वेस्ट कोस्ट जीवाश्म पार्क: विगत जलवायु और प्राचीन पारिस्थितिकी तंत्र

विषय

• परिचय
• साइट डिस्कवरी और विकास
• कोन्ज़ेंट्रैट-लैगर्स्टटी बनाने
• एक पर्यावरण का पुनर्निर्माण
• कार्बन आइसोटोप्स: सिर्फ उम्र के डेटिंग से ज्यादा
• पराग
• गोल्डीलॉक्स आयु डेटिंग समस्या
• युगों को जीवाश्मों से जोड़ना
• निष्कर्ष
• लेखक के बारे में

एक पर्यावरण का पुनर्निर्माण: पृथ्वी के अतीत को समझने के लिए वैज्ञानिकों ने कई साक्ष्यों को संयोजित किया है। जीवाश्म (ए) विशेष रूप से दिखाते हैं कि कौन से जानवर एक क्षेत्र में रहते थे, जबकि हड्डियों के आस-पास के तलछट अवक्षेपण सेटिंग के बारे में महत्वपूर्ण सुराग प्रदान करते हैं। उनकी आइसोटोपिक रचनाओं के लिए हड्डियों का और अधिक विश्लेषण किया जा सकता है, जो कि जीवित (बी) के दौरान पशु द्वारा खाए गए पौधों से प्रभावित होता है। इसके अतिरिक्त, पौधों से निकलने वाले पराग भूगर्भिक रिकॉर्ड में आसानी से संरक्षित हो जाते हैं, जो पिछले पुष्प समुदायों का एक विस्तृत रिकॉर्ड प्रदान करते हैं।इन सभी बिट्स के साक्ष्य को उन पर्यावरणों के विस्तृत पुनर्निर्माण बनाने के लिए जोड़ा जा सकता है जो लाखों साल पहले मौजूद थे (सी)।

वेस्ट कोस्ट जीवाश्म पार्क: दक्षिण अफ्रीका के पश्चिमी केप क्षेत्र (2) के साथ अफ्रीका (1) की ऊंचाई दिखाने वाले स्थान का नक्शा विस्तारित हुआ। मानचित्र 2 पर, दक्षिणी नारंगी सितारा केप टाउन का स्थान है, और उत्तरी नीला सितारा वेस्ट कोस्ट फॉसिल पार्क का प्रतिनिधित्व करता है। सबसेट क्षेत्र 3 का विस्तार वर्तमान समुद्र स्तर की स्थिति (3 ए) और 5.2 मिलियन साल पहले की स्थिति को दिखाने के लिए किया गया है, जब समुद्र का स्तर वर्तमान (3 बी) से ~ 30 मीटर अधिक था। उस समय, जीवाश्म पार्क के कब्जे वाली साइट तट के पास रही होगी जहां प्राचीन बर्ग नदी अटलांटिक में खाली हो गई थी। अफ्रीका बेसमैप की ऊंचाई CleanTOPO2 डेटा सेट से है, और उपग्रह इमेजरी नासा का लैंडसैट जियोकॉवर लगभग 2000 है।

परिचय

हम कैसे जानते हैं कि प्राचीन पृथ्वी क्या थी जैसे लोग गवाह और रिकॉर्ड की स्थिति के आसपास थे? भूवैज्ञानिकों के मुख्य तरीकों में से एक अतीत की जलवायु और पारिस्थितिक तंत्र को जमा करना है, जो कि प्राचीन पौधों और जानवरों के संरक्षित अवशेषों को जमा करने का विस्तृत अध्ययन करते हैं।

जीवाश्मों का निर्माण आमतौर पर एक दुर्लभ घटना है, इसलिए केंद्रित या अत्यधिक विस्तृत, जीवाश्म अवशेषों की जेब खोजना वैज्ञानिक रूप से मूल्यवान है। उनकी विविधता या विस्तार के लिए उल्लेखनीय जीवाश्म जमा को Lagerstätten ('मदरलोड' या 'स्टोरेज प्लेस' के लिए जर्मन) कहा जाता है, जिसे दो मुख्य प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है।

Konservat-Lagerstätten ऐसे स्थान हैं जहां जीव के बारीक विवरण हैं संरक्षित (जर्मन और इटैलिकाइज़्ड अंग्रेजी समकक्ष के बीच समानता पर ध्यान दें)। ऐसी साइटों में एक जीव के नरम हिस्से, जो आमतौर पर क्षय होते हैं, छापों या कार्बन फिल्मों के रूप में दर्ज किए जाते हैं। इस तरह के जमा के प्रसिद्ध उदाहरण ब्रिटिश कोलंबिया में बर्गेस शेल और पश्चिमी अमेरिका में ग्रीन रिवर फॉर्मेशन हैं।

दूसरी किस्म कोन्ज़ेंट्रैट-लेगर्स्टेट है, जो एक स्थान है जहां एक बड़ी जगह है एकाग्रता हड्डियों का। जबकि ये साइटें जीवों के कई बारीक विवरण प्रदान नहीं करती हैं, वे जानवरों की हड्डियों को केंद्रित करके एक प्राचीन पारिस्थितिकी तंत्र की झलक प्रदान कर सकते हैं जो सामान्य रूप से एक विस्तृत क्षेत्र में फैले होंगे। उदाहरणों में उटाह में डायनासोर राष्ट्रीय स्मारक में जुरासिक-वृद्ध मॉरिसन फॉर्मेशन एक्सपोज़र और कैलिफोर्निया में 15-16 मिलियन वर्ष पुराना शार्ककोथ हिल बोन बेड शामिल हैं।

दक्षिण अफ्रीका के वेस्ट कोस्ट फॉसिल पार्क में लैंगबैनवेग फॉर्मेशन के तलछट के निक्षेपों में कोन्जेंट्रैट-लैगर्स्टेन का एक और उदाहरण मिलता है। इन जीवाश्म बेड के भीतर कई अवशेष 5 मिलियन साल पहले के जीवविज्ञान समुदायों और क्षेत्र की जलवायु के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करते हैं।

साइट डिस्कवरी और विकास

मूल रूप से फॉस्फेट की खान, जीवाश्म 1950 के अंत में खोजे गए थे। फॉस्फेट का उपयोग आज मुख्य रूप से उर्वरकों में उनके उपयोग के लिए किया जाता है, और फॉस्फोरिक एसिड का उपयोग आमतौर पर शीतल पेय में किया जाता है। हालाँकि, इन चट्टानों को शुरू में द्वितीय विश्व युद्ध के आयुध में उपयोग के लिए खनन किया गया था।

आधुनिक महाद्वीपीय अलमारियों की तरह उच्च समुद्री जैविक उत्पादकता वाले क्षेत्रों में अवसादी फॉस्फेट जमा होता है। बदलती परिस्थितियों के कारण, इस मामले में समुद्र का स्तर, पहले के पानी के नीचे के क्षेत्र अब भूमि पर उजागर हो रहे हैं और पता लगाने और खुदाई के लिए सुलभ हैं। 1993 में जीवाश्म स्थल पर सक्रिय खनन बंद हो गया, जब खदान बंद हो गई, और जिस क्षेत्र में जीवाश्मों की खोज की गई थी, उसे एक राष्ट्रीय स्मारक (जल्द ही राष्ट्रीय धरोहर स्थल) के रूप में स्थापित किया गया था। खनन गतिविधि ने इस स्थल पर 80% जीवाश्मों को नष्ट कर दिया हो सकता है, लेकिन इज़िको दक्षिण अफ्रीकी संग्रहालय के संग्रह में अभी भी अनुमानित 1 मिलियन नमूने संरक्षित हैं।

कार्बनिक सामग्री के साथ फॉस्फेटिक रॉक: फॉस्फेटिक रॉक के बगल में एक सेंटीमीटर-स्केल। लाल अनाज फॉस्फेटाइज्ड कार्बनिक सामग्री का प्रतिनिधित्व करते हैं। फोटो एलेक्जेंड्रा गुथ द्वारा।

कोन्ज़ेंट्रैट-लैगर्स्टटी बनाने

एक ही जानवर के मरने और फिर जगह में दफन होने के रूप में जीवाश्म प्रक्रिया की कल्पना करना आम है। जबकि कुछ जानवरों की बाढ़ से सीधे मृत्यु हो गई थी जो कि साइट पर मौजूद थे, वेस्ट कोस्ट जीवाश्म पार्क के कई अवशेषों को समय के साथ इस एकल स्थान में पानी द्वारा स्थानांतरित कर दिया गया था।

संभवतः बर्ग नदी के ely पूर्वज ’को वर्तमान में पार्क के पास अटलांटिक में खाली कर दिया गया था जब हड्डियों को जमा किया गया था। एक ऑफशोर सैंड बार ने अवशेषों को समुद्र से बाहर बहाया जा सकता है, और हो सकता है कि एक साथ समुद्र से धोए गए जाल को हटाने के लिए भी काम किया हो।

एक पर्यावरण का पुनर्निर्माण

विभिन्न जानवरों और पौधों की विभिन्न निवास आवश्यकताएं हैं; इस प्रकार, जो समुदाय मौजूद है उसे स्थापित करने के लिए अवशेषों की पहचान करने से पिछले पारिस्थितिक तंत्र के बारे में सुराग मिलता है। यह कार्य उन जमाओं के लिए और अधिक कठिन हो जाता है जो पूरी तरह से विलुप्त होने वाले जीवों (जैसे जुरासिक मॉरिसन के गठन के डायनासोर) का प्रतिनिधित्व करते हैं, लेकिन वेस्ट कोस्ट फॉसिल पार्क में अवशेष 5 मिलियन वर्ष पुराने हैं। जबकि पार्क में संरक्षित अधिकांश प्रजातियां स्वयं विलुप्त हैं, वे आधुनिक प्रजातियों से निकटता से संबंधित हैं।

किसी जानवर की पहचान करने के मामले में, आपको किसी व्यक्ति की हड्डियों की 100% की जरूरत नहीं है। यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, क्योंकि पूरे कंकाल आमतौर पर नहीं पाए जाते हैं, विशेष रूप से कोन्जेंट्रैट-लेगरस्टैटन में जहां हड्डियों को अव्यवस्थित और परिवहन किया गया है। अक्सर एक अतिरिक्त संरक्षण पूर्वाग्रह होता है, जहां परिवहन के दौरान छोटी नाजुक हड्डियां नष्ट हो जाती हैं, जबकि मोटी और मजबूत हड्डियों के बरकरार रहने की संभावना अधिक होती है। इन कठिनाइयों के बावजूद, प्राचीन समुदाय को चित्रित करने के लिए जीवाश्म विज्ञानी हड्डियों को वर्गीकृत करने और उनकी पहचान करने में काफी सफल हैं।

वेस्ट कोस्ट जीवाश्म पार्क में पाए जाने वाले जानवरों का संकेत है कि यह क्षेत्र भूमि और महासागर की सीमा के पास था, यह देखते हुए कि दोनों समुद्री जानवर (जैसे सील, मेगालोडन शार्क, पेंगुइन की 4 प्रजातियां) और भूमि स्तनपायी (जैसे लघु-गर्दन वाले जिराफ़, एर्डवार्क) , हाइना, हिप्पो, मैमथ, मृग, तीन पंजे वाले घोड़े, कृपाण-दांतेदार बिल्ली) एक साथ पाए गए। मेंढकों की अतिरिक्त उपस्थिति (कम से कम 8, शायद 12 प्रजातियों में से कई का प्रतिनिधित्व जमाओं में किया जाता है) यह दर्शाता है कि ताजा पानी खड़ा हो गया होगा। जबकि कई मेंढक प्रजातियां खारे पानी के प्रति कुछ सहिष्णुता प्रदर्शित करती हैं, वहाँ कोई ज्ञात उभयचर नहीं हैं जो विशुद्ध रूप से समुद्री निवास करते हैं।

अस्थि बिस्तर: दक्षिण अफ्रीका के वेस्ट कोस्ट फॉसिल पार्क में इन-सिटू बोन बेड प्रदर्शित किया गया। केंद्र में जबड़े की हड्डी आधुनिक जिराफ के एक विलुप्त रिश्तेदार सिवाथेरे की थी। स्ट्रिंग 1-मीटर ग्रिड को चिह्नित करता है।

कार्बन आइसोटोप्स: सिर्फ उम्र के डेटिंग से ज्यादा

एक अधिक विस्तृत समझ हड्डियों और दांतों में संरक्षित कार्बन आइसोटोप की जांच से आ सकती है। जबकि अधिकांश लोग सी -14 आइसोटोप से परिचित हैं, हालिया डेटिंग में इसके उपयोग के कारण (नीचे चर्चा देखें), कार्बन में दो समस्थानिक हैं जो अधिक सामान्य हैं, और रेडियोधर्मी नहीं हैं। C-13 कार्बन का सबसे आम समस्थानिक है, जिसमें C-13 एक द्वितीयक स्थिर समस्थानिक है। क्योंकि वे स्थिर हैं, वे समय के साथ क्षय नहीं करते हैं।

विभिन्न पौधों के समूहों में कार्बन समस्थानिकों के अलग-अलग अनुपात होते हैं जिनका उपयोग प्राचीन जानवरों के पैलियोडिएट के लिए एक फिंगरप्रिंट के रूप में किया जा सकता है। पौधों में कार्बन का उपयोग हड्डी और दांतों के निर्माण के लिए किया जाता है, जैसे कि पौधों में अनुपात जानवरों की हड्डियों में परिलक्षित होता है जो उनका उपभोग करते हैं।

ये अलग-अलग आइसोटोपिक हस्ताक्षर पौधों द्वारा उपयोग किए जाने वाले विभिन्न चयापचय मार्गों के कारण होते हैं। कई घास भूगर्भीय रूप से हाल ही में हैं और “C4 पौधे” हैं, जबकि पेड़ और शाकाहारी पौधे “C3 पौधे” हैं। एक सवाना C4 और C3 दोनों पौधों से बना है क्योंकि पेड़, झाड़ियाँ और घास हैं। दूसरी ओर एक जंगल, मुख्य रूप से C3 के पौधे होंगे। दक्षिण अफ्रीका के लिए एक वनस्पति अद्वितीय है फेनबोस (उच्चारण: "फाइनबोस"), जो कि सी 3 भी है।

एक जानवर जो ज्यादातर सी 3 पौधों का सेवन करता है, उसकी हड्डियों में एक अलग कार्बन आइसोटोप अनुपात होता है, जो ज्यादातर जानवरों में होता है, जो ज्यादातर सी 4 पौधों को खाते हैं। अनग्यूलेट्स (खुर वाले स्तनपायी: हिप्पोस, मृग, जिराफ, सूअर, आदि ...) के विश्लेषण पर किए गए विश्लेषण से संकेत मिलता है कि 5 मिलियन साल पहले जीवाश्म पार्क में मौजूद पर्यावरण पर CBS पौधों का वर्चस्व था।

पराग

जबकि आइसोटोपिक विश्लेषण ने संकेत दिया कि इस क्षेत्र में घास का वर्चस्व नहीं था, यह पेड़ों, झाड़ियों और फेनोस के बीच अंतर नहीं कर सकता था। सौभाग्य से पौधों द्वारा जारी पराग आमतौर पर प्रचुर मात्रा में और अच्छी तरह से अवसादों में संरक्षित होता है।

पराग, आइसोटोप अनुपात के विपरीत, विशिष्ट रूप से एक पौधे परिवार या जीनस की पहचान कर सकता है जो क्षेत्र में मौजूद था। एक अतिरिक्त बोनस के रूप में, बड़े पौधे लकड़ी या पत्तियों की तरह बने रहते हैं, पराग आसानी से हवा और पानी द्वारा ले जाया जाता है और इस प्रकार एक व्यक्तिगत पौधे के स्थान से व्यापक रूप से फैलता है। हालांकि आप एक व्यक्तिगत पौधे से एक जीवाश्म पत्ती कभी नहीं पा सकते हैं, आप इसके पराग को खोजने की अधिक संभावना रखते हैं।

फॉसिल पार्क में पराग विश्लेषण से पता चलता है कि 5 मिलियन साल पहले इस क्षेत्र में शाकाहारी Ranunculaceae (जैसे बटरकप्स), साइपरेसी (sedges, उदा। पैपिरस), Asteraceae (जैसे daisies), और Umbelliferae (जैसे- पार्स) शामिल थे। इन वनस्पति परिवारों के संयोजन का उपयोग तटीय तटीय निवास स्थान का पता लगाने के लिए किया गया था। Asteraceae, Chenopodiaceae (goosefoot) और Amaranthaceae (ऐमारैंथ) संयंत्र परिवारों की उपस्थिति ने अतिरिक्त रूप से सुखाने की स्थिति का संकेत दिया। प्रोटियासी परिवार (उदाहरण के लिए प्रोटिया) के पेड़ों से पराग, साथ ही पोडोकार्पस (जैसे येलवुड) और ओलिया (जैसे जैतून और आयरनवुड) जेनेरा भी मौजूद थे।

इस पराग की सभी मौजूदगी से पादप समुदायों की एक तस्वीर मिलती है जो इस क्षेत्र में उस समय बसे हुए थे जब जीवाश्म तलछट जमा थे। यह जानकर कि उस समय कौन से पौधे और जानवर मौजूद थे, का उपयोग पिछले पर्यावरण को इंगित करने के लिए किया जा सकता है।

गोल्डीलॉक्स आयु डेटिंग समस्या

कार्बन -14 कार्बन का (स्वाभाविक रूप से होने वाला) रेडियोधर्मी समस्थानिक है जो पुरानी सामग्रियों को डेटिंग करने के लिए सबसे लोकप्रिय ज्ञात विधि है। हालांकि, रॉक रिकॉर्ड के अधिकांश हिस्से को इस तकनीक के साथ दिनांकित नहीं किया जा सकता है क्योंकि सी -14 का आधा जीवन बहुत छोटा है, और इसमें मूल कार्बनिक पदार्थों की उपस्थिति की भी आवश्यकता होती है (जबकि, जीवाश्म मूल कार्बनिक पदार्थ को अधिक से बदल देता है। टिकाऊ खनिज)। जब तक कार्बनिक पदार्थ 75,000 वर्ष पुराना हो जाता है, तब तक नमूने में बहुत कम C-14 शेष होता है जो मज़बूती से मापता है।

पोटेशियम (K-40) के रेडियोधर्मी समस्थानिक C-14 की तुलना में अधिक लंबा जीवन है और आग्नेय चट्टानों में मौजूद है। इस प्रकार, पोटेशियम और उसके बेटी उत्पाद आर्गन से जुड़ी तकनीकों का उपयोग उन सामग्रियों पर किया जा सकता है जो 100,000 साल से अधिक पहले ज्वालामुखियों से प्रस्फुटित हुई थीं (क्योंकि आधा जीवन इतना लंबा है, इस तकनीक का उपयोग बहुत कम युवा सामग्री पर नहीं किया जा सकता है क्योंकि इतना छोटा अंश मूल पोटेशियम का क्षय हो गया है कि हम इसे ठीक से माप नहीं सकते हैं)।

दुर्भाग्यवश, इन जानवरों की मृत्यु के समय दक्षिण अफ्रीका ज्वालामुखी रूप से सक्रिय नहीं था, इसलिए तलछट को सीधे पोटेशियम-आर्गन का उपयोग करके दिनांकित नहीं किया जा सकता है। हालांकि, अन्य तरीकों में समुद्र तल परिवर्तन, पेलोमैग्नेटिज्म और जीवाश्मों के पैटर्न शामिल हैं, जिनका उपयोग तलछटों की उम्र को इंगित करने के लिए किया जा सकता है।

युगों को जीवाश्मों से जोड़ना

बायोस्ट्रैटिग्राफी, जानवर पर आधारित रॉक रिकॉर्ड के आदेश देने का एक तरीका मौजूद है, और जीवाश्म चट्टानों पर उम्र की कमी प्रदान करने के लिए एक उपयोगी विकल्प है। सूअरों और हाथियों जैसे कुछ जानवरों की वंशावली तेजी से (एक भूगर्भिक अर्थ में) बदलती प्रतीत होती है, इसलिए इन जानवरों के विभिन्न सेटों की पहचान करने से चट्टानों की उम्र को कम करने में मदद मिल सकती है।

जीवाश्म जानवरों के सुराग वेस्ट कोस्ट जीवाश्म पार्क के अवसादों की उम्र को लगभग 5.2 मिलियन साल पहले विवश करते हैं। पूर्वी अफ्रीका और जीवाश्म पार्क दोनों में सुइद (सुअर) न्यानजाचेरस कनैमेंसिस पाया गया है। पूर्वी अफ्रीका में सक्रिय स्थानांतरण और संबद्ध ज्वालामुखीय गतिविधि के कारण, एक पूर्ण आयु तिथि (जैसा कि, हम इसे एक संख्या को पिन कर सकते हैं), उस प्रजाति के साथ जुड़ा हुआ है। चूंकि सुअर परिवार भूगर्भीय रूप से तेजी से बदलाव का सामना कर रहा था, इसलिए उस प्रजाति को पाकर हम पार्क में अवसादों की उम्र के बारे में कुछ कह सकते हैं।

निष्कर्ष

एक पर्यावरण का पुनर्निर्माण अक्सर बारीक विवरण के लिए नीचे आ सकता है: हड्डियों में समस्थानिक हस्ताक्षर, दांतों पर सूक्ष्म पैटर्न (दांतों की सतह पर खरोंच, यह संकेत कर सकते हैं कि क्या जानवर एक गेजर, ब्राउज़र या मिश्रित-मोड फीडर था), तलछट में पराग संयोजन। , आदि...

फिलहाल, पार्क भूमध्यसागरीय जलवायु में मौजूद है और सागर से 10 किमी की दूरी पर स्थित है। हालांकि सभी संयुक्त साक्ष्य इंगित करते हैं कि पांच मिलियन साल पहले वेस्ट कोस्ट फॉसिल पार्क एक उपोष्णकटिबंधीय वुडलैंड में अस्तित्व में रहा होगा जहां एक प्राचीन बर्ग नदी अटलांटिक में खाली हो गई थी।

पशु सूक्ष्म और रासायनिक सुराग के साथ संयुक्त रहता है जो इस क्षेत्र की तरह एक आकर्षक चित्र बनाता है, भले ही कोई भी मानव इसे प्रत्यक्ष रूप से देखने के लिए नहीं था। यह इस तरह से है कि भू-वैज्ञानिक पृथ्वी के पिछले जीवन और जलवायु के रहस्यों को उजागर करते हैं।

आज, इन जीवाश्मों को दक्षिण अफ्रीका के वेस्ट कोस्ट जीवाश्म पार्क में सीटू (जगह में) में देखा जा सकता है, और मेहमान छलनी में पक्षियों, मेंढकों, कृन्तकों और कई अन्य छोटे जानवरों के माइक्रोफ़ॉसिल्स की तलाश कर पर्यावरण चित्र को पूरा करने में मदद कर सकते हैं। स्क्रीन। किसी भी संग्रह को संग्रहालय के संग्रह में जोड़ा जाता है - आगंतुकों को अपने लिए नमूने एकत्र करने की अनुमति नहीं है, क्योंकि सभी जीवाश्म दक्षिण अफ्रीका में राज्य द्वारा संरक्षित हैं।

वेस्ट कोस्ट फॉसिल पार्क दक्षिण अफ्रीका में केप टाउन से 120 किमी उत्तर में स्थित है। उनकी वेबसाइट में साइट के बारे में प्रचुर जानकारी, विस्तृत दिशा-निर्देश, वहां हो रहे अनुसंधान के बारे में जानकारी, साथ ही शैक्षिक एनिमेशन और कार्यपत्रक शामिल हैं। इस लेख के लेखक फॉसिल पार्क के प्रबंधक पिप्पा हाहरॉफ को उनकी मदद और प्रोत्साहन के लिए धन्यवाद देना चाहेंगे।

लेखक के बारे में

एलेक्स गुथ मिशिगन टेक्नोलॉजिकल यूनिवर्सिटी से पीएचडी स्नातक हैं, और उनका शोध केन्या की दरार के ज्वालामुखी विकास पर केंद्रित है। भूविज्ञान क्षेत्र के शिविर के साथ अपने सलाहकार की सहायता के लिए वह कई बार दक्षिण अफ्रीका के पश्चिमी केप क्षेत्र का दौरा कर चुकी हैं और अफ्रीका में उनके शोध से नेशनल जियोग्राफिक के साथ काम करने के कई अवसर मिले हैं। उसकी वेबसाइट पर देखा जा सकता है: http://www.geo.mtu.edu/~alguth/