Mikropaleontoloji

Mikropaleontoloji, paleontolojinin mikrofosilleri veya organizmayı, morfolojisini ve karakteristik ayrıntılarını görmek için mikroskop kullanılmasını gerektiren fosilleri inceleyen dalıdır.
Mikrofosiller
Mikrofosiller, genellikle 0,001 mm ile 1 mm arasında boyutlara sahip fosillerdir ve incelenmeleri için ışık veya elektron mikroskobu kullanılması gerekir. Çıplak gözle veya el merceği gibi düşük güçlü bir büyütme ile incelenebilen fosiller makrofosil olarak adlandırılır.
Örneğin, Bryozoa (özellikle Cheilostomata) gibi bazı kolonyal organizmalar nispeten büyük kolonilere sahiptir, ancak koloninin küçük bireylerinin ince iskelet detaylarına göre sınıflandırılırlar.
Bir başka örnekte, protist olan Foraminifera'nın birçok fosil cinsi, Nummulitler cinsi gibi madeni para büyüklüğündeki kabuklar ("test" olarak adlandırılır) olarak bilinmektedir.
Mikrofosiller, Prekambriyen'den Holosen'e kadar jeolojik kayıtların ortak bir özelliğidir. En yaygın olarak denizel ortamlardaki tortularda bulunurlar, ancak acı su, tatlı su ve karasal tortul çökeltilerde de görülürler. Mikrofosil kayıtlarında yaşamın her alemi temsil edilirken, en çok bulunan formlar Chrysophyta, Pyrrhophyta, Sarcodina, akritark ve chitinozoa protist iskeletleri veya kistleri ile damarlı bitkilerden polen ve sporlardır.
2017 yılında, Kanada'nın Quebec eyaletindeki Nuvvuagittuq Kuşağı'ndaki hidrotermal baca çökeltilerinde 4,28 milyar yıl kadar eski olabilecek fosilleşmiş mikroorganizmalar ya da mikrofosiller keşfedildiği duyuruldu. Bu, Dünya'daki yaşamın en eski kaydıdır ve 4,41 milyar yıl önce okyanus oluşumundan sonra ve 4,54 milyar yıl önce Dünya'nın oluşumundan kısa bir süre sonra "yaşamın neredeyse anlık olarak ortaya çıktığını" (jeolojik zaman ölçeğinde) düşündürmektedir. Bununla birlikte, bazı araştırmacıların iddia ettiği gibi yaşam daha da erken, yaklaşık 4,5 milyar yıl önce başlamış olabilir.
Çalışma alanları
Mikropaleontoloji, mikrofosil bileşimi temelinde kabaca dört çalışma alanına ayrılabilir: (a) kokolitlerde ve foraminiferlerde olduğu gibi kalkerli, (b) bazı vertebrataların incelenmesinde olduğu gibi fosfatlı, (c) diyatomelerde ve radyolarilerde olduğu gibi silisli veya (d) palinolojide incelenen polen ve sporlarda olduğu gibi organik.
Bu ayrım, herhangi bir katı taksonomik veya ekolojik ayrımdan ziyade mikrofosil kalıntılarının mineralojik ve kimyasal bileşimindeki (ve dolayısıyla fosil kurtarma yöntemlerindeki) farklılıkları yansıtmaktadır. Mikropaleontologlar olarak bilinen bu alandaki araştırmacıların çoğu tipik olarak bir veya daha fazla taksonomik grupta uzmandır.
Kalkerli mikrofosiller
Kalkerli (CaCO3) mikrofosiller arasında kokolit, foraminifer, kalkerli dinoflagellata kistleri ve ostrakodlar (tohum karidesi) bulunur.
Fosfatlı mikrofosiller
Fosfatlı mikrofosiller arasında konodontlar (soyu tükenmiş bir kordat grubunun küçük ağız yapıları), bazı scolecodontlar ("solucan" çeneleri), köpekbalığı dikenleri ve dişleri ve diğer balık kalıntıları (topluca "iktiyolitler" olarak adlandırılır) bulunur.
Silisli mikrofosiller
Silisli mikrofosiller arasında diyatomeler, radyolarlar, silikoflagellatlar, ebridiyenler, fitolitler, bazı scolecodontlar ("solucan" çeneleri) ve sünger spikülleri bulunur.
Organik mikrofosiller
Organik mikrofosillerin incelenmesine palinoloji denir. Organik mikrofosiller arasında polenler, sporlar, kitinozoanlar (deniz omurgasızlarının yumurta kılıfları olduğu düşünülmektedir), skolekodontlar ("solucan" çeneleri), akritarklar, dinoflagellat kistleri ve mantar kalıntıları bulunmaktadır.
Yöntemler
Çökelti veya kaya örnekleri karotlardan veya mostralardan toplanır ve içerdikleri mikrofosiller eleme, santrifüj veya ağır sıvılarda yoğunluk ayrımı ve istenmeyen fraksiyonun kimyasal sindirimi dahil olmak üzere çeşitli fiziksel ve kimyasal laboratuvar teknikleriyle çıkarılır. Elde edilen konsantre mikrofosil örneği daha sonra genellikle ışık mikroskobu ile analiz için bir lam üzerine monte edilir. Taksonlar daha sonra tanımlanır ve sayılır. Küçük bir sediman örneğinin çoğu zaman sağlayabileceği çok sayıda mikrofosil, çok değişkenli analize tabi tutulabilecek istatistiksel olarak sağlam veri kümelerinin toplanmasına olanak tanır. Tipik bir mikrofosil çalışması, her numuneden birkaç yüz örneğin tanımlanmasını içerecektir.
Mikropaleontoloji uygulamaları
Mikrofosiller, biyostratigrafideki önemleri açısından özellikle dikkate değerdir. Mikrofosiller genellikle son derece bol, yaygın ve hızlı bir şekilde stratigrafik kayıtlarda görünüp kaybolduğundan, biyostratigrafik açıdan ideal indeks fosilleri oluştururlar. Ayrıca, bazı mikrofosillerin planktonik ve nektonik alışkanlıkları, onlara çok çeşitli fasiyeslerde veya paleoortamlarda ortaya çıkma ve neredeyse küresel dağılıma sahip olma avantajı sağlayarak biyostratigrafik korelasyonu daha da güçlü ve etkili hale getirir.
Özellikle derin deniz çökeltilerinden elde edilen mikrofosiller; uzun, orta veya kısa zaman ölçeklerinde küresel çevresel değişimin en önemli kayıtlarından bazılarını da sağlar. Okyanus tabanının geniş alanlarında, yüzey sularından batan planktonik mikro organizmaların kabukları baskın tortu kaynağını oluşturur ve sürekli olarak birikirler (tipik olarak milyon yılda 20-50 milyon oranlarında). Mikrofosil topluluklarındaki değişikliklerin ve kabuk kimyasındaki değişikliklerin (örneğin, oksijen izotop bileşimi) incelenmesi, jeolojik geçmişteki iklim değişikliği araştırmaları için temeldir.
Mikropaleontoloji, tortul kayaçların tarihlendirilmesi ve paleo-çevresel yeniden yapılandırma için mükemmel bir araç sağlamanın yanı sıra - hem petrol jeolojisi hem de paleookyanusografide yoğun olarak kullanılmaktadır - adli polis soruşturmasında veya arkeolojik eserlerin kaynağının belirlenmesinde artan rolü gibi bir dizi daha az geleneksel uygulama da bulmuştur.
Mikropaleontoloji aynı zamanda insan yerleşim alanlarının ve ortamlarının arkeolojik olarak yeniden yapılandırılmasında kullanılan bir jeoarkeoloji aracıdır. Mevcut ve eski su kütlelerinin stratigrafisindeki mikrofosil popülasyon bolluğundaki değişiklikler, çevresel koşullardaki değişiklikleri yansıtır. Tatlı su kütlelerinde doğal olarak oluşan ostrakodlar, insan faaliyetleri nedeniyle tuzluluk ve pH'daki değişikliklerden etkilenir. Diğer tarihlendirme teknikleriyle ilişkilendirildiğinde, tarih öncesi ortamlar yeniden yapılandırılabilir. Tanganika Gölü üzerinde yapılan çalışmalar, 4000 yıllık bir dönemde insan kaynaklı çevresel değişikliklerin bir profilini çıkardı.
Kurak Amerika'nın güneybatısında yapılan benzer çalışmalar, MÖ 2100'den MÖ 500'e kadar tarih öncesi halklar tarafından kullanılan sulama kanalları hakkında bilgi sağladı. Amerika'daki kurak iklimlerde yapılan diğer arkeolojik çalışmalar, tarih öncesi iklim ve insan faaliyetlerinin daha eksiksiz bir resmini oluşturmak için Mikropaleontolojik analizleri birleştirdi.