כמעט שום דבר לא הופך למאובן
מאובן הוא כל סימן של חיים שנשמר בסלע: עצם, קונכייה, טביעה של עלה, עקבה של רגל, מחילה. מאובנים נפוצים מספיק כדי שחוף שמתחת לצוק הנכון יהיה זרוע בהם, ובכל זאת הם החריג הנדיר. כשדג מת בים, הסוף הרגיל הוא שסרטנים ותולעים אוכלים אותו, חיידקים מרקיבים את מה שהשאירו, וזרמים מפזרים ושוחקים את העצמות. תוך כמה שנים לא נשאר דבר. רק חלק זעיר מבעלי החיים והצמחים שחיו אי פעם השאירו מאובן כלשהו, ויש סוגים רבים של יצורים חיים שמכירים אותם מקומץ דוגמאות, או בכלל לא.
האם גוף יימלט מהגורל הזה, זה תלוי בעיקר בשלושה דברים, והסצנה מאפשרת לשנות את שלושתם: ממה הגוף עשוי, כמה חמצן יש במים שליד הקרקעית, וכמה מהר הבוץ מכסה אותו.
חלקים קשים שורדים; חלקים רכים נרקבים
עצמות, שיניים, קשקשים וקונכיות עשויים ממינרלים: סידן זרחתי בעצם, סידן פחמתי בקונכייה. חיידקים לא יכולים לאכול מינרלים, ולכן חלקים קשים יכולים לשכב על קרקעית הים שנים. עור, שריר ואיברים פנימיים הם מזון, ובמי ים חמימים הם נרקבים תוך ימים. עלים של צמח נמצאים באמצע: סיבים קשים ועור שעווני מאפשרים להם להחזיק מעמד שבועות או חודשים במים. מדוזה, שהיא בערך 95% מים, קורסת ונעלמת תוך יום או יומיים.
לכן תיעוד המאובנים מלא בקונכיות ובעצמות. אמוניט, קרוב של הדיונון והתמנון שחי בקונכייה מפותלת ומחולקת לתאים, הופך למאובן כמעט בכל תנאי; האמוניטים הם מהמאובנים הנפוצים ביותר מתקופת הדינוזאורים. מדוזה כמעט אף פעם לא.
נסו: כשמכוסה בבוץ על אחרי שבועות, נסו כל אחת מהאפשרויות תחת מה מת, ועברו בזמן ממוות לקבור בכל פעם. הקונכייה של האמוניט עדיין שלמה; הדג שומר על השלד אבל מאבד את העור; עלה השרך משחים ומחורר; המדוזה נעלמה. העמודות בתרשים מראות כמה נשאר מכל אחד.
חמצן, אוכלי פגרים וחופרים
על קרקעית ים מאווררת היטב יש הרבה חיים. סרטנים, חלזונות ודגים מוצאים פגר תוך שעות ומנקים אותו. תולעים וחופרים אחרים הופכים את הבוץ, כך שאפילו שלד קבור נמשך לחלקים והעצמות שלו מתערבבות במשקע. חיידקים שנושמים חמצן מרקיבים רקמה רכה הכי מהר.
במקום שבו במים שליד הקרקעית אין חמצן, שום דבר מזה לא קורה. אף אחד לא חי שם כדי לאכול או לחפור; יש רק חיידקים שנושמים סולפט במקום חמצן, והם עובדים לאט יותר ומשאירים את הבוץ שחור ובריח של ביצים רקובות. בסצנה, קרקעית בלי חמצן היא בוץ שחור עם מחצלות בהירות של חיידקי גופרית; קרקעית מאווררת היא בוץ אפור מלא מחילות.
נסו: בחרו דג גרמי והזיזו את חמצן בקרקעית הים אל 100%. סרטנים מגיעים, וכשעוברים לקבור השלד מונח בחלקים מפוזרים. הזיזו אותו אל 0%, והוא נקבר שלם.
קבורה מהירה
הדרך הבטוחה ביותר לברוח מאוכלי הפגרים היא להיקבר. סערה שמערבלת קרקעית ים רדודה, או שיטפון ששופך בוץ לים, יכולים להשקיע שכבה של סחף בעובי של סנטימטרים רבים תוך כמה שעות. גוף שמתכסה כל כך מהר נמצא מחוץ להישג ידם של הסרטנים, ורוב החופרים לא מגיעים כל כך עמוק. אבל ברוב קרקעית הים הבוץ שוקע בקצב של חלקיק מילימטר בשנה, וגוף יכול לשכב חשוף עשרות שנים לפני שהוא מתכסה.
המאובנים הטובים מכולם, עם עור, נוצות או קווי מתאר של גופים רכים, באים ממקומות שבהם קבורה מהירה הצטרפה למים בלי חמצן. הולצמאדן שבגרמניה הוא אחד מהם: הפצלים השחורים שלו, ששקעו לפני כ־183 מיליון שנה על קרקעית בלי חמצן, שומרים איכתיוזאורים שלמים עם קווי המתאר של העור שלהם, ולצידם דגים, אמוניטים וחבצלות ים.
נסו: בחרו מדוזה, הזיזו את חמצן בקרקעית הים אל 0% וקבעו את מכוסה בבוץ על תוך שעות (סערה), ואז עברו להופך לאבן. הג׳לי נעלם, אבל צורתו נשארת טבועה בבוץ. שנו אחד מהתנאים, ולא נשאר דבר. בחרו דג גרמי באותם תנאים, והשלד שומר על שכבה כהה במקום שבו היה העור.
הופך לאבן
אחרי הקבורה, השרידים ספוגים במים שממלאים את הרווחים שבבוץ, ומינרלים מהמים האלה ממלאים ומחליפים אותם לאט. עצמות הן כבר מינרל, ולכן הן שומרות על צורתן: הנקבוביות שלהן מתמלאות והן נצבעות בחום או בשחור, מברזל וממה שנשאר מהחומר האורגני שלהן. התאים הריקים של אמוניט מתמלאים בקלציט, או, בבוץ בלי חמצן, שבו חיידקים מייצרים מימן גופרי, בפיריט, המינרל הצהוב־מתכתי שנקרא “זהב השוטים”. עלים נדחסים ומתחממים לאט עד שנשארת רק שכבה דקה של פחמן, שעדיין רואים בה כל עורק. לפעמים לא נשאר דבר מהגוף, אבל הבוץ שומר את צורתו כטביעה או כתבנית.
כשעוד שכבות נערמות מעל, המשקל שלהן סוחט את המים מהבוץ, והוא מצטמק לחלק מעוביו ומתקשה לפצלים. גם המאובנים שבו נמעכים, ולכן אמוניטים רבים בפצלים שטוחים לגמרי, ואילו אלה שהתמלאו מוקדם בפיריט שומרים על צורתם. איך בוץ וחול הופכים לסלע מסופר בסלעים ומחזור הסלעים.
נסו: בחרו אמוניט, עברו להופך לאבן והזיזו את חמצן בקרקעית הים מ־0 עד 100. מתחת ל־10% הקונכייה מתמלאת בפיריט זהוב; מעל, בקלציט אפור. בקבור עמוק האמוניט עם הקלציט נמעך, וזה עם הפיריט לא.
חזרה אל פני השטח
מאובן בעומק של קילומטר או שניים לא מועיל לאף אחד. כדי שימצאו אותו, הסלע צריך לחזור למעלה. במקומות שבהם לוחות נדחקים זה אל זה, קרקעיות ים עתיקות מורמות ליבשה, ולפעמים להרים, במשך עשרות מיליוני שנים. גשם, נהרות, כפור וגלים שוחקים אז את הסלע, ובכל מקום שבו הם חורצים צוק או עמק בשכבות, המאובנים שבהן חוזרים לאור. איך השחיקה הזאת פועלת, זה הנושא של בלייה וסחיפה.
החשיפה היא גם מרוץ. מאובן שנשחק החוצה מצוק מתפרק ונשטף תוך שנים, ולכן צריך למצוא אותו כשהוא עוד טרי. אספנים מסיירים בחופים שמתחת לצוקים מתפוררים אחרי כל סערת חורף בדיוק מהסיבה הזאת.
נסו: עברו בזמן מקבור עמוק לחשוף. העמוד עולה, החלק העליון שלו הופך ליבשה ונשחק, והמאובן מגיע למדף שלמרגלות צוק, ואבנים שנפלו סביבו.
לקרוא זמן בשכבות
שכבות של משקע שוקעות זו על גבי זו, ולכן בערימה שלא התהפכה כל שכבה צעירה מזו שמתחתיה ועתיקה מזו שמעליה. חוק הסופרפוזיציה הזה (חוק סדר השכבות), שניסח ניקולאוס סטנו ב־1669, נותן את סדר האירועים אבל לא את התאריכים שלהם. בשנות ה־90 של המאה ה־18 שם לב המודד ויליאם סמית’ שבכל שכבה באנגליה יש קבוצה משלה של מאובנים, באותו סדר בכל מקום שבו מצא אותם, כך שאפשר לזהות שכבה לפי המאובנים שלה ממקום למקום. האמוניטים השתנו כל כך מהר שמין אחד מסמן לעיתים קרובות פחות ממיליון שנים של סלע, וגאולוגים משתמשים בהם כמאובנים מנחים כדי להתאים שכבות בין יבשות.
את המספרים נותן האפר. כשהר געש מתפרץ, האפר שלו שוקע כשכבה דקה, ואת גבישי הזירקון הזעירים שבו אפשר לתארך לפי האורניום שבהם. מאובן שמונח בין שתי שכבות אפר צעיר מזו שמתחתיו ועתיק מזו שמעליו. בצוק שבסצנה, השכבות שמתחת למאובן ומעליו מתוארכות ל־183.4 ול־182.6 מיליון שנה, ולכן הדג בן כ־183 מיליון שנה. איך קוראים את הזירקונים מוסבר בתיארוך רדיומטרי וגיל כדור הארץ.
מה התיעוד מספר
כשמחברים אותם מסלעים מכל העולם, המאובנים מראים חיים שמשתנים לאורך הזמן: בסלעים העתיקים ביותר יש רק יצורים זעירים, בצעירים יותר בעלי החיים הראשונים עם קונכיות, אחר כך דגים, אחר כך צמחים ובעלי חיים ביבשה, דינוזאורים, ובשכבות הצעירות ביותר יונקים כמונו. קבוצות שלמות מופיעות, משגשגות ונעלמות; האמוניטים, למשל, נכחדו עם הדינוזאורים לפני 66 מיליון שנה. התיעוד המשתנה הזה הוא מהעדויות החזקות ביותר לכך שיצורים חיים עברו אבולוציה, כפי שמוסבר בברירה טבעית. ציר הזמן של החיים עוקב אחרי ההיסטוריה של החיים כולה, ומיון היצורים החיים מראה איך ממיינים יצורים חיים לקבוצות.
התיעוד גם מוטה. הוא מעדיף בעלי חיים עם קונכיות ועצמות, בעלי חיים שחיו במים שבהם בוץ שוקע, ובעלי חיים נפוצים. בעלי חיים רכי גוף, בעלי חיים יבשתיים של רמות יבשות ומינים נדירים כמעט לא מיוצגים. פער בתיעוד הוא לעיתים קרובות פער בשימור, לא בחיים.
מה המודל הזה משאיר בחוץ
הגוש מראה כמטר של סלע סביב המאובן. השכבות המכסות מצוירות עבות מספיק כדי לקבור את הגוף; במציאות, עשרות שנים על קרקעית ים פתוחה היו משקיעות רק כמה סנטימטרים של בוץ. הקבורה העמוקה מצוירת כמה שכבות נוספות ודחיסה בחמישית, ואילו התרשים נותן את 1,500 m שקברו אותו; בוץ אמיתי יכול לאבד יותר ממחצית מעוביו. החלק הקדמי של הגוש חתוך כדי שהמאובן יישאר בעין; עד שהצוק נוצר בסוף, החתך הזה הוא דרך להסתכל, לא חור אמיתי.
הקצבים באים מכללים פשוטים: חלקים רכים נרקבים תוך ימים, שלדים מתפרקים תוך שבועות, עצמות וקונכיות שנשארות חשופות נהרסות במשך שנים עד עשרות שנים, בערך פי שלושה לאט יותר במקום שאין בו חמצן, ואוכלי פגרים וחופרים נעלמים מתחת לכמה אחוזים של חמצן. קצבים אמיתיים תלויים בטמפרטורה, בגודל הגוף ובבעלי החיים שחיים שם. כל אפשרות תחת מכוסה בבוץ היא זמן קבוע אחד: כשש שעות, שלושה שבועות או עשרים שנה. התאריכים של שכבות האפר, והעומק והתזמון של הקבורה וההרמה, הם להמחשה, ונבחרו כך שיתאימו לסוג הפצלים שבהם נמצאים מאובנים כאלה.