עץ מאובן

ממוזער|בול עץ מאובן בפארק הלאומי פטריפייד פורסט
עץ מאובן (באנגלית: Petrified wood. מיוונית עתיקה: , סלע, או אבן; מילולית: עץ שהפך לאבן), הוא השם שניתן לסוג של מאובני עץ, השרידים המאובנים של צמחייה יבשתית. התאבנות (Petrifaction, בניגוד להיווצרות של מאובן דפוס או העתק, שהיא Fossilization) היא תוצאה של תהליך שבו עץ או צמחים דמויי עץ הוחלפו באבן באמצעות תהליך מינרליזציה הכולל לעיתים קרובות פרמינרליזציה (permineralization, המתרחשת כאשר מינרלים מפעפעים מתוך תמיסה וממלאים את פנים התאים וחללים ריקים אחרים) והחלפה. החומרים האורגניים המרכיבים את דפנות התא שוכפלו עם מינרלים (בעיקר סיליקה בצורה של אופאל, כלקדון או קוורץ). במקרים מסוימים, המבנה המקורי של רקמת הגזע נשמר חלקית. בניגוד למאובנים צמחיים אחרים, שהם בדרך כלל טביעות או דחיסות, עץ מאובן הוא ייצוג תלת־ממדי של החומר האורגני המקורי.

תהליך ההתאבנות מתרחש מתחת לאדמה, כאשר עץ נקבר במים או באפר געשי. נוכחות מים מפחיתה את זמינות החמצן וכך מעוכב פירוק אירובי על ידי חיידקים ופטריות. מים עמוסים במינרלים הזורמים דרך המשקעים עלולים להוביל לפרמינרליזציה. במהלך ההחלפה, דפנות התא של הצמח משמשות תבנית למינרליזציה. צריך להיות איזון בין ריקבון של תאית וליגנין ותבנית המינרלים כדי שהפרטים התאיים ישמרו בנאמנות. רוב החומר האורגני מתפרק לעיתים קרובות, אולם חלק מהליגנין עשוי להישאר. סיליקה בצורת אופאל יכולה לצרוב ולחלחל לעץ במהירות יחסית בסביבות מעיינות חמים. עם זאת, עץ מאובן נוצר לרוב מעצים שנקברו במשקעים עדינים של דלתות ומשטחי שיטפונות או להארים וולקניים וערוגות אפר. יער שבו התאבן חומר כזה מכונה יער מאובן.

 היווצרות 
ממוזער|עץ קליקסילון (Callixylon) מאובן דרך מיקרוסקופ
ממוזער|עץ מאובן שעבר מינרליזציה עם קרנוטיט מסנט ג'ורג', יוטה
ממוזער|עץ מאובן מתצורת שינארומפ (Shinarump) במכרה נאסימיינטו (Nacimiento), קובה, ניו מקסיקו. בעץ החום מימין נראית מינרליזציה של סיליקה קונבנציונלית. בעץ השחור משמאל נראית מינרליזציה יוצאת דופן עם כלקוציט (Chalcocite) ומינרלים גופרתיים אחרים. הכתמים הכחולים-ירוקים הם מחמצון של הכלקוציט לאזוריט ומלכיט.
עץ מאובן נוצר כאשר גבעולים עציים של צמחים קבורים במשקעים רטובים רוויים במינרלים מומסים. המחסור בחמצן מאט את ריקבון העץ ומאפשר למינרלים להחליף את דפנות התא ולמלא חללים בעץ.

העץ מורכב ברובו מהולוצלולוזה (holocellulose, שהיא תאית והמיצלולוז) וליגנין. יחד, חומרים אלו הם 95% מההרכב היבש של העץ. כמעט מחצית מזה היא תאית, המעניקה לעץ חלק גדול מהחוזק שלו. תאית מורכבת משרשראות ארוכות של גלוקוז שעבר פולימריזציה, המסודרות למיקרו-סיבים המחזקים את דפנות התא של העץ. המיצלולוז, פולימר מסועף של סוכרים פשוטים שונים, מהווה את רוב ההרכב הנותר של הפרקט, בעוד שליגנין, שהוא פולימר של פניל-פרופנים (phenylpropanes), נפוץ יותר בעץ רך. ההמיצלולוז והליגנין מצפים ומחזקים את המיקרו-סיב של התאית.

עץ מת מתפרק בדרך כלל במהירות על ידי מיקרואורגניזמים, החל בהולוצלולוז. הליגנין הוא הידרופובי (דוחה מים) ומתפרק הרבה יותר לאט. קצב הריקבון מושפע מהטמפרטורה ומידת הלחות, אך היעדר חמצן הוא הגורם החשוב ביותר לשימור רקמת העץ: אורגניזמים המפרקים ליגנין חייבים לקבל חמצן לתהליכי חייהם. כתוצאה מכך, עץ מאובן ישן יותר מהאאוקן – בן 56 מיליון שנים ומעלה – איבד כמעט את כל ההולוצלולוז שלו, ונשאר רק ליגנין. בנוסף לפירוק המיקרוביאלי, עץ הקבור בסביבה בסיסית מתפרק במהירות על ידי תגובות אנאורגניות עם האלקלי.

עץ נשמר מפני פירוק על ידי קבורה מהירה בבוץ, במיוחד בוץ הנוצר מאפר וולקני. לאחר מכן העץ עובר מינרליזציה שהופכת אותו לאבן. עץ לא מינרלי נמצא בתצורות מעידן הפלאוזואיקון, במיוחד קליקסילון (Callixylon) מאבן חול של בראה (Berea), אבל גילוי כזה הוא יוצא דופן. העץ המאובן נחשף מאוחר יותר על ידי שחיקה של המשקעים שסביבו. עץ מאובן שאינו מינרלי נהרס במהירות כאשר הוא נחשף בשחיקה, אך עץ מאובן הוא עמיד למדי.

כ-40 מינרלים זוהו בעץ מאובן, אך מינרלי סיליקה הם החשובים ביותר. קלציט ופיריט נדירים יותר. סיליקה נקשרת לתאית בדפנות התא באמצעות קשר מימן ויוצרת מעין תבנית. לאחר מכן, סיליקה נוספת מחליפה את התאית כשזו מתפרקת, כך שדפנות התא נשמרות לרוב לפרטי פרטים. כך מתחילה הסיליקציה בתוך דפנות התא, והחללים בתוך התאים וביניהם מתמלאים בסיליקה בהדרגה. עם הזמן, כמעט כל החומר האורגני המקורי הולך לאיבוד; רק כ-10% נותרו בעץ המאובן. החומר הנותר הוא סיליקה כמעט טהורה, עם ברזל, אלומיניום ויסודות אלקליים ואדמה אלקלית שנמצאים באופן מובחן. ברזל, סידן ואלומיניום הם הנפוצים ביותר, ואחד או יותר מהיסודות הללו עשויים להוות יותר מ-1% מהרכב העץ המאובן.

המחקר עוד לא הכריע איזו צורה לובשת הסיליקה בתחילה. ישנן עדויות למשקע ראשוני של אופאל, אשר לאחר מכן מתגבש מחדש לקוורץ לאורך תקופות זמן ארוכות. מצד שני, ישנן עדויות לכך שסיליקה משוקעת ישירות כקוורץ.

עץ יכול להפוך לסיליקציה במהירות רבה במעיינות חמים עשירים בסיליקה. בעוד שעץ מאובן בסביבה זו הוא רק חלק מינורי מהתיעוד הגאולוגי, מרבצי מעיינות חמים חשובים לפלאונטולוגים מכיוון שמרבצים כאלה משמרים לעיתים חלקי צמחים עדינים יותר בפירוט מעולה. מרבצי לאגרשטטה אלה כוללים את ערוגות הגיר מתקופת הפלאוזואיקון רינייה צ'רט (Rhynie Chert) ואת אבן הגיר של מזרח קירקטון (East Kirkton Limestone) – שני מקומות אלה נמצאים בסקוטלנד – המתעדות שלבים מוקדמים באבולוציה של צמחי אדמה.

רוב הצבע בעץ מאובן מגיע משרידי מתכות (מתכות קורט). מבין אלה, הברזל הוא החשוב ביותר, והוא יכול לייצר מגוון גוונים בהתאם למצב החמצון שלו. כרום מייצר עץ מאובן בצבע ירוק עז. וריאציות בצבע כנראה משקפות אפיזודות שונות של מינרליזציה. במקרים מסוימים, שינויים עשויים לנבוע מהפרדה כרומטוגרפית של שרידי מתכות.

עץ יכול להתאבן גם על ידי קלציט, כפי שמתרחש בתבניות (קונקרטים) במרבצי פחם. עץ מאובן על ידי קלציט נוטה לשמור על חלק גדול יותר מהחומר האורגני המקורי שלו. ההתאבנות מתחילה עם שקיעת המינרל גתיט בדפנות התא, ולאחר מכן שקיעה של קלציט בחללים. עץ מפוחם עמיד בפני הפיכה לסיליקט ובדרך כלל מאובן על ידי מינרלים אחרים. עץ מאובן על ידי מינרלים שאינם מינרלי סיליקה נוטה לצבור מתכות כבדות, כגון אורניום, סלניום וגרמניום. האורניום נפוץ יותר בעץ עתיר ליגנין וגרמניום נפוץ יותר בעץ המשומר במרבצי פחם. בור, אבץ וזרחן נמוכים באופן חריג בעץ מאובנים, מה שמרמז שהם נשטפים או נספגים על ידי מיקרואורגניזמים.

מינרלים חלופיים ופחות נפוצים בעץ מאובן הם כלקוציט או מינרלים גופרתיים אחרים. אלה נכרו כעפרות נחושת במקומות כמו מכרה נאצימיינטו ליד קובה, ניו מקסיקו.

 הדמיית עץ מאובן 
מדענים ניסו לשכפל את תהליך ההתאבנות של העץ, הן כדי להבין טוב יותר את תהליך ההתאבנות הטבעי והן כדי לבדוק את השימוש בו כחומר קרמי. ניסיונות מוקדמים נעשו בנתרן מטסיליקט כמקור לסיליקה, אך אורתוזיליקט טטראתיל הוכח כמבטיח יותר.

 שימושים 
ממוזער|שולחן בנוי מעץ מאובן
לעץ מאובן יש שימוש מוגבל בתכשיטים, אך הוא משמש בעיקר לייצור פריטים דקורטיביים כגון קצוות ספרים, משטחי שולחן, לוחות שעון או חפצי נוי אחרים. מספר מבני פואבלון קדמונים ליד הפארק הלאומי פטריפייד פורסט נבנו מעץ מאובן, כולל בית האגייט פואבלו (Agate House Pueblo). עץ מאובן משמש גם בריפוי ניו אייג'י.

 דוגמאות 
עץ מאובן נמצא ברחבי העולם בערוגות משקע מהדבון (לפני כ-390 מיליון שנה), כאשר צמחים עציים הופיעו לראשונה על יבשה, ועד כמעט היום. "יערות" מאובנים נוטים להיות או (1) מערכות אקולוגיות שלמות שנקברות בהתפרצויות געשיות, שבהן גזעים נשארים לעיתים קרובות בעמדת הצמיחה שלהם, או (2) הצטברויות של עצי סחף בסביבות פלוויאליות (שיטפוניות). ברכס אמטיסט בפארק הלאומי ילוסטון יש 27 מערכות אקולוגיות רצופות, עוקבות, של יער שנקבר בהתפרצויות, בעוד שהפארק הלאומי של יער מאובן (Petrified Forest National Park) הוא דוגמה טובה להצטברויות של עצי סחף.

אפר וולקני מתאים במיוחד לשימור עצים, מכיוון שכמויות גדולות של סיליקה משתחררות עם האפר באוויר. נוכחות של עץ מאובן במצע משקע היא לעיתים קרובות אינדיקציה לנוכחות של אפר וולקני שעבר בליה. עץ מאובן יכול להיווצר גם במשקעים ארקוזיים, עשירים בפצלת השדה ומינרלים אחרים המשחררים סיליקה כשהם מתפרקים. נראה כי האקלים החם של הסופרמונסון של תור הקרבון עד לתור הפרם גרם לתפוצה של תהליך זה. שימור יערות מאובנים בערוגות אפר וולקני מושפע פחות מהאקלים ומשמר מגוון גדול יותר של מינים.

אזורים עם מספר רב של עצים מאובנים כוללים:

 אפריקה 
ממוזער|גוש עץ מאובן ליד אל קורו (El Kurru, צפון סודאן)
ממוזער|עץ מאובן של ולויטשיה ביער המאובן של נמיביה
 מצרים – יער מאובן בכביש קהיר–סואץ, שהוכרז כאתר חסות לאומי על ידי המשרד לאיכות הסביבה, גם באזור קהיר החדשה בהרחבה של העיר מדינת נאסר, אל קטמייה, ליד מחוז אל-מעאדי ונווה מדבר פארפרה.
 לוב – ימת החול הגדולה – מאות קילומטרים רבועים של גזעים מאובנים, ענפים ופסולת אחרת מעורבת עם חפצים מתקופת האבן
 מדגסקר – החוף הצפון מערבי
 נמיביה – היער המאובן של דמארלנד (petrified forest of Damaraland)
 סודן – יער מאובן מצפון לאל-קורוChunk of petrified wood near El Kurru (Northern Sudan) Retrieved 20 May 2019.

 אסיה 
 סין – אגן הג'ונגאר של שינג'יאנג, צפון מערב סין, הממשלה פרסמה מאבק נגד איסוף פיראטי של החומר הזה.
 הודו – אתרים גאולוגיים מוגנים הידועים בעץ המאובן שבהם הם פארק המאובנים הלאומי טירוואקאראי (Tiruvakkarai, ובו מאובנים בני 20 מיליון שנה) ופארק המאובנים של אקאל ווד (מאובנים בני 180 מיליון שנה). עץ מאובן התגלה גם בדולאווירה במחוז קוץ' (Kutch), בגוג'ראט, המתוארך ל-176–187 מיליון שנים לפני זמננו.
 יפן – יער מאובן שמור במוזיאון סנדאי סיטי טומיזאווה
 אינדונזיה – עץ מאובן מכסה מספר אזורים בבנטן וגם בחלק מהפארק הלאומי הר הלימון סלק (Halimun Salak).
 ישראל – מספר דוגמאות לעצים מאובנים יש במכתש הגדול שבמדבר הנגב.
 פקיסטן – סינדה – דאדו – יער מאובן בפארק הלאומי חירתאר
 ערב הסעודית – יער מאובן מצפון לריאד
 תאילנד – פארק היער המאובן של בנטק במחוז באן טאק הוא בעל העץ המאובן הארוך ביותר בעולם. אורכו 69.7 מטרים.

 אוקיאניה 
 אוסטרליה – מרבצים של עץ מאובן ועץ שעבר תהליך של אופליזציה. צ'ינצ'ילה, קווינסלנד, מפורסמת בזכות ה"צ'ינצ'ילה האדומה" שלה.
 ניו זילנד:
מפרץ קוריו על חוף קטלינס (Catlins) מכיל דוגמאות רבות של עץ מאובן.
 יער מאובנים, טקפונה, אוקלנד
 חוף מפרץ טיטאהי (Titahi Bay Beach), פוריורה (Porirua)

 אירופה 
 בלגיה – Geosite Goudberg ליד Hoegaarden.
 צ'כיה, נובה פקה (Nová Paka) – היישוב המפורסם ביותר בסלעי הפרם-קרבון בצ'כיה.
 צרפת – יער מאובן בכפר שאנקלוזון (Champclauson).
 גאורגיה – האנדרטה הלאומית של היער המאובן גודרזי.
 גרמניה – המוזיאון לתולדות הטבע קמניץ כולל אוסף של עצים מאובנים, מאתר היער המאובן של קמניץ שנמצא בעיר בשנת 1737.
 יוון – היער המאובן של לסבוס, בקצה המערבי של האי לסבוס, הוא אולי הגדול מבין היערות המאובנים, ומשתרע על למעלה מ-150 קמ"ר. הוא הוכרז כאנדרטה לאומית בשנת 1985. יש בו גזעים גדולים וזקופים עם מערכות שורשים וגזעים באורך של עד 22 מ'.
 איטליה:
 , יער מאובן ליד אביליאנו אומברו (Avigliano Umbro), אומבריה (מרכז איטליה), תקופת פיאצ'נציאן שבתקופת הפליוקן.
 , יער מאובן ליד סודי (Soddì שבמחוז אוריסטנו, סרדיניה), מהאוליגוקן.
 נורווגיה – יער טרופי מאובן בסבאלברד.
 אוקראינה – גזעי אראוקריה מאובנים ליד דרוז'קובקה
 בריטניה:
 חורשת המאובנים (Fossil Grove), גלאזגו, סקוטלנד
 יער מאובנים, דורסט, אנגליה

 אמריקה הצפונית 
ממוזער|בולי עץ מאובנים בפארק הלאומי פטריפייד פורסט, אריזונה, ארצות הברית
 קנדה – בבתרונות דרום אלברטה; עץ מאובן הוא האבן הפרובינציאלית הרשמית של אלברטה. באי אקסל הייברג שבנונאווט יש יער מאובן גדול. כך יש גם בסביבות נהר צפון ססקצ'ואן, סביב אזור אדמונטון, וכן בבלנש ברוק (Blanche Brook), בסטפנוויל, ניופאונדלנד, יש דוגמאות בנות 305 מיליון שנה.Stephencille Heritage site
 ארצות הברית:
 פארק העץ המאובן (Petrified Wood Park) בלמון (Lemmon), דקוטה הדרומית.
 הפארק הלאומי גינקגו/ואנאפום (Ginkgo/Wanapum) במדינת וושינגטון
 הפארק הלאומי פטריפייד פורסט באריזונה
 יער מאובן בקליפורניה
 יער מאובן מיסיסיפי בפלורה, מיסיסיפי
 יער מאובן בחוות צ'רוקי
 האנדרטה הלאומית של פלוריסנט מרבצי מאובנים (Fossil Beds) ליד פלוריסנט, קולורדו
 היער המאובן ילוסטון והיער המאובן גאלאטין, הפארק הלאומי ילוסטון, ויומינג
 היחידה הדרומית של הפארק הלאומי תאודור רוזוולט מחוץ למדורה, צפון דקוטה
 יער המאובנים גלבוע בניו יורק
 היער המאובן בגבעות השחורות (Black Hills Petrified Forest) בדרום דקוטה
 פארק המדינה של היער המאובן אסקלנטה (Escalante Petrified Forest State Park) ביוטה
 מדבר אגייט (Agate) בעמק נהר הרוג העליון ליד מדפורד, אורגון
 יער מאובנים באזור הרי קטסקיל ליד קהיר, ניו יורק
 פארק מדינת עמק האש בנבדה
 בתרונות ביסטי (Bisti Badlands) בניו מקסיקו
 פארק יער הנסיך ויליאם בווירג'יניה.

 אמריקה הדרומית 
ממוזער|בול עץ מאובן בפארק הגאולוגי פלאורוטה (Paleorrota), ברזיל
 ארגנטינה – ביער המאובן של סרמיינטו וביער המאובנים בירמילו במחוז סנטה קרוס בפטגוניה הארגנטינאית יש עצים רבים שקוטרם עולה על 3 מטרים ואורכם – על 30 מטרים.
 ברזיל:
 בפארק הגאוגרפי של פלאורוטה (Paleorrota) ישנו אזור עצום עם עצים מאובנים.
 ביער המורשת של העצים המאובנים (Monumento Natural das Árvores Fossilizadas – "אנדרטת עצי מאובנים") בטוקנטינס יש יערות מאובנים של דיקסונאסיה (Dicksonaceae, במיוחד פסרוניוס ו-Tietea singularis) ושל ארתרופיטיס (arthropitys).
 ניתן למצוא גם יערות מאובנים של דיקסוניוס (במיוחד פסרוניוס ו-Tietea singularis) וארתרופיטיס במדינת סאו פאולוFAPESP Research Magazine – Edition 210 – August 2013
 יער המאובנים של טרסינה () ליד נהר פוטי, פיאאוי, מתור הפרם (לפני 270–280 מיליון שנים בערך).
 אקוודור – יער המאובנים של פויאנגו (Puyango Petrified Forest) – אחד הממצאים העשירים ביותר של עץ מאובן בעולם.

 ראו גם 
 ענבר
 אראוקריאוקסילון

 קישורים חיצוניים 

 היער המאובן של לסבוס – אנדרטת טבע מוגנת
 מוזיאון העיר של נובה פאקה
 היער המאובן של מיסיסיפי
 אנציקלופדיה של בילוי ופנאי באמריקה

 הערות שוליים 

קטגוריה:עץ (חומר גלם)
קטגוריה:מיסיסיפי: סמלים
קטגוריה:אריזונה: סמלים
קטגוריה:אלברטה: סמלים
קטגוריה:קוורץ
קטגוריה:מאובנים
קטגוריה:אבולוציה