Forskere løser dannelsesmekanismen for sfæriske karbonatkonkretioner

Over hele verden, spektakulære fossiler er ofte blevet fundet bevaret inde i faste, groft sfæriske klipper kaldet "konkretioner". Fra geologer til tilfældige observatører, mange har undret sig over, hvorfor disse hærdede masser af karbonat blev dannet omkring døde organismer, med runde former og skarpe grænser til det omgivende materiale, typisk i marint mudder og muddersten.

Adskillige vigtige spørgsmål vedrørende konkretioner har længe undret videnskabsmænd. Hvilke forhold får dem til at dannes? Hvor lang tid tager de at vokse? Hvorfor holder de op med at vokse? Hvorfor er de så forskellige fra de omgivende sten eller sedimenter?

Nu, forskere ledet af Nagoya University har udviklet en metode til at analysere konkretioner ved hjælp af L-formede "cross-plot-diagrammer" af diffusion og væksthastighed, rapporteret i en ny undersøgelse offentliggjort i Videnskabelige rapporter . Med denne metode, de analyserede dusinvis af beton fra tre steder i Japan og sammenlignede dem med beton fra England og New Zealand.

Resultaterne af denne nye undersøgelse påvirker dramatisk forståelsen af ​​den hastighed, hvormed konkretioner dannes. "Indtil nu, dannelsen af ​​sfæriske karbonatkonkretioner menes at tage hundredtusindvis til millioner af år, " siger medforfatter Koshi Yamamoto. "Men, vores resultater viser, at konkretioner vokser meget hurtigt over flere måneder til flere år." Denne hurtige forseglingsmekanisme kunne forklare, hvorfor nogle konkretioner indeholder velbevarede fossiler af blødt væv, der sjældent er fossiliseret under andre forhold.

Undersøg første forfatter Hidekazu Yoshida forklarer, "Konkretionerne bevarede deres egenskaber, med velbevarede fossiler i deres centre eller teksturer, der indikerer den oprindelige tilstedeværelse af organisk stof. Simple massebalanceberegninger viser også, at kulstoffet, der er fikseret i karbonatkonkretionerne, overvejende kom fra organerne af organismer inde i konkretionerne."

Alle de undersøgte konkretioner var sammensat af calcit, med relativt ensartede kompositioner hele vejen igennem, adskilt fra den omgivende mudrede matrix. finkornet, generelt lerrige sedimenter viste sig at være vigtige for at begrænse diffusion og permeabilitet, og for at bremse migrationen af ​​opløste stoffer. Dermed, bicarbonatkoncentrationer ville stige højt nok ved en reaktionsfront til at forårsage hurtig udfældning af calciumcarbonat, med skarpe grænser fra det omgivende mudder.

Denne nye forenede model til skabelse af sfæriske konkretioner, som kan generaliseres med simple formler, kan anvendes til at fortolke konkretioner fra hele verden. Ud over at fremme vores viden om denne vigtige bevaringsmekanisme i fossiloptegnelsen, denne forbedrede forståelse af den hurtige udfældning af calcit på grund af tilstedeværelsen af ​​organisk materiale kan have praktiske anvendelser inden for tætningsteknologi.