Механизм процесса окаменения

обсуждение вопросов физической химии и химической физики
physical chemistry and chemical physics: discussions for professionals
Ответить
sophist
Сообщения: 12
Зарегистрирован: Вс май 17, 2015 8:57 pm

Механизм процесса окаменения

Сообщение sophist » Ср янв 06, 2016 2:07 am

Здравствуйте, коллеги!
Вчера один родственник показывал кусок окаменевшего дерева, нашел в полярной командировке. Очень правильной дисковой формы, четко просматриваются годичные кольца, но в целом вполне заурядный артефакт. Я сам видел и гораздо красивее.
Но тут я снова вспомнил про вопрос, который у меня возникал периодически – а как собственно такие окаменелости образуются?
Если рассмотреть с позиции хим.кинетики, то идут процессы подвода минеральных солей к объекту, самого замещения материала объекта и отвода органики вовне.
Первые вопроса не вызывают.
Со вторыми проблема. Все – таки соли и органика слишком разные вещества, чтобы взаимодействовать согласованно.
А вот третий пункт вообще не могу представить себе.
Если кто имел дело, тот знает, насколько органика плохо растворима в чем либо. Зачастую ее и в кипящих минеральных кислотах часами надо держать до полного растворения. И это при предварительной пробоподготовке!
Но это менее половины дела.
Гетерогенные процессы, как известно, идут на поверхности, снаружи внутрь. Значит, на поверхности в процессе окаменения будет образовываться каменная корка, которая будет разрастаться к центру.
А оставшаяся органика должна каким – то образом стройными рядами продраться сквозь эту корку наружу. На преодоление таких барьеров огромным и неповоротливым молекулам органических полимеров понадобятся миллиарды лет.
А верхние слои за это время должны бы были раствориться в окружающей породе!
То есть должна иметь место селективная диффузия – органика замещается и уходит, неорганика остается на месте. Ничего подобного классическая физхимия не знает.
Помимо этого, коэффициенты диффузии зависят буквально от всего, даже незначительные флуктуации внешних условий могут легко изменить их значения на порядок. Но здесь они должны синхронизироваться как шестеренки в часах. И с чего бы?
По всему выходит, что процесс невозможен.
И в довершение, должны в большом количестве существовать частичные окаменелости, где органика соседствует с камнем и некие модельные лабораторные процессы подобного замещения. Что – то вроде был сахарный леденец, стал вместо него такой же перхлоратный.
Но ни о чем подобном я лично никогда не слышал.
Может кто – то прокомментировать мои рассуждения?

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 12650
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение avor » Ср янв 06, 2016 8:18 am

Это вопрос скорее к геологам и минеарологам. Но в любом случае изначальный материал пористый и обладает сорбционной способностью, получающийся минеральный слепок, тоже пористый. Полимерная органика она гидролизуется водой(это всего лишь вопрос времени и микрфлоры, про которую вы вообще забыли), а мономеры они низкомолекулярные( и прекрасно растворимые в воде: аминокислоты, глюкоза, сахароза, фруктоза, нулеотиды и тд) и не менее юркие чем неорганика, к тому же концентрация этих мономеров вокруг конкреции практически нулевая, вдобавок мономеры поедаются микрофлорой. Ну и лабораторные эксперименты длительностью в 10000-100000лет не популярны у исследователей.

Аватара пользователя
ZaecЪ
Сообщения: 94
Зарегистрирован: Сб фев 21, 2015 12:28 pm

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение ZaecЪ » Ср янв 06, 2016 1:53 pm

Фоссилизация не является каким-то стандартным "обязательным" процессом. Это исключительно редкий процесс происходящий благодаря редчайшему стечению обстоятельств. Так что в 99,99999999999% случаев ваши сомнения оправдываются и организм исчезает, но инода...

Описывать можно долго и нудно, на эту тему пишут и продолжают писать статьи и монографии. Сам процесс фоссилизации можно прочитать здесь http://en.citizendium.org/wiki/Fossiliz ... eontology) (английский), там же, в конце, есть список литературы

[ Post made via Android ] Изображение

sophist
Сообщения: 12
Зарегистрирован: Вс май 17, 2015 8:57 pm

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение sophist » Ср янв 06, 2016 4:20 pm

avor писал(а):Это вопрос скорее к геологам и минеарологам.
Вот как ни странно, не к ним. Пробовал.
В массе своей они очень слабо разбираются в таких фундаментальных химических вопросах, им это знать просто ни к чему.
Специфика вопроса как раз в его междисциплинарности, и людей хорошо ориентирующихся в обоих специальностях крайне мало.
Это везде так

sophist
Сообщения: 12
Зарегистрирован: Вс май 17, 2015 8:57 pm

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение sophist » Ср янв 06, 2016 4:27 pm

avor писал(а):..... вдобавок мономеры поедаются микрофлорой. Ну и лабораторные эксперименты длительностью в 10000-100000лет не популярны у исследователей.
Про микрофлору я не упомянул, но не забыл. В ее присутствии получится обычный перегной и только, тут за примерами далеко не надо ходить.
Отсутствие микрофлоры здесь необходимое условие.
Про длительность я имел в виду не буквальный эксперимент, а некий модельный, имитирующий процесс

sophist
Сообщения: 12
Зарегистрирован: Вс май 17, 2015 8:57 pm

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение sophist » Ср янв 06, 2016 4:30 pm

ZaecЪ писал(а):Фоссилизация не является каким-то стандартным "обязательным" процессом. Это исключительно редкий процесс происходящий благодаря редчайшему стечению обстоятельств. Так что в 99,99999999999% случаев ваши сомнения оправдываются и организм исчезает, но инода...

Описывать можно долго и нудно, на эту тему пишут и продолжают писать статьи и монографии. Сам процесс фоссилизации можно прочитать здесь http://en.citizendium.org/wiki/Fossiliz ... eontology) (английский), там же, в конце, есть список литературы

[ Post made via Android ] Изображение
Ссылку почитаю
Про редкость - не знаю, у меня даже дома после обнаружился подобный артефакт меньшего размера.
К тому же, редкость не отменяет наличие механизма и фундаментальные законы

Аватара пользователя
antabu
Сообщения: 5926
Зарегистрирован: Пн май 25, 2009 7:00 pm

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение antabu » Ср янв 06, 2016 5:29 pm

201406-024.pdf
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
"Я не видел людей страшней, чем толпа цвета хаки"

sophist
Сообщения: 12
Зарегистрирован: Вс май 17, 2015 8:57 pm

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение sophist » Ср янв 06, 2016 6:33 pm

antabu писал(а):
201406-024.pdf
Спасибо за ссылку, очень мало информации по этой теме.
Но на мой взгляд, эта работа ничего не доказывает, результаты очень сильно преувеличены, а выводы притянуты.
И ответа на поставленные мною вопросы она также не содержит.
Дальше разберу подробнее

sophist
Сообщения: 12
Зарегистрирован: Вс май 17, 2015 8:57 pm

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение sophist » Ср янв 06, 2016 7:37 pm

antabu писал(а):
201406-024.pdf

"При этом морфология клеток сохранялась в мельчайших деталях.........." судя по фотографиям лично я бы не сказал, что прямо в мельчайших

"А дальше начиналась собственно минерализация: маты замещал карбонат или фосфат кальция,
в зависимости от кислотности воды. Причиной образования минерального вещества на месте органического считается выделение ионов из межклеточ-
ных биополимеров при их разложении
."

"выделение ионов из межклеточных биополимеров": во-первых, каково массовое соотношение неорганики/органики в организмах?
Хватит ли той жалкой кучки пепла что остается после сжигания чтобы заместить весь организм? Ответ очевиден.
Во-вторых, а куда делась оставшаяся органика? И как?
В третьих, о каком разложении идет речь, если по условиям эксперимента "В третьем же опыте защищенные от лизиса зародыши поместили в морскую воду"?
В статье внутреннее противоречие.
Наконец, если там есть условия для микрофлоры, то по определению одну микрофлору будет поедать другая и т.д. до бесконечности (трофическая цепь).

"Во всяком случае, через несколько дней после начала процесса у некоторых бактерий в составе матов появля-
лись различимые в микроскоп панцири из белых кристаллов нанометрового размера. Поскольку получившиеся
структуры весьма напоминают те, что видят палеонтологи в окаменевших зародышах морских ежей, исследователи сделали вывод: найденный ими
механизм действительно работает и позволяет сохранить в веках точный отпечаток древних клеток."

Из того что "у некоторых бактерий....................... появились панцири из белых кристаллов нанометрового размера" совсем не следует, что затем кристаллизуется весь массив образца, масштаб не сопоставим.
Кристаллы и в живых организмах вполне себе образуются, но ни один еще от этого целиком не окаменел.

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 12650
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение avor » Ср янв 06, 2016 8:34 pm

sophist писал(а):
avor писал(а):Это вопрос скорее к геологам и минеарологам.
Вот как ни странно, не к ним. Пробовал.
Это везде так
Вернадский!?
Есть даже дисциплина такая геохимия.
-- В ее присутствии получится обычный перегной и только, тут за примерами далеко не надо ходить.
Как гниют трупы вы действительно можете не рассказывать. Но откуда вы знаете, что при образовании окаменелостей микрофлора не участвует. Вы что там присутствовали?

Заместить органику на минералы нет никаких принципиальных препятствий. Как это происходит мы не знаем и не узнаем пока не изобретем машину вемени.

У вас в голове не правильная установка. Вы почему-то решили, что это принципиально невозможно. И ищете препятствия для любых объяснений. А вы поставьте все с головы на ноги. Первое что нужно понять. Окаменелости существуют и в больших количествах(это не Корабль пришельцев и не ступа с Бабой Ягой) их существование хорошо установленный факт . А это значит, что они образуются и никакой старик Хоттабыч их не творил, они образовались сами собой. Значит существуют процессы, которые их формируют. И собственно не стоит искать причины почему этого не может быть, надо создавать гипотезы объясняющие процессы их образования. А критерием их достоверности должны быть конкретные факты известные про окаменелости. Мы можем вам накидать кучу объяснений, но верифицировать мы их не можем, потому что не хрена не знаем о гелогии, палеонтологии, химии и геохимии окаменелости, а доверять вашим знаниям мы тоже не можем ибо по вашему подходу,вы не можете объективно оценивать факты, да и подбираете их субъективно.

Да, и предлагаю тему снести в курилку или даже в антихимию. К физ., квант.и кол. химии тема точно не имеет отношения.

sophist
Сообщения: 12
Зарегистрирован: Вс май 17, 2015 8:57 pm

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение sophist » Ср янв 06, 2016 10:32 pm

avor писал(а):
sophist писал(а):
avor писал(а):Это вопрос скорее к геологам и минеарологам.
Вот как ни странно, не к ним. Пробовал.
Это везде так
Вернадский!?
Есть даже дисциплина такая геохимия.
-- В ее присутствии получится обычный перегной и только, тут за примерами далеко не надо ходить.
Как гниют трупы вы действительно можете не рассказывать. Но откуда вы знаете, что при образовании окаменелостей микрофлора не участвует. Вы что там присутствовали?

Заместить органику на минералы нет никаких принципиальных препятствий. Как это происходит мы не знаем и не узнаем пока не изобретем машину вемени.

У вас в голове не правильная установка. Вы почему-то решили, что это принципиально невозможно. И ищете препятствия для любых объяснений. А вы поставьте все с головы на ноги. Первое что нужно понять. Окаменелости существуют и в больших количествах(это не Корабль пришельцев и не ступа с Бабой Ягой) их существование хорошо установленный факт . А это значит, что они образуются и никакой старик Хоттабыч их не творил, они образовались сами собой. Значит существуют процессы, которые их формируют. И собственно не стоит искать причины почему этого не может быть, надо создавать гипотезы объясняющие процессы их образования. А критерием их достоверности должны быть конкретные факты известные про окаменелости. Мы можем вам накидать кучу объяснений, но верифицировать мы их не можем, потому что не хрена не знаем о гелогии, палеонтологии, химии и геохимии окаменелости, а доверять вашим знаниям мы тоже не можем ибо по вашему подходу,вы не можете объективно оценивать факты, да и подбираете их субъективно.

Да, и предлагаю тему снести в курилку или даже в антихимию. К физ., квант.и кол. химии тема точно не имеет отношения.
Геохимия — наука о химическом составе Земли и планет (космохимия)(определение). Масштабы и задачи у нее не те

Заместить органику на минералы нет никаких принципиальных препятствий. Как это происходит мы не знаем и не узнаем пока не изобретем машину вемени.
Если не знаем как происходит, то на основе чего утверждаем что нет никаких препятствий?

Первое что нужно понять. Окаменелости существуют и в больших количествах(это не Корабль пришельцев и не ступа с Бабой Ягой) их существование хорошо установленный факт . А это значит, что они образуются и никакой старик Хоттабыч их не творил, они образовались сами собой. Значит существуют процессы, которые их формируют.

Я это где-то оспаривал?


Как можно "накидать кучу объяснений" " не хрена не зная о гелогии, палеонтологии, химии и геохимии окаменелости" ?

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 12650
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение avor » Ср янв 06, 2016 11:22 pm

Ну, с таким подходом вы слона не продадите. И здесь вам ловить нечего.

--Я это где-то оспаривал?
В прямую нет, но ваш подход таков, как-будто вы исходите именно из таких предпосылок.


--Если не знаем как происходит, то на основе чего утверждаем что нет никаких препятствий?
Вы разницу между "принципиальными" препетсятвиями и "никакими" препятствиями можете понять. Вот например в силу известнвых фактов и теорий скорость выше скорости света в вакууме принципиально недостижима. Есть принципиальные препятствия, которые в принципе запрещают процесс. Например невозможно окислить воду до кислорода металлическим натрием(по крайней мере в условиях, когда можно говорить о существовании молекул воды и кислорода). А есть технические препятствия. Например окисление диоксида серы до триоксида в газовой фазе кислородом воздуха затруднено, но принципиально возможно. Т.е. для принципиальных ограничений, как правило, не важно знание механизмов процесса, но важно знание и оценка ограниченного числа параметров процесса. А вот для преодоления технических препятствий, как правило, нужно понимание и знание конкретных реализаций процесса.

----Как можно "накидать кучу объяснений" " не хрена не зная о гелогии, палеонтологии, химии и геохимии окаменелости" ?
Ну, мы обладаем некой суммой знании в области неорганической, органической и биолоической химии и на основании этих знаний можем выдвигать какие-то гипотезы, но то, что они изначально будут с большим риском инвалидности, я собственно и хотел сказать.

Аватара пользователя
SkydiVAR
Сообщения: 9566
Зарегистрирован: Пн янв 19, 2009 12:51 am
Контактная информация:

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение SkydiVAR » Чт янв 07, 2016 7:38 pm

sophist писал(а):Про микрофлору я не упомянул, но не забыл. В ее присутствии получится обычный перегной и только
Ну представьте себе, что есть некий стерильный обрубок дерева, который упал в насыщенную известью яму. Даже если предположить, что известь суть карбонат, а не гидроксид кальция, бактерии будут жрать этот обрубок очень неторопливо. Есть все основания предполагать, что там, где в пеньке было больше органики, больше и кальцита отложится. Нет?
Меч-кладенец - оружие пофигистов.

himdim2012
Сообщения: 979
Зарегистрирован: Сб фев 04, 2012 4:20 pm

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение himdim2012 » Чт янв 07, 2016 11:02 pm

согласитесь окаменелости встречаются в относительно небольшой массе по сравнению со всем биоразнообразием видов населяющих планету. В соответствии с этим можно предположить, что окаменение достаточно не типичный процесс, по сравнению с разложением. ИМХО, окаменение может происходить когда прекращается доступ кислорода к объекту, и вокруг образуется плотная неорганическая оболочка, причём это процесс должен достаточно быстро протекать. В связи с этим наиболее вероятным сценарием образованием окаменелостей являются природные катаклизмы, а учитывая их разнообразие и различие условий ( прежде всего географических), то моделирование этих процессов представляет собой крайне сложную задачу.
- Вас Кузьмой зовут?
- Кузенькой, можно Кузькой, маленький я ещё, семь веков всего, восьмой пошел.

Из м/ф "Домовенок Кузя"

hongma
Сообщения: 335
Зарегистрирован: Пн апр 18, 2005 10:56 pm

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение hongma » Пн янв 11, 2016 3:22 pm

Кстати, встречал неплохую мысль, что в действительности само окаменение происходит БЫСТРО. Полностью с этим согласен - иначе не объяснить хорошую (иногда превосходную) сохранность микроструктуры тканей. Такая сохранность требует фиксации в течение максимум часов. От этого и надо танцевать. Так что никакой машины времени и миллионов лет не нужно.

sophist
Сообщения: 12
Зарегистрирован: Вс май 17, 2015 8:57 pm

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение sophist » Пн янв 11, 2016 9:50 pm

hongma писал(а):Кстати, встречал неплохую мысль, что в действительности само окаменение происходит БЫСТРО. Полностью с этим согласен - иначе не объяснить хорошую (иногда превосходную) сохранность микроструктуры тканей. Такая сохранность требует фиксации в течение максимум часов. От этого и надо танцевать. Так что никакой машины времени и миллионов лет не нужно.
Все так. Но тогда это должно легко воспроизводиться в экспериментах. Но ничего подобного нет
Также всякие карбонатные озера вроде Натрона должны быть завалены окаменелостями, но их там тоже нет.
Есть мумии покрытые солью, что совсем не то.

himdim2012
Сообщения: 979
Зарегистрирован: Сб фев 04, 2012 4:20 pm

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение himdim2012 » Сб янв 16, 2016 11:53 pm

ну не сможете вы воспроизвести все условия ... в лаборатории
- Вас Кузьмой зовут?
- Кузенькой, можно Кузькой, маленький я ещё, семь веков всего, восьмой пошел.

Из м/ф "Домовенок Кузя"

Аватара пользователя
ChemNavigator
Сообщения: 2083
Зарегистрирован: Пт янв 28, 2005 3:02 am

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение ChemNavigator » Ср фев 03, 2016 10:48 am

SkydiVAR писал(а):
sophist писал(а):Про микрофлору я не упомянул, но не забыл. В ее присутствии получится обычный перегной и только
Ну представьте себе, что есть некий стерильный обрубок дерева, который упал в насыщенную известью яму. Даже если предположить, что известь суть карбонат, а не гидроксид кальция, бактерии будут жрать этот обрубок очень неторопливо. Есть все основания предполагать, что там, где в пеньке было больше органики, больше и кальцита отложится. Нет?
himdim2012 писал(а):ну не сможете вы воспроизвести все условия ... в лаборатории
Почему сразу "не сможете", при желании можно поэкспериментировать.
CaCO3 нерастворим в воде, в то время как Ca(OH)2 и Ca(HCO3)2 растворимы. Последний в природе более распространён, т.к. образуется постоянно, из карбоната кальция и CO2 воздуха. Надо взять орг. материал (например, раст. остаток типа огрызка яблока) и поместить его в систему содержащую известняк и воду, через которую постоянно продувается CO2 и кислород воздуха (для ускорения процесса можно добавить также например перекись водорода или продувать озон). При разложении и окислении орг. остатков будут постепенно образовываться орг. кислоты, которые будут реагировать с Ca(HCO3)2 с образованием кальциевых солей, в т.ч. нерастворимых. Т.е. постепенно органический материал будет замещаться нерастворимыми солями кальция. А они видимо с течением времени превращаются в тот же карбонат.
Соотв. эксп. установку собрать в принципе можно, правда непонятно сколько времени этот эксперимент займёт и что именно в конце концов покажет.

Аватара пользователя
Shorku
Сообщения: 1075
Зарегистрирован: Вт дек 13, 2011 2:17 pm

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение Shorku » Ср фев 03, 2016 1:41 pm

sophist писал(а):Геохимия — наука о химическом составе Земли и планет (космохимия)(определение). Масштабы и задачи у нее не те
Заглянув в профильные журналы Вы бы удивились. Вполне такая у них химия, и экспериментальная, и теоретическая (с квант моделированием), объекты только специфические, солевые растворы при высоких давлениях/температурах/концентрациях и все такое, а так все как у людей.
Make quantum chemistry, not war

hongma
Сообщения: 335
Зарегистрирован: Пн апр 18, 2005 10:56 pm

Re: Механизм процесса окаменения

Сообщение hongma » Вт фев 16, 2016 4:47 pm

А еще стоит посмотреть работы по такой дисциплине, как тафономия. То есть наука о том, в каких условиях и как формируются тафоценозы, то есть ископаемые в их совокупности.

Ответить

Вернуться в «физическая химия / physical chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 12 гостей