Eesti Looduse fotov�istlus
2006/5



   Eesti Looduse
   viktoriin


   Eesti Looduse
   fotovõistlus 2012




   AIANDUS.EE

Eesti Loodus
Artikkel EL 2006/5
Kuidas tekib kivistis

Mtides ja muinasjuttudes on kiviks muudetud ksjagu tegelasi. Paraku pole vlusnast ega kepikeerutusest tsielus kasu. Talupojamistuski teab, et lpuks sureb ja laguneb kik elav, liikuv ja itsev. Metsas ei ne me kivistunud puid ega putukaid ja ega kivistunud kalagi ngekonksu otsa j.

Kivistise rahvusvaheline vaste on fossiil (ld. fossilis), millega esialgu thistati kiki maa seest vlja kaevatud objekte. Veel kuni 18. sajandini nimetati kiki sraseid ebatavalisi leide fossiilideks. Seega peeti keskaegses Euroopas fossiilideks nii limuste kivistunud kodasid, ametstikristalle kui ka kivist nooleotsi, mille oli teinud inimene [2].

Tnapeval nimetatakse fossiilideks kunagi elanud organismide jnuseid. Enamik neist on organismide kvade osade selgroogsete loomade luude ja hammaste, selgrootute kodade vi toeste jnused, mis on olnud sedavrd vastupidavad, et pole lagunenud ka prast looma surma. Need osad on koosnenud valdavalt orgaanilise pritoluga mineraalsest ainest ning looma eluajal on neil olnud kas sisetoese ja pehmete kudede kaitse vi toidu peenestamise lesanne.


Settekiht kaitseb. Organismile peale kantud sete on oluline kivistumise eeltingimus. Muidu rebitaks surnud loom tkkideks, luud kantaks laiali, purustataks raipesjate hammaste all ning lpuks trambitaks tolmuks. Mattunud organismi pehmed koed lagunevad samuti: neid hvitavad bakterid, kuigi tugevamatest mineraliseerunud osadest, nagu luud, hambad vi kojapoolmed, nad enamasti jagu ei saa.

Kige kergemini mattuvad setete alla vees elavad organismid. Setet kuhjub vi liigub veekogude phjas pidevalt ning surnud organism vi tema fragment on vees nagu iga teinegi setteosake: kandub edasi veevoolu vi lainetusega ning settib phja, kui vee liikumine aeglustub. Nii vivadki surnud veeloomad kergesti setete alla mattuda. See ongi phjus, miks kigis maailma geoloogiamuuseumides tidavad mereloomade kollektsioonid suurima osa fondiruumidest. Samuti on erakollektsionride kogudes trilobiidid just seetttu populaarsemad kui niteks dinosaurused.

Maismaaloomad tavaoludes settekihi alla ei mattu. Nende fossiilide seas pole aga haruldased tulvavee all jnud vi uppunud loomade jnused. Paljud dinosauruste fossiilid on aga prit kunagiste krbete realadelt, kus loomad mattusid liivatormide kigus. Seetttu on vimalik tervete kivistunud pesitsuskolooniate, sealhulgas nii vanade kui ka noorte isendite, munade ja isegi veel sndimata loodete silimine. Meie enda liigi evolutsiooni seisukohast oluliste inimfossiilide arvukus on suurem sellest ajast, kui tekkis komme surnud liigikaaslased matta.


Setete kivistumine ja fossiilide kujunemine. Kui sete ei satu kulutusprotsesside mjul taasringlusse, siis mattub kord juba settinud materjal ha pakseneva settekihi alla. Mattumisega kaasneb hulk geoloogilisi protsesse, mille kigus algne pehme sete muutub kvaks settekivimiks. Suurenev rhk vhendab setteosakeste vahel olevat ruumi, veekeskkonnas settinud materjalist trjutakse vesi vlja. Setteosakeste vahelised poorid vivad jda alles, kuid suurema tenosusega tidetakse need phjaveest vlja kristalliseerunud mineraalse tsemendiga. Katva settekihi raskusest tekitatud krge rhu ning mineraliseerumise koosmju tttu liituvad esialgu sidumata setteosakesed tugevaks kivimiks: liivast saab liivakivi ja karbonaatsest mudast lubjakivi. Samal ajal muutuvad ka settesse sattunud organismide jnused. Koostismineraalide kvadusest hoolimata vivad nad suureneva rhu toimel puruneda vi deformeeruda, settes liikuvate lahuste toimel lahustuda vi mber kristalliseeruda.

Ilmekas nide on tavaliste limuste, tigude ja karpide kodadega toimuv: kodasid moodustav aragoniit (CaCO3) on suhteliselt vhe vastupidav ja ebapsiva struktuuriga mineraal, settesse sattunult kipub ta aja jooksul lahustuma. Lahustumisel tekib kunagise koja asemele thimik, mis aga vib tnu settes liikuvatele mineraalsetele lahustele uuesti tituda mne teise mineraaliga. Sage on thikute hilisem titumine rniga, sellisel juhul vime leida tpselt koja algset vliskuju (kuid mitte sisestruktuuri) jrgiva mnest rnimineraalist koosneva fossiili. Kui aga mbriskivim silitab ksnes kivistise vlise vormi, tekib koja kuju jrgiv jljend ehk vlisvalatis. Koja sisemuse titnud sete vib moodustada sisevalatise.

Kivistumise kigus vib muutuda ka ebastabiilse aragoniidi kristallstruktuur aragoniit kristalliseerub mber CaCO3 stabiilsemaks vormiks kaltsiidiks. Nii silib koja keemiline koostis ja vliskuju, kuid tema sisestruktuur muutub. Harvem toimub algse materjali lahustumine ning asendumine mne teise mineraaliga heaegselt. Sellisel juhul vib uus mineraal peegeldada organismi algset struktuuri kuni peenimate detailideni.


Kuidas snnivad geoloogilised imed. Maailmas on leitud fossiile, mis nivad olevat eiranud ldkehtivaid loodusseadusi ning tavapraseid arusaamu organismide silimisest. Need on kivistised, millel on peensusteni silinud karvad vi suled, mikroskoopilised detailid vi pehmete kudede struktuur. Teaduskirjanduses on kirjeldatud isegi fossiilseid embroid.

Tepoolest, erandkorras vivad silida ka organismide mineraliseerumata osad. Niteks Siberi igikeltsast on leitud mammuteid peaaegu terviklikul kujul seetttu, et vga madal temperatuur prsib orgaanilise aine lagunemist. Putukad merevaigus on aga tiuslikult silinud seeprast, et okaspuuvaik on lagundavatele bakteritele ebasoodne keskkond. Vga vike hapnikusisaldus kinnikasvavate veekogude phjalhedastes kihtides on bakteritele samuti hukatuslik ja loob eeldused krgemates veekihtides elutsevate organismide kivistumiseks prast surma.

Mitmesugused nn. konserveerivad tingimused (kiire setete alla mattumine, hapnikuvaegus, teatud keemiliste elementide suur kontsentratsioon jms.) hoiavad orgaanilise aine lagundajad eemale. Rahvusvaheliselt tuntakse selliseid kivististe leiukohti ka fossil lagersttte nime all. igupoolest on see veider segu saksa ja inglise keelest. Terminiga Lagersttte thistatakse saksa keeles niteks maavara leiukohta. Laenuna paljudes keeltes aga mrgib fossil lagersttte liharuldaste, erakordse silivusega kivististe leiukohti.

hed maailma tuntuimad nn. erakordse silivusega fossiilid prinevad Kanada Kaljumgedest ning on tuntud Burgess Shalei fauna nime all. See on umbes 500 miljonit aastat tagasi madalas rannikumeres elanud vga mitmekesine kooslus, mis on eriti kuulus oma ebaharilike llijalgsete poolest. Suur osa sealsetest silmetest on pehmekehaliste loomade kolmemtmelised kivistised. Need organismid on fossiilsetena silinud seetttu, et nad kanti mudavooluga hapnikuvaesesse svikusse, mis oli muidu eluks klbmatu. Nnda ei langenud nad saagiks ei raipesjatele phjaloomadele ega bakteritele.

Mnede organismide kivistumisele on kaasa aidanud asjaolu, et varajasel evolutsiooni etapil oli rvtoidulisi loomi kas vhe vi nad puudusid ldse. Sobiv nide on Kambriumi-eelne, tnini ksitavusi tekitanud nn. Ediacara fauna, mis koosnes valdavalt pehmekehalistest organismidest: neil polnud tugevaid osi, mis vinuks kivistuda tavaprasel kombel. Ediacara fauna leide on aga praeguseks ajaks teada kogu maailmas. Arvatavasti viitab nende fossiilide lemaailmne levik vaenlaste ehk neist toitunud loomade vhesusele. Sellest tulenes ka baktermattide lai levik, mis omakorda aitas madalas rannikumeres peent liiva stabiliseerides kaasa pehmete kehade jljendite silimisele.


Kivistumise mttes on taimed ks eripraseid organisme. Taim koosneb mitmest eri kuju ja ehitusega osast: oksad, juured, lehed, ied, ietolm, viljad, seemned. Mned neist vivad taime eluajal, teised aga prast taime surma eralduda ja kanduda eemale. Terve taim fossiilina enamasti ei sili ja seetttu tuleb paleobotaanikutel tihtilugu eraldi leitud taimeorganid mosaiigina kokku panna. Soodsates oludes silivad taime juured oma algses kasvupaigas ja lehed selle lhistel, kuid tved vivad vooluveega kanduda kasvupaigast vga kaugele. sna sageli on tvefossiile leitud rannikust eemal avamere setendites. Kuna ietolm ja eosed on kerged ning vastupidavama vliskestaga, kannavad tuul ja vesi need tihti emataimest pris kaugele.

Taimed vivad fossiilidena silida mitmel moel. Kige tuntumad on sestunud taimefossiilid: mattunud orgaaniliste jnuste koostises suureneb jrk-jrgult ssiniku kontsentratsioon. See on aeglane protsess, milles hteaegu avaldab mju madal kuni paarisajakraadine temperatuur ja lasuvate kivimite raskusest tingitud suur rhk. Sestumise tulemusel jb rakuseina moodustavast orgaanikast jrele vaid peaaegu puhas ssinik ning hea silivuse korral saab taime kudesid pisima detailini hsti vaadelda ka elektronmikroskoobiga. Oma osa on siin kindlasti se vastupidavusel, kuna bakterid ei suuda seda lagundada. Sena vivad silida nii tved, lehed ja viljad kui ka sellised rnad taimeosad nagu ied [3].

Taime organ vib kolmemtmelisena silida ka siis, kui seda mineraliseerivad rni, karbonaadid vi priit. Ka sellisel juhul vib alles jda rakuline ehitus: mineraalsed lahused tungivad taime rakku ning silitavad rakuseina orgaanilise kattekihina, samuti vivad asendada mineraalidega ka kik taime koed. ks seda tpi kivistumise nide on otimaal leitud haruldane Devoni-vanuseline taimefossiilide leiukoht Rhynie Chert, kus rnadel taimefossiilidel on tnu rnilahustele silinud detailne siseehitus. Samal moel on seal silinud ka taimede vahel elutsenud llijalgsed.


Ka bakterid vivad kivistuda. Maailma vanimad fossiilid on bakterid. Neid on leitud juba 2500 miljoni aasta vanustest setetest ning ksikuid vaidlusaluseid niteid on kirjeldatud veel varasemast ajast.

Paraku on bakterite kivistumises palju ebaselget. Tavaliselt on nende kivistumise kigus algne orgaaniline materjal asendunud apatiidi, kaltsiidi, rni, priidi vi sideriidiga. Kuid mitte kik bakterid ei saa kivistuda, see oleneb paljudest asjaoludest, eesktt rakukesta struktuurist. Tenoliselt on protsess vga selektiivne, sest paraku ei ole kivimid tulvil kivistunud baktereid, kuigi tegemist on maailma kige arvukamate elusorganismidega. ldjuhul laguneb rakk autoltiliste protsesside tttu kohe prast bakteri surma ning ainevahetuse lakkamist. Selleks et bakter siliks ning mineraliseeruks, peaksid need protsessid aeglustuma vi hoopiski peatuma. Selle protsessi eeldus on mne autolsi takistava metalli (sagedamini raua) ioonide akumuleerumine veel elavas rakukestas vi tstoplasmas [1].

Ent mnede makrofossiilide pehmed koed on silinud just tnu bakterite kivistumisele. Niteks on Saksamaal Messeli plevkivi fossiilide orgaaniline materjal pisidetailideni silinud n.-. kivistunud bakterite kihtidena. Lagunemisprotsessi algstaadiumis katsid need bakterid loomade jnused htlase kihina, kuid protsess peatus konserveerivate tingimuste mjul varakult ning mineraliseerudes jdvustas bakterite kiht looma koed. Seega vib vita, et nii mnedki nn. erakordse silivusega fossiilid on sellistena silinud tnu kivistunud bakteritele.


Kivistunud jljed. Eelneva taustal ehk ei tundugi enam kummaline, et ka jljed vivad kivistuda. Eesti lubjakivides vib leida palju mitmesuguseid uurdeid ja kike, mis on tekkinud phjasettes ja selle pinnal elutsenud loomade elutegevuse tagajrjel. Tavaliselt eristuvad nende kikude tited mbritsevast kivimist erineva terasuuruse vi vrvusega: krgemal lasunud setted on tunginud sgavamale uuristatud kiku vi lbis phjamuda orgaanikast toitunud looma edasiliikumisel osa settest ka tema seedekulgla.

Kihipindadel moodustunud jljefossiilide silimise eeldus on kvastunud jljendi kattumine uue settekihiga, rikkumata aluspinnal olevaid jlgi. Sellisel moel on meieni judnud nii trilobiitide roomamisjljed merephjas kui ka dinosauruste jljeread kunagiste veekogude kallastel. Kige tuntumad seda tpi fossiilid on nn. Laetoli jalajljed, inimese kauge eellase jljeread vulkaanilise tuha kihis Aafrikas [4].


Pseudofossiilid. Setete tihenemise ja mberkristalliseerumise kigus vivad tekkida pseudofossiilid anorgaanilised moodustised, mida vib nende ebahariliku kuju vi vlimuse tttu kergesti pidada telisteks kivististeks. Sageli peetakse ekslikult fossiilseteks taimedeks psasjalt hargnevaid psilomelaani (MnO2) dendriitjaid kristalle, ehkki peale kauni, kuid petliku vlimuse pole neil orgaanilise maailmaga midagi hist. Lubjakivides tihti leiduvad kummalise kujuga rnimugulad on samuti vaid geokeemiliste protsesside tulemus. Nende puhul tuleks otsuse langetamisel olla siiski ettevaatlik, sest mningatel juhtudel vivad nad tepoolest peita enda sees fossiile.

Pseudofossiilid vivad tekkida ka setetes tekkivate ning lespoole kerkivate gaaside vi settest vee eraldumise toimel. Looduse enda kujundatud pseudofossiile ei tohiks aga segi ajada vltsfossiilidega, mida inimene on teadlikult valmistanud, olgu siis hea- vi pahatahtlikult.


Eelneva phjal vib jda mulje, et kivistisi on tekkinud vga mitmel moel, kikjal ja vga suurtes kogustes. Tegelikult on organismi kivistisena silimine pigem harukordne erand ning paljude nnelike asjaolude kokkulangemine. Neid protsesse, mis aitavad kaasa organismi lplikule hvimisele prast tema surma on tunduvalt rohkem kui kivistumist soodustavaid. Isegi juhul, kui organism esialgu kivistub, vib ta hiljem sattuda niisuguste geoloogiliste protsesside keerisesse, mis ta viimaks ikkagi hvitavad. Paraku peitub suurem osa fossiilidest sgaval maapues, jdes inimese jaoks alatiseks kttesaamatuks. Seega on vaja nnelikku juhust, et fossiile sisaldavad kihid avaneksid maapinnal sellises paigas, kus nad on uurijaile kttesaadavad.


1. Liebig, Karin. 2000. Bacteria. Briggs, Derek E. G.; Crowther, Peter R. Palaeobiology II. Blackwell: 253255.

2. Rudwick Martin J. S. 1976. The Meaning of Fossils: Episodes in the History of Palaeontology. The University of Chicago Press.

3. Scott, Andrew C. 2000. Preservation by fire. Briggs, Derek E. G.; Crowther, Peter R. Palaeobiology II. Blackwell: 277279.

4. Stringer, Chris; Andrews, Peter. 2006. Evolutsioon. Inimese kujunemise lugu. Tallinn.



Oive Tinn, Tnu Meidla
28/11/2012
26/11/2012
05/10/2012
09/07/2012
26/06/2012
26/06/2012
22/05/2012