Paleontologické metody Paleontologie – poznatky založené na fosíliích - nutné vědět jak a kde fosílie hledat, jak je získat z horniny a jakým způsobem je dále v laboratoři zpracovávat a zobrazovat makrofosílie mikrofosílie Základní postup terénních a laboratorních prací Nebo - Další specializované metody studia, statistické …. Terénní část členové společnosti před Průtahovou štolou Členové společnosti Barbora před Průtahovou štolou. certova_hyksous Čertova skála (566 m) - Brdy Velká Amerika Solnhofen Litografické břidlice – jura - Solnhofen Odkryvy hornin přirozené – skály, zářezy vodních toků, sesuvy … umělé – lomy, haldy, zářezy cest, výkopy, vrty.. Kopané sondy -Odebírání souvislého profilu -podrobné vzorkování Vrtání ručním naftovým agregátem - do 4m - Průběžně jádrované mělké vrty „šnek“ do 8m Hlubší vrty – 10m a více Vrty přes 20m musí mít projekt a schválení báňským úřadem lithification_lg img012 TMP48 till Prostředí a sedimenty nevhodné k zachování fosílií Hrubozrnné Rychlá denudace fossillagerst Prostředí vhodná k zachování fosilních zbytků Materiál fosílií x chemismus sedimentu Např. vápnité schránky ne v rašelině, pylová zrna ne v sedimentech, které v oxidačním režimu, v jantaru to, co na stromě … Sedimenty jemnozrnnější, fosilní pasti ContMargin CCD ACD Mořská prostředí 0840%20Jurassic%20ammonites 1 fn310 Nejvíce organizmů v litorálu – ve fotické zóně Lamellaptychus undort: Eichstätt 144 Mio.Jahre Hlubší prostředí- plankton + selektivní zachování IMAGE 21 sdtrp2 FIG_5A Primitive_fish_Lebanon Radiolarians HM99PLT019 Clavulina sp., an agglutinated benthic foraminifera Rserfor2_crop Radiolaria Foraminifera – planktonní, bentické vápnité aglutinované Nummulites Globigerina Vápnitý nanoplankton Ryby – různé hloubky Světelné orgány x útesové 20Monograptus tril Prostředí s vysokým obsahem O2 - bentos, bioturbace nutné všímat si i charakteru sedimentu – sedimentární struktury – paleoekologické interpretace, stav zachování - tafonomie dfd100d-med biostratifikacní Bez kyslíku – tmavé, plankton, nekton 20040510131736Giant_cyp_view_of_forest photo005 antique price guide, antique priceguide, natural history, fossils, Czechoslovakia, Fossils; Amphibian, Discosauriscus Polcher, Czech Republic. Bažiny, rašeliny, delty, říční sedimenty spraše, jeskyně… Kontinentální prostředí alethop2 Triassic 0268%20La%20Brea%20mastodons Pseudovoltzia liebeana Pylové zrno kutikula Alethopteris Mastodon Suchozemští obratlovci rostliny Discosauriscus bfor leaf-b Image181 -jantar Triassic Rhynia chert Silicifikované rostlinné tkáně prameny Pryskyřice jehličnanů - recent Chorvatsko travertin Jeskyně Lázně Vyšné Ružbachy Vyšné Ružbachy jezírko vzniklo klesáním travertinových vrchů v okolí minerálního pramene. Terénní práce – výbava paleontologa Luequipment hammer2 camera Newspapers Bag Snicker Mobile hammer Terénní výbava paleontologa - Sáčky na vzorky - Etikety, tužka – pastelka (orientované vzorky) - Sešit na zápisky a nákresy Literatura o studovaném území geologická mapa walkingboots hardhat Doplňkové potřeby pro speciální typ fosílií : Např. nepříliš pevný kosterní materiál – sádra, gáza ….. Nářadí pro různé typy hornin Popisky na etiketě: Číslo vzorku Místo odběru Číslo profilu hloubka – pozice v profilu, případně vrtu Jméno - kdo odebral Datum sběru Povrch výchozu očistit Podle účelu odebírat vyvětraný nebo naopak čerstvý materiál Na výchoze odebírat profily – stratigraficky x podélně - plošně Odebírat zdola nahoru – sypání materiálu Postup při odběru vzorků na výchozech Vzorky odebírat buď v pravidelných intervalech nebo podle litologického charakteru hornin Orientované vzorky – nakreslit na vzorek pozici ve výchoze Odebírání materiálu v jeskynním prostředí - Jeskyně Za hájovnou - Javoříčko mam013 fe_1_b nps_ranger This 21-million-year-old beaver burrow can be seen at Agate Fossil Beds National Monument, Nebraska. Pozice fosílií na výchoze a v prostoru - pozice vrstevních sledů rad_1 sigillaria saiwbio V terénu je nutné zaznamenat i věci týkající se tafonomie a paleoekologie Bioherma mlže rodu Hipurites Kořenový systém Sigillaria Růstové pozice 1433%20chalk%20urchin Nález celých těl – organizmů jejichž těla jsou složená z několika nepříliš pevně spojených částí – nízký stupeň transportu Well preserved plants in growth position vertical axes of Rhynia gwynne-vaughanii Na výchozech si všímat i tvaru růstových forem – indikace dynamiky prostředí a rychlosti sedimentace floatol Halcyl Halimeda cylindracea mixed cri001 Macrocrinus mundulus Indiana, 10-6n.jpg (7680 bytes) Sed02a transportované organizmy orientované uložení, vytříděné schránky (podle velikosti, tvaru), (např. lumachely), dezintegrovaná těla (např. jen levé, nepřipevněné misky) Lumachela shránek mlžů or2close Uspořádání prouděním -stopy po životní činnosti -bioturbace koncentrovaná sedimentace – stopy po rozpouštění – redepozice deformace fosílií – kompakce, diageneze, tektonika bioerozní V terénu je nutné si všímat i dalších znaků nejen samotných fosílií Stopy napadení predátorem Mechanické poškození schránek pelvis_removal ribs_scap_in_pit Při vyzvedávání velkých kosterních zbytků – opatrně odkrývat vrstvy sedimentů - metody obdobné archeologii -špachtle, štětec.. někdy nutné fosílie zpevnit Rozmístění jedinců v populaci A – rovnoměrné B – náhodné C – ve shlucích Kvadrátová analýza, Měření a zakreslování typu a polohy (orientace a rozmístění fosílií milimetrový papír) v jednotce plochy – po statistickém zpracování slouží pro paleoekologii a tafonomii clusterová - shluková analýza V netransportovaných oryktocenozách hnízdovitý kupovitý Šikmý, nakloněný hřebenovitý svislý souhlasný šikmý korytovitá trhlinovitá vytříděná dlažbovitý Proudový stín Sondy – ruční vrty fosílie nejsou vidět a rozeznat - odebírat určitá množství materiálu nutno tušit v jakém typu sedimentu, co mohu najít Odebírat v pravidelných intervalech nebo při litologických změnách -mikrofosílie – cca 0,5kg vzorku -palynologie stačí méně 10 dkg - Plavící síto a stolek Odebírání vzorků mikrofosílií Pro fosilí materiál na hranici mezi makro a mikrofosíliemi – např. suchozemští plži, kosti drobných obratlovců je nutné probrat veliká množství materiálu Většinou na místě v blízkosti vodních toků Z vrtů odebírat vzorky – průměrné nebo zásekové Laboratorní část cleangluehand cleangluehand1 cleangluehand2 cleangluehand3 Slepování fosilií cleanammonite Preparace fosilie z horniny - konzervace Laboratorní zpracování: makrofosílie mechanicky chemicky – např. působení slabé HCl – kalcit, aragonit, dolomit leptání x nábrusy Makrovzorky – měření vlastností – velikost, poměry, závity... Studovat - okem, pod lupou, za pomoci binokulární lupy metoda odlitků nebo plastelínových otisků – opačné schránky, nepřístupné dutiny .... Plavící síta pro mikrofosílie mikrofosílie Metody separace mikrofosílií z hornin – rozdružování horniny – vysušování, mražení, chemické macerace, plavení Separace za pomoci Rozdílné hmotnosti - těžké kapaliny výplavy - binokulární lupa – vybírání mikrofosílií – preparační jehly uchovávání ve schránkách foram 20bspc Ostracod_07_F07_X Komůrky mají uprostřed lakované jamky – černé na světlé mikrofosílie Bílé na makrospory a semena Gastr4x for2 jhlzel Výbrusy – studium v prosvěcovacích mikroskopech polarizační s otočným stolkem Někdy nelze mikrofosílie vyseparovat – jádra, pevné horniny, stejné složení schránek jako hornin … Studují se v tenkých řezech – většinou tenčí než pro mineralogii Některé mikrofosílie na výbrusech založenou systematiku fossil-layered Např. vápnité řasy – červené. zelené Ve vápencích zahrnuje také studium karbonátové petrografie – mikrofacie Ostracod_07_F07_X Některé se ve výbrusovém materiálu nedají klasifikovat Ostrakodi for Selaginella Organické výstelky foraminifer Maceráty – podle velikosti objektu – binokulární lupa nebo biologický mikroskop s křížovým posuvem stolku - chemické rozrušování anorganických částí hornin, reziduum zůstává ve formě roztoku Křemité fosílie – radiolarie, diatomy, jehlice hub Pylová zrna Model Konodonta konodonti Pro velká zvětšení (1000x) nutno využít imerzní kapaliny – vyšší index lomu než vzduch čerstvě rozdrcené vzorky nachystané na zalití kys odstřeďová vzorků v odstředivce Pro získání mikrofosílií s organickou stěnou - chemickou a mechanickou cestou se odstraní anorganické a organické látky s výjimkou pylových zrn a spor a ostatních rostlinných a živočišných zbytků – např. kutin, chitin (PACLTOVÁ 1963) - proces trvá zhruba 4 dny Macerace vzorky připravené pod mikroskop 1pinusw Pinus – struktura dřeva Abies_lasiocarpa_twig Anat0269 Zobrazování fosílií – kreslení, fotografování Abbeův kreslící přístroj Kreslení - zdůraznění důležitých znaků x fotografování – přesnější celkový obraz Chelotriton_obrat Arvicolidi_neogen Python_sp Python europaeus, sp. miocén, Francie calc026 calc025 Axopodorhabdus albianus (Black, 1967) Wind and Wise in Wise and Wind, 1977 Coccolithus_pelagicus Elektronové mikroskopy – kratší vlnová délka elektronového záření oproti světelnému umožňuje vyšší rozlišovací schopnost (cca 100 000x) Nutné pokovení vzorku – vodivost pro elektrony Transmisní – jen velká zvětšení (500 – 500 000x) řádkovací el. mikroskop – SCAN- (10 – desítky tisíc) Kokolitky Biologický m. Polarizační m. SCAN Zobrazení pylových zrn - mikroskop světelný x SCAN Bělení salmiakem – zvýraznění znaků pro fotodokumentaci Fosilní záznam – řada příkladů zhroucení biocenóz a jejich rejuvenace (paleozoikum/mezozoikum, mezozoikum/kenozoikum apod.) Vyhodnocovací paleotologické metody Příklady: Kvantitativní analýza biocenóz – grafické vyjádření Hodnotí se složení a charakter společenstva v jednotlivých stratigrafických úrovních – mořské organismy x brakické, plankton, bentos, hloubkové nebo teplotní rozšíření taxonů, rostliny… Tabulka určených taxonů pylových zrn a spor a počty těchto taxonů v jednotlivých vzorcích vrtu Iváň – IK 1 48,49_Stránka_1 Pylový diagram – procentuální zastoupení taxonů – programy k tvorbě diagramů POLPAL KulnaatdmP - pleistocén Jeskyně Kůlna Stromy - les Byliny - step Kapradiny, plavuně - mokřiny - znázorňuje poměr různých typů vegetace určující charakter klimatu Trboušany – spodní miocén TRIPLOT Trojúhelníkový graf ukazující různé látkové složení schránek foraminifer a jejich četnost v ekologicky rozdílných prostředích P1010012 katodová luminiscence – zóny generací kalcitu - přírůstky rysunek Vyhodnocení vlivu teplot při diagenezi na barvu konodontů Specializované metody pro studium jednotlivých skupin organizmů Schregerovy linie v příčném řezu klem slona a mamuta. Elephant Ivory recentní slon úhel > 115° Mammoth Ivory mamut úhel < 90° poricht2 scan roční přírůstky Specimen details: Orientation: mesial Locality: Paraguana, Paraguana, Venezuela Early Miocene: Cantaure Fm., Paraguana, Venezuela M. Abelová Charakter přírůstkových zón Na otolitech ryb leaf-shapes CLAMP analýza Climate Leaf Analysis Multivariate Programe (CLAMP) (Wolfe, 1990, 1993; Kovack and Spicer, 1995; Wolfe and Spicer, 1999; Spicer, 1999) Statistická technika, která dekóduje změny klimatu, které jsou zachyceny v listové morfologii stromových forem dvouděložných rostlin Používá se pro terciér a kvartér - kritéria . tvar, okraj, vrchol, velikost, -.... CA analyses from pollenspectrum karpatian MAT - mean annual temperature: 17,2 - 21,7°C, Reevesia sp, Picea sp. CMT - temperature of the coldest month: 7,7 -13,6°C WMT - temperature of the warmest month 24,7 - 28,1°C MAP - mean annual precipitation: 1194,0 - 1520,0mm WMP - precipitation of the wettest month: 204,0 - 245,0mm DMP - precipitation of the driest month: 21,0 - 24,0mm WMP -precipitation of the warmest month: 118,0 - 172,0 Koexistenční analýza (Mosbrugger a kol.) – vypracované pro rostlinné typy nejbližších žijících příbuzných – statistické zpracování komplexu faktorů, a ekologických limit za kterých mohou určité taxony existovat současně v jenom prostoru Zahrnuje – průměrnou roční teplotu, průměrné roční srážky teplotu nejchladnějšího a nejteplejšího měsíce a srážky v těchto měsících Pannonian A-B Panonian B mean annual temperature (MAT) was appointed in interval 15.6 – 21.7°C, coldest month temperature (CMT) in 5.0 –13.6°C, warmest month temperature (WMT) in 13.8-27.9 °C, mean annual precipitation (MAP) in 373.0 – 1520.mm, wettest month precipitation (WtMP) in 73.0 – 245.0 mm, driest month precipitation (DMP) in 5.0 – 59.0 mm, warmest month precipitation (WMP) in 27.0 – 227.0 mm Coexistene approach Analyses Vídeňská pánev Tertiary paleoclimate evolution in North Germany G:\Publications\volker_2003\Grafik1.jpg Mosbrugger, et al. 2005 MA 0 25 50 BIOMES The basic conditions for the dominant type of the plants – are temperature and moisture – they are related to: longitude, latitude and altitude - zonal vegetation In the each climatic zone there exist typical biotops with plant types dependent on the ground character– f. e. swamp, riparian forest, salt areas… - azonal vegetation Studium ve fluorescenčním mikroskopu – možnost odlišení redepozic - materiál s organickou stěnou Autofluorescence – schopnost organické hmoty zářit v UV světle – snižuje se s oxidací Pylové zrno Taxodiaceeae redeponované do kvartérních sedimentů Původní v tercierním sedimentu Plantago lanceoloata Triticum plevele Hledání vlivu lidské činnosti Vznik ošlapávaných ploch Obrázek “http://www.funet.fi/pub/sci/bio/life/plants/magnoliophyta/magnoliophytina/magnoliopsida/plantagina ceae/plantago/sp-2.jpg” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. Kulturní rostliny Synantropní prvky x wild grass modrak5 Centaurea cyanus Agrostemma githago AGROSTEMMA GITHAGO Obrázek “http://www.kv.geo.uu.se/pollen/A/Agrostemma_githago.256x384.gif” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. Geochemické charakteristiky fosílií Izotopické analýzy paleoteploty – izotopy C a 18O/16O v kalcitu (vyšší teplota – relativní množství 18O klesá) salinita Chemofosilie - obsah organických látek v hornině – mění se s vývojem Interpretace salinity na základě izotopických analýz ze schránek měkkýšů Z terciéru (eggenburg) Tim Rekonstrukce klimatických změn v historii Země - Statistické zpracovávání organizmů s různými životními podmínkami Paleobiogeografie- 514.jpg (130509 bytes) Podle Uteschera et al. (2000) spodní miocén klimatické optimum – postupné ochlazování zhruba od hranice 14mil.let – na základě makro i mikrofloristických studií Rekonstrukce klimatických změn v terciéru - aplikovaně použité rovněž pro stratigrafii: poměr – arktotercierních opadavých- A -a teplých paleotropických (stálezelených) rostlin – P obrázek 21 Rekonstrukce – celých těl, společenstev nebo vývoje jednotlivých orgánů… aktualismus - funkční morfologie - srovnávací anatomie onychocrinus 1424%20Carboniferous%20crinoid t_silur Rekonstrukce životní formy fosilních crinoidů Rekonstrukce pravděpodobného vývoje reprodukčních orgánů vyšších rosltin Organizace sbírek Organizace sbírek Organizace sbírek, katalogizace – oficiální sbírky formuláře Celostátní program CES