الكائنات الحية

البقايا الحيوية هي شظايا أحفورية هيكلية لكائنات بحرية أو برية كانت تعيش في السابق، وتوجد في الصخور الرسوبية التي ترسبت في بيئة بحرية - وخاصة أنواع الحجر الجيري حول العالم، والتي يكتسب بعضها أنسجة وألوانًا مميزة عن البقايا الحيوية السائدة فيها - والتي يستخدمها الجيولوجيون وعلماء الآثار وعلماء الحفريات لتحديد عمر طبقات الصخور إلى حقبة جيولوجية معينة . ^{[ 1 ]}

في علم الجيولوجيا، تُستخدم البقايا الأحفورية لأغراض التأريخ النسبي ، وقد تكون أحافير كاملة أو شظايا متكسرة من الكائنات الحية. يُمكن أن يُعطي انتشارها مؤشرًا تقريبيًا على تنوع الحياة في المحيط الحيوي التاريخي، لكن أعدادها المطلقة تعتمد بشكل كبير على ظروف المياه، مثل عمق الترسيب، والتيارات المحلية، بالإضافة إلى قوة الأمواج في المسطحات المائية الكبيرة كالبحيرات. يُمكن استخدامها لدراسة عمر بيئة تكوين الصخور التي توجد فيها هذه البقايا. من أهم إسهامات البقايا الأحفورية أنها تتشكل في مناطق عاشت فيها الكائنات الحية وماتت مع مرور الوقت. هذا مهم لأنه في ظل الظروف المناسبة (الضغط ودرجة الحرارة)، تزداد احتمالية وجود الهيدروكربونات . وذلك لأن الهيدروكربونات ستتشكل في النهاية نتيجة للمواد العضوية الغنية التي ماتت وأغنت الرواسب. ^{[ 2 ]} كانت نسبة كبيرة من السجلات الأحفورية خلال عصر الحيوانات متعددة الخلايا عبارة عن بقايا أحفورية من أصداف كلاودينا .

تُشكّل أصداف الكلاودين طبقاتها عندما تمتلئ بالمنخفضات الموجودة بين القباب الثرومبوليتية ، وتتشكل أحيانًا في الأخاديد بين تموجات التيار منخفضة السعة في سحنة الحجر الجيري الحبيبي . تُعدّ هذه الكائنات أفضل الأحافير الدليلية المحتملة في العصر الإدياكاري المتأخر . ^{[ 2 ]} وقد تبيّن أن هذه الكائنات كانت تنمو من قمع مغلق قاعديًا. كما يُمكن رؤية تفرعات ثنائية من حوافها الرأسية. وُجدت هذه الكائنات سابقًا في مناطق يُعدّ فيها اختلاف أعماق المياه والنقل في المحيطات من العوامل الرئيسية التي تتحكم في ثراء المنطقة بأنواع معينة. ^{[ 3 ]} توجد المناطق ذات الثراء الأعلى في قيعان رملية وطينية متوسطة إلى ناعمة جدًا، مع وجود البقايا الأحفورية في الطبقات الأقل عمقًا.

كشفت الدراسات التي أجريت على البقايا البيولوجية في السجل الأحفوري عن ثلاثة أنواع رئيسية من مورفولوجيا كلاودينا : ^{[ 4 ]}

• في معظم الحالات، يكون الطرف القاعدي للكائنات الحية نصف كروي الشكل، ولكنه لا يُظهر أي علامات على وجود ندوب ارتباط أو هياكل تثبيت ودعم. ويتراوح  قطر الطرف القاعدي بين 1 و1.5 ملم،  وطوله بين 0.2 و2 ملم.
• أنابيب ذات طرف مدبب وقاعدة مغلقة. يتراوح طول هذا الطرف المدبب من 0.05 إلى أكثر من 1  مم. ويبلغ قطره الأقصى ما بين 0.25 و 0.3  مم.
• يبدو أن الجزء القاعدي مُهشّم أو مُسطّح. وهذا يُشبه إلى حدٍ ما شكل النقطة، ولكنه أكثر استدارة. يتراوح القطر الأقصى للجزء القاعدي المُستدير بين 0.15 و0.35  ملم، بينما يبلغ طوله الأقصى 0.6  ملم.

توجد في بعض مناطق العالم إمكانية رؤية أصداف (بقايا بيولوجية) لكائنات حية سابقة ضمن بنية جيولوجية تُسمى الطبقات العدسية . تتميز هذه الطبقات برقتها الشديدة، إذ لا يتجاوز سمكها بضعة سنتيمترات، وهي متراصة بكثافة وغير منتظمة الترتيب. كما أن الأصداف موزعة عشوائيًا ومتبلورة من جديد. تشير هذه الخصائص إلى أن هذه البقايا لم تُعاد معالجتها على المدى الطويل، وإنما أُعيدت معالجتها بعد فترة وجيزة من موت الكائن الحي، ثم ترسبت في النهاية بالقرب من موطنه الأصلي. ^{[ 5 ]} ومن المناطق التي يمكن فيها رؤية رواسب وصخور قديمة تهيمن عليها مكونات البقايا البيولوجية، وادٍ كان يربط حوض سوميير الميوسيني في جنوب فرنسا بالبحر الأبيض المتوسط. في هذا الموقع، تتكون الرواسب من حبيبات كربونات تشكلت في بيئات معتدلة. تتميز هذه الحبيبات بتنوع تركيبها؛ فقد تكون من البرنقيل ، أو البريوزوا ، أو الطحالب المرجانية ، أو قنافذ البحر، وغيرها.

عندما تتواجد البقايا البيولوجية في تكوينها الصخري، أي بعد مرورها بجميع مراحل الترسيبات وصولًا إلى مرحلتها النهائية، وهي وحدة صخرية متكاملة، فإنها تُصاحب وتُخلط بكميات متفاوتة من المواد الأرضية، وجزيئات الغلوكونيت، وحبيبات الفوسفات. ^{[ 5 ]} أظهرت دراسات أُجريت باستخدام الضوء المستقطب المستوي على عدة تكوينات صخرية مختلفة أنواع الخلائط البيولوجية التي وُجدت في هذا الحوض. ففي إحدى الوحدات الصخرية، وُجدت البرنقيلات، والبروزوان، والحجر الجيري الإكينويدي ، بينما وُجد في صخور أخرى الحجر الجيري البريوزواني-الرخوي والطحالب المرجانية. ^{[ 6 ]} جميع الصخور والبقايا البيولوجية التي دُرست في هذه المنطقة تعود إلى العصر البليوسيني الأوسط إلى العلوي ، وقد تعرضت للعوامل الجوية. تسمح هذه الرواسب بتحليل بنية وتعقيدات التتابع البيوكلاستي-السيليسي المختلط في حزام الدفع.

توجد في الصخور الجيرية أنواع مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة المحتملة، وذلك تبعاً للمنطقة والوقت والمناخ خلال مرحلة التكوين. ^{[ 7 ]}

شظايا الهياكل العظمية: يمكن العثور على هذا النوع من نسيج الحجر الجيري على شكل أحافير دقيقة كاملة، أو أحافير كبيرة كاملة، أو شظايا متكسرة من أحافير أكبر. وهذا هو النسيج الأكثر شيوعًا. وتعتمد أنواع جزيئات الهياكل العظمية الموجودة على عمر الصخر والظروف البيئية القديمة التي سادت وقت ترسبها. ومع هذه الأنواع المختلفة من الأحافير، ستكون بعضها أكثر انتشارًا في صخرة معينة مقارنةً بغيرها. على سبيل المثال، تُعد شظايا هياكل الترايلوبيت سمة مميزة لوحدات الصخور في حقبة الحياة القديمة المبكرة، ولكنها لا توجد في صخور حقبة الحياة الحديثة ، التي تهيمن عليها المنخربات.

تؤثر الظروف المناخية وحالة الأمواج على تكوين الهياكل العظمية، ولذلك فإن الكائنات الحية مثل الأشكال المتفرعة من حيوانات البريوزوا تكون هشة ولا توجد في بيئات ذات طاقة أمواج عالية. توجد هذه الكائنات في وحدات الحجر الجيري التي ترسبت في ظروف مائية أقل نشاطًا.

الأويدات هي حبيبات كربونات مغلفة تحتوي على نوع من النواة - وهي في هذه الحالة بقايا بيولوجية (شظية صدفية). تتشكل هذه الأويدات في المناطق التي تتواجد فيها تيارات قاعية قوية وظروف مائية مضطربة، حيث تكون مستويات تشبع البيكربونات عالية.

تتكون الرواسب في منطقة مون سان ميشيل بفرنسا من مزيج من الحطام البيولوجي غير المتجانس وحطام الأصداف. وقد أعيد تشكيل هذه المواد بمرور الزمن بفعل الأمواج والتيارات المحيطية في المسطحات المدية بالمنطقة. تتخذ الأصداف شكل صفيحة منحنية وزاوية. وبفضل هذه الخصائص، يسهل على تيارات المياه رفع ونقل الحطام البيولوجي (الأصداف). ^{[ 8 ] [ 9 ]} تُعرف كثافة الفواصل بأنها نسبة مكونات المادة الأساسية في جسم صخري، مقارنةً بالحطام البيولوجي، وتكون هذه الكثافة أعلى في الصخور ذات النسبة المنخفضة من الحبيبات ذات الشكل المميز، وأقل في الصخور ذات النسبة الأعلى من هذه الحبيبات (الحطام البيولوجي). بعبارة أخرى، تؤثر نسبة حبيبات الحطام البيولوجي على كثافة الفواصل. في جميع المناطق التي دُرست، انخفضت كثافة الفواصل مع ازدياد عدد الحطام البيولوجي. ويبدو أن هذا يُعيق تكوين الفواصل في جميع تكوينات الصخور الكربوناتية.