استنتاج الأجواء المناخية للمناطق التى توجد بها الحفريات ,
فمثلا: بمقارنة احافير استخرجت من صخور واقعه فى المناطق الباردة حاليا ويعود عمرها الى ما قبل عشرة ملايين سنة بمثيلاتها لأحياء تعيش حاليا فى بحار دافئة, فاننا نستدل على أن هذه الحفريات هي لأحياء عاشت فى منطقة دافئة قبل عشرة ملايين سنة مع أنها الآن باردة.

- الحفريات كدليل لتغيير التوزيع الجغرافي:

لقد اعطتنا الحفريات معلومات واسعة حول توزيع البحار واليابسة فى ماضي الأرض الجيولوجي, فهنالك احياء معينة كالمرجان والرأسقدميات وشوكيات الجلد وعضديات الأرجل قد عاشت دائما فى مياه البحر . فوجود أحافير هذه الحيوانات فى الصخور تدلنا على ان تلك الصخور ترسبت فى مناطق بحرية. وبوضع الصخور المترسبة فى البحار على الخريطة سيكون بامكاننا تحديد مناطق البحار فوق سطح الأرض, فى تلك الفترة الجيولوجية.ويطلق على خريطة مثل هذذا النوع الخرائط الجغرافية القديمة.

- الحفريات كدليل حول الحياة الماضية:

إن دراسة الحفريات. قد اعطانا معلومات كافية حول نشوء الاحياء التى تعيش الىن. فبدراسة تسجيلات التغييرات الموجودة على الصخور والتى خلفتها الأحياء عبر تطورها تمكن علماء الحفريات من وضع تخطيط لشجرة الحياة موضحين العلاقة بين الأحياء منذ نشوءها الى وقتنا الحاضر وموضحين تطور الأحياء تدريجيا وببطء الى الأكثر تعقيدا.

- الحفريات كدليل للتطور العضوي:

لقد اعطت الحفريات الدليل لأثبات نظرية التطور العضوي, وتنص هذه النظرية على ان الاشكال الأكثر تطورا من الاحياء الحالية قد تطورت من اشكال أبسط وادنى من احياء عاشت فى العصور الجيولوجية السابقة , والتغير قد حدث بصورة تدريجية نتيجة عوامل مثل الوراثة والتغير فى الجو والصراع من اجل البقاء وتأقلم الانواع. وخير مثال هو تطور الحصان الحديث.

- الحفريات كأدوات اقتصادية:

فبما أن معظم مصادر الثروات الطبيعية المهمة المتواجده متواجده فى الصخور الرسوبية لذا فان الحفريات إن كانت موجودة فى هذه الصخور فانها تعد مهمة فى تعيين مواقع الخامات. الفحم والنفط والغاز الطبيعي, كوجود الفحم فى النباتات.
ولاتقتصر أهميتها على ماسبق ذكره , بل أكثر من ذلك

فائده الحفريات المرشده في تاريخ عمر الصخر

في البداية كانت كلمة أحفور تشير إلى أي شيء يحفر على سطح الأرض ، لكن استعمالها الآن يقتصر على بقايا النباتات والحيوانات المنقرضة . وظلت هذه النباتات والحيوانات مدفونة تحت سطح الأرض بسبب اضطرابات كثيرة في الأرض وقعت قبل ملايين السنين ، ولذلك احتفظت الأرض بها في باطنها بطريقة أو بأخرى.

والعلم الذي يدرس الحفريات يسمى البليونتولوجيا (أي علم الإحاثاة) . ويقسم علم الإحاثة الحفريات إلى ثلاث فئات . والفئة الأولى هي فئة الحفريات التي نحصل بها على الجسم المحفوظ الفعلي للكائن العضوي . الونوع الثاني هو الفئة التي تشير إلى حصولنا على بعض أجزاء الجسم مثل العظام أو لحاء الشجر أو سيقان النباتات . أما النوع الثالث من الحفريات فيمكن أن يكون ببساطة آثار الأقدام التي خلفتها الحيوانات أثناء تحركها فوق الوحول أو الطين اللين.

وتكشف دراسة الحفريات أن الحياة على الأرض بدأت قبل حوالي 3500 سنة فقط كما تكشف التغيرات المتنوعة التي طرأت خلال تطور الحياة.

ومن خلال دراسة الحفريات بشكل رئيسي نعرف عن الحياة الحيوانية التي كانت موجودة قبل ملايين السنين. فعلى سبيل المثال ، لم نعرف عن وجود الديناصورات إلا بواسطة الحفريات المأخوذة من صخور معينة . والديناصورات ليست موجودة اليوم. وتدلنا دراسة الحفريات أيضاً على التغيرات التي حدثت في المناخ والجغرافيا . وتساعد الحفريات أيضا في توفير مؤشرات هامة للجيولوجيين إلى تحديد أماكن وجود مناجم الفحم والنفط وكذلك وجود صخور خامات المعادن.

فالاحفورة هي بقايا أو أثار نبات أو حيوان عاش ومات في العصور الجيولوجية الماضية , وحفظت هذه البقايا بين طبقات الصخور الرسوبية ولها تركيب عضوي محدد وتدل على طبيعة الكائن الذي خلفها .

العوامل التي تساعد على تأحفر بقايا الكائنات بعد موتها :

1- وجود هيكل صلب للأصل النباتي أو الحيواني للأحفورة .
2- الدفن السريع لكائن الحي بعد موته .
3- وجود الوسط المناسب لحفظ الكائنات الحية بعد موتها .

العوامل التي تعمل على تحلل أو إندثار بقايا الكائنات الحية بعد موتها .

1- تعرض البقايا لعوامل التحلل وفعل البكتريا.
2- تعرض بقايا الكائنات بعد دفنها لعوامل التحول (الضغط والحرارة ) 3- دفن البقايا في رواسب ذات مسامية ونفاذية عاليتين.
4- تأثر بقايا الكائنات بعد موتها بعوامل التحول ( الضغط والحرارة )

الحفريات المرشدة

مجموعة من الحفريات تميز كل عصر من العصور الجيولوجية عن غيرة من العصور .
مميزات الأحفورة المرشدة

1- لها مدى جغرافي واسع
2- لها مدى زمني قصير
3- متعددة البيئات الترسيبية
فوائد دراسة الحفريات :

1- تساعد في تأريخ عمر الأرض
2- تساعد في دراسة التطور العضوي
3- تساعد في التعرف على الحركات الأرضية
4- تساعد في دراسة الجغرافيا القديمة
5- تساعد في دراسة المناخ القديم
6- تساعد في دراسة البيئات القديمة.

الخاتمة:

الحفريات تساعد في تأريخ الصخور .فإذا حوى الصخر أحفورة حيوان ، نعرف أنه عاش خلال عصر معين ، عندئذ يمكننا تأريخ الصخر منذ ذلك العصر . وإذا وجدت في ذلك الصخر أحافير عديدة معروفة التواريخ ، يصبح التأريخ أكثر دقة ، ذلك لأن الصخر يكون قد تكون وتراكب أثناء تعاقب تلك العصور

صور متعددة للحفريات
الحفريات K_CH_0004_cropped_link

منقول للافاده