מאובן

מאובן הוא שריד, תבנית או עקבות של בעל חיים, צמח או אורגניזם אחר, מתקופה גאולוגית קדומה שנשמרו בקרום כדור הארץ^[1] בשלמותם או באופן חלקי.

יש להשלים ערך זה: בערך זה חסר תוכן מהותי. ייתכן שתמצאו פירוט בדף השיחה.

ממצאי מאובנים שונים

מאובנים נוצרים בדרך כלל כאשר חלקים קשים של יצור חי, כגון עצמות, שיניים, קונכיות או עצה, נקברו במהירות במשקעים לאחר מותו. לאחר מכן, מתרחשת התאבנות של החומרים המרכיבים אותם (או החלפה או התגבשות מחדש של רכיבים מינרלים, כמו בקונכיות מאובנים), או שימור של תבנית של צורתו החיצונית או הפנימית של האורגניזם כשהחומר שמסביב הופך לסלע. מאובני עקבות מייצגים שרידים של פעילותם של אורגניזמים חיים, כגון מאורות או עקבות.^[2] לעיתים נדירות, מאובנים של אורגניזמים רכים כמו מדוזות נשמרים בסלעים עדינים כמו פצלים, או שאורגניזמים שלמים עשויים להישמר קפואים בקרח, או משובצים בענבר או זפת.^[2] בנוסף למאובנים מאקרוסקופים, נחקרים בשנים האחרונות גם מיקרו מאובנים של חיידקים ושל חד תאיים נוספים המאפשרים לחוקרים לחקור את העבר הרחוק של החיים בכדור הארץ.

באופן קונבנציונלי, המונח מאובן שמור בדרך כלל לשרידים עתיקים מ-10,000 שנים, כלומר מלפני סוף עידן הקרח האחרון. (אפשר לכנות שרידים מאוחרים יותר תת-מאובנים subfossil)^[2] מאובנים מספקים עדויות חשובות לתיארוך מדויק של שכבות סלע, וסיפקו הרבה מהמידע שעליו מבוססות תת-החלוקות הנוכחיות של לוח הזמנים הגאולוגי.^[2]

היסטוריה של המחקר

מקורות קדומים, כגון פליניוס הזקן בספרו "תולדות הטבע" (Naturalis Historiae), העלו השערה שמה שאנו מכנים כיום מאובנים נפלו מהשמיים או מהירח. אחרים, בעקבות המקורות הקדומים, היו בדעה כי המאובנים גדלו באופן טבעי בתוך הסלעים. לדוגמה, אתנסיוס קירכר, מלומד גרמני ישועי שחי בימי הרנסאנס, ייחס את המאובנים ל"תכונת ההתאבנות המופצת בכל גוף הגאוקוסמוס", המיוחסת למאפיין פנימי של כדור הארץ, ובכך ייצג את הגישה האריסטוטלית.

שרטוט מספרו של סטנו מ-1667 המשווה בין השיניים בראש הכריש לשן מאובנת.

ב-1665 עקר ניקולאוס סטנו לפירנצה ושימש כרופאו האישי של פרדיננדו השני דה מדיצ'י, הדוכס הגדול של טוסקנה. באוקטובר 1666 לכדו שני דייגים כריש ענק סמוך לעיר הנמל האיטלקית ליבורנו, ופרדיננדו השני הורה לשלוח את ראשו לסטנו. סטנו ניתח את ראש הכריש ופרסם את ממצאיו ב-1667. בחינה של שיני הכריש הראתה דמיון מפתיע לעצמים מסוימים עשויים מאבן שהמלומדים בני זמנו של סטנו כינו "גלוסופטראה" (glossopetrae), כלומר "לשונות אבן" שנמצאו בסלעים מסוימים.

בניגוד לגישה זו טען סטנו כי ה"גלוסופטראה" נראים כמו שיני כריש מפני ש"היו פעם שיני כריש" שהגיעו מפיותיהם של כרישים קדומים, ובמשך הזמן נקברו בבוץ או בחול שעכשיו הוא יבשה. היו הבדלים בין הרכב ה"גלוסופטראה" ושיני כרישים חיים, אבל סטנו טען כי תוך כדי תהליך הפיכת השיניים למאובנים השתנה הרכבם הכימי אבל צורתם נשמרה. סטנו לא היה הראשון שזיהה שמקורם של המאובנים באורגניזמים חיים. רוברט הוק וג'ון רי, בני זמנו של סטנו, טענו אף הם כי מאובנים הם שאריות מאורגניזמים שחיו פעם.

סוגי מאובנים

חתך רוחב של אמוניט מאובן

מאובן של עלה

'

מאובן מנחה

מאובן מנחה הוא מאובן של בעל חיים או צמח אשר תפוצתו הגאוגרפית הייתה רחבה, אך שרד למשך זמן קצר (זמן קצר במונחים גאולוגיים, בהם גם מיליון שנים נחשבים זמן קצר). בעזרת מאובנים מנחים, גאולוגים יכולים לתארך שכבות של קרום כדור הארץ, אם כי לא ניתן באמצעותם לקבל זמן מדויק, אלא חלון זמן משוער.

מאובן גלעין

מאובן גלעין נוצר כאשר בשרה של חיה שמתה נאכל בידי חיות אחרות עד הישארות העצמות בלבד, ואז מצטברות שכבות של חול ובוץ על גבי השלד והוא הופך לבסוף לאבן.

מאובן דפוס

מאובן דפוס נוצר כאשר תחמוצות המצויות בסלע מחלחלות לתוך האורגניזם המת שנמצא עליו, מפרקות את החומר האורגני שלו ומשאירות חלל בסלע עם חותם מדויק של היצור.

מאובן חותם

מאובן חותם נוצר כאשר חיה משאירה את טביעת רגלה או גופה על פני האדמה ולאחר פרק זמן האדמה הופכת לסלע.

מאובן השתמרות הגוף המקורי

ישנם מקרים בהם אורגניזמים חיים משתמרים בשלמותם (או כמעט בשלמותם) על ידי קפיאה מהירה של גופם בקרח או באדמה קפואה.

מאובן ענבר

ערך מורחב – ענבר

סוג נוסף של מאובן המשמר את הגוף המקורי נוצר כאשר אורגניזם זעיר (כגון נמלה או יתוש) טובעים בתוך שרף של עץ ומשתמרים בתוכו לתקופה ארוכה לאחר שמתו מחוסר חמצן.

מאובן עצי

עץ מאובן (Petrified wood) הוא סוג של מאובן שבו מרכיביו האורגניים של העץ הומרו במינרלים, בדרך כלל סיליקט וקוורץ, ושימרו את המבנה המקורי של גזע העץ. תהליך ההמרה מתרחש במעמקי האדמה, כאשר העץ, בהרכבו המקורי, מכוסה בשכבות. בשל היעדר חמצן המרכיב החי הופך למרכיב דומם.

בארץ ישראל נמצאו מאובנים מסוג זה, בין השאר על פני השטח במכתש רמון. חלקם בצבע שחור, המעיד כי מקורם הוא בפחמן שהיה בעץ המקורי. במערב האי לסבוס ביוון מצוי אחד היערות המאובנים היחידים בעולם, המתוארך 15–20 מיליון שנים לפני זמננו.

יש גם מאובני עץ שמשמרים את תוואיו החיצוניים של העץ בלי שמאובן העץ עצמו השתמר, אף על פי שגם הוא עבר התאבנות.

מיקרו מאובן

מיקרו מאובן הוא מאובן שגודלו בדרך כלל קטן מ-1 מילימטר, שהמחקר שלו מצריך שימוש במיקרוסקופ אור או מיקרוסקופ אלקטרוני. מאובן שניתן לחקור בעין בלתי מזוינת או בהגדלה נמוכה, כגון עדשת יד, מכונה מקרו-מאובן. המחקר של מיקרו-מאובנים מכונה מיקרו-פלאונטולוגיה. זהו אחד התחומים המתפתחים ביותר בתחום הפלאונטולוגיה, ומהווה חלק חשוב בחיפושי גז טבעי ונפט.

מיקרו מאובנים מהווים חלק מהתיעוד הגאולוגי, מתקופת פרקמבריון ועד ההולוקן. תיעוד המיקרו-מאובנים מכיל נציגים של כל הממלכות מההיסטוריה של החיים, אך הצורות הנפוצות ביותר הן שלדי פרוטיסטים או ציסטות מיקרוביאליות מה-דינופלגלטים, Sarcodina, acritarchs and chitinozoans וכן אבקה ונבגים מצמחים וסקולריים. מחקרים רבים על מיקרו-מאובנים שופכים אור על ההיסטוריה העתיקה של כדור הארץ - מיליארדי שנים לפני התפתחות של יצורים רב-תאיים שיכלו להשאיר מאובנים גדולים יותר. עם זאת חקר של מיקרו מאובנים יכול לספק ראיות גם במחקרים של תקופות מאוחרות יותר, כולל מחקרים הנוגעים לארכאולוגיה והיסטוריה אנושית.

תחומי הידע הנחקרים באמצעות מאובנים

חקר מאובנים (פלאונטולוגיה) מספק כלי מחקרי מרכזי למספר תחומים מדעיים:

מאובנים ואבולוציה

מאובנים מהווים ראיה מדעית לתהליכי אבולוציה שהתרחשו בעבר הרחוק. היווצרות מאובן דורשת צירוף נדיר של תנאי סביבה, ולכן המאובנים נדירים יחסית ומשום כך הם מספקים רק תמונה חלקית של האבולוציה. באמצעות תיארוך רדיואקטיבי ניתן לקבוע את גילם של המאובנים, וכך למקם אותם על ציר הזמן הגאולוגי.^[3] הביולוג ריצ'רד דוקינס מציין כי עצם קיומם של מאובנים הוא "בונוס" לתמיכה באבולוציה, אך הוא לא מהווה את הראיה המרכזית לנכונתה שכן הראיות מתבססות גם על תחומים נוספים כמו ביולוגיה השוואתית והתפוצה הגואגרפית של מינים.^[4]

מאובנים מספקים תמונה של יצורים שחיו בעבר, חלקם נכחדו וחלקם ממשיכים להתקיים בצורות אחרות. למשל קיימים מאובנים של דינוזאורים או טרילוביטים שנכחדו, לצד מאובנים של דגים או יונקים שקיימים גם כיום. עדויות משמעותיות במיוחד הן של מיני מעבר – יצורים בעלי תכונות של שתי קבוצות שונות, המעידים על אב קדמון משותף. דוגמה מפורסמת היא ארכאופטריקס, שחי לפני כ־150 מיליון שנה והציג תכונות שקיימות בקרב זוחלים כגון שיניים וזנב, לצד תכונות המצויות בקרב עופות כגון כנפיים ונוצות. מיני מעבר כאלה מספקים הצצה כיצד התכונות של הציפורים והזוחלים התפתחו יחד באבות קדמונים, והתפצלו מאוחר יותר למינים שונים.^[3]

סדרת מאובנים מדגימה את האבולוציה של הסוס על פני 50 מיליון שנה. במהלך האבולוציה גבהו הסוסים ומספר האצבעות בכל רגל הצטמצם עד להתפתחות הפרסות כאצבע יחידה.

בנוסף למאובני מעבר בולטים, סדרות של מאובנים מגלות רצפים התפתחותיים הדרגתיים. אחת הדוגמאות הידועות היא התפתחות הסוס, שבה ניתן לעקוב אחרי יצור קטן דמוי כלב שחי לפני כ־55 מיליון שנה ועד להופעת הסוס המודרני. ברצף זה ניכרת מגמה של צמצום מספר האצבעות עד להיווצרות פרסה אחת.^[3]

ממצאים אלה מחזקים את ההבנה שכל שני מינים חולקים אב קדמון משותף כלשהו במורד האילן האבולוציוני. עם זאת, בשל נדירות המאובנים, רבים מהחוליות בפאזל חסרות, ולכן הם מספקים בעיקר תמונה כללית של סדר התפתחות המינים, אך לא תמונה מלאה של התהליך.^[3]

בריאתנים נוהגים להציג פערים אלו כהוכחה לכך שתאוריית האבולוציה אינה תקפה, ולעיתים דורשים למצוא "חוליה חסרה" שתדגים מעבר ישיר בין מינים שונים.^[4] ביקורת זו מתעלמת מן העובדה שהיווצרות מאובנים היא תופעה נדירה ביותר, ולכן לא סביר שכל שלב ביניים יתועד. יתרה מכך, כפי שמדגיש דוקינס, כל גילוי של מאובן ביניים – כגון ארכאופטריקס או טיקטאליק – אינו עונה על הדרישה הזו, אלא מוביל בריאתנים להצבעה על "פערים חדשים" בין המאובן לבין אחרים - כעת במקום פער אחד בין יש לנו לכאורה שני פערים. דוקינס טוען כי עצם קיומם של פערים בין מאובנים הוא צפוי ובלתי נמנע, אך כל מאובן חדש דווקא מחזק את התמונה האבולוציונית הרחבה. כך, גילוי טיקטאליק בשנת 2004, יצור ששילב מאפיינים של דגים (זנב סנפירי) לצד תכונות של בעלי ארבע רגליים (צוואר וגפיים נושאות משקל), מהווה עדות מרכזית למעבר ההדרגתי מן הים אל היבשה.^[5]

מאובנים וגאולוגיה

ערך מורחב – ביוסטרטיגרפיה

בונה השונית הראשון (אנ') הוא מאובן אינדקס עולמי עבור הקמבריון התחתון

מאובנים משמשים לקביעת גיל סלעים ולבניית לוח הזמנים הגאולוגי במסגרת ענפי סטרטיגרפיה שונים. ענף הביוסטרטיגרפיה מתמקד בקורלציה והקצאת גילאים יחסיים של שכבות סלע על ידי שימוש במכלולי המאובנים הכלולים בהן. מיני מאובנים מסוימים, המכונים מאובני מנחה, מופיעים בפרקי זמן קצרים ונפוצים במרחבים גאוגרפיים רחבים, ולכן הם שימושיים במיוחד לקורלציה סטרטיגרפית – זיהוי יחידות סלע ותיארוכן. דוגמאות קלאסיות לכך הן אמוניטים ומיקרו־מאובנים כמו חוריריות.

שיטות אלו משתלבות לעיתים עם תיארוך מוחלט, כמו תיארוך רדיומטרי (למשל תיארוך אורניום-עופרת), ועם תחומי משנה של הסטרטיגרפיה כגון כרונוסטרטיגרפיה, מגנטוסטרטיגרפיה ו(אנ'), כדי לעגן את רצף השכבתי בזמן ולהצליבו בין אזורים שונים. בנוסף, טכניקות כמו טפרוכרונולוגיה (תיארוך על־פי שכבות אפר וולקני) מסייעות בשחזורים של סביבות קדומות ובחקר דינמיקת כדור הארץ.

על-פי המאובנים שנמצאו בסלעים ניתן להבחין בסביבת ההיווצרות של הסלע בהתאם לסביבה המשוערת שבה שהה היצור החי שיצר בהמשך את המאובן. לאור המאובנים שנמצאו בשכבות ניתן להבחין בין סלעי משקע שנוצרו בסביבת ימית – שבדרך-כלל מצטיינים בשכבתיות, וכן בסלעים יבשתיים שבהם ניכרים רבדים בשכבות השונות. כאשר סלעי משקע מתגלים ביבשה, כמו ברכס הרים, מניחים שהסלעים נוצרו כאשר היבשה הייתה מכוסה מים. במקביל לקביעת גיל השכבות באמצעות סטרטיגרפיה נעשה גם שימוש במדידת מגנטיות לאיתור סלעים פלאומגנטיים – סלעים ששימרו את השדה המגנטי של כדור הארץ במינרלים שיצרו אותם,^[6] וכן מחקר פלאוקלימטי – החוקר שינויי אקלים שחלו באזור בזמן נתון.

תארוך של סלעים חשוב במספר היבטים – הוא מאפשר להבין את רצף האירועים הגאולוגיים וההתפתחות של החיים והסביבות, וכן מסייע לגאולוגים ומהנדסי משאבים לאתר מחצבים, נפט, גז טבעי ומינרלים יקרי ערך.

חקר תולדות האדם באמצעות מאובנים

מאובנים של גולגולות ממיני הומינידים שונים מאפשרים להמחיש את האבולוציה של האדם ובפרט הגידול בנפח מוח האדם, וכן להראות את הקשרים הפילוגנטיים בין מיני האדם השונים. רוב מיני האדם הקדומים נכחדו עם הזמן, ואילו הומו ספיינס הוא המין היחיד ששרד עד ימינו.

מאובנים מהווים מקור מרכזי להבנת אבולוציה של האדם. ממצאים של הומינידים שונים – החל מאוסטרלופיתקוס, דרך הומו ארקטוס ועד הומו ספיינס – מאפשרים לשחזר את שלבי המעבר מאבות קדמונים בעלי מאפיינים דמויי־קוף אל האדם המודרני. שרידים כגון גולגולת, אגן וכף רגל מספקים מידע על הליכה זקופה, בעוד שנפח מוח ושינויים מבניים בלסתות ובשיניים משמשים להסקת אורח החיים, השימוש בכלים ויכולת השפה. שילוב עם מיקרו־מאובנים (כגון שרידי מזון על שיניים) מסייע להבנת התזונה הקדומה, והקשר עם פלאואנתרופולוגיה מבהיר כיצד האדם התפתח והסתגל לסביבות שונות לאורך מיליוני שנים.

מאובנים וארכאולוגיה

בתחום ארכאולוגיה, מיקרו־מאובנים כגון שרידי צומח מיקרוסקופיים (למשל גרגרי אבקה או Phytolith (אנ')) או שרידי בעלי חיים זעירים מסייעים בשחזור סביבות מחיה קדומות, אורח חיים ותזונה של חברות אנושיות קדומות. תחום הארכיאוזואולוגיה מתמקד בעצמות, שיניים ושאריות אחרות של בעלי חיים באתרים ארכאולוגיים, כדי לבחון יחסי גומלין בין האדם לבעלי חיים, ביות, ניצול משאבים ודרכי ציד.

מאובנים וסביבת עבר

מאובנים מספקים מידע על פלאוקלימה (אקלים קדום) ועל פלאואקולוגיה (מערכות אקולוגיות קדומות). למשל, מציאת מאובני אלמוגים מצביעה על קיומה של סביבה ימית רדודה וחמה, בעוד שמאובני צמחים מסוימים מעידים על אקלים לח או יבש.

מאובנים וביוגאוגרפיה

מאובנים מאפשרים לשחזר את תפוצת היצורים על פני כדור הארץ בתקופות גאולוגיות שונות, ובכך מספקים ראיות מדעיות לתנועת היבשות ולהתפתחות דפוסי פיזור של קבוצות בעלי חיים וצמחים.

מאובנים והכחדות המוניות

רצפים של מאובנים מגלים אירועי הכחדה המונית, כגון זו שאירעה בסוף הקרטיקון והובילה להכחדת מרבית הדינוזאורים. עדויות אלו מסייעות להבין את קצב ההכחדות, את גורמיהן האפשריים (למשל פגיעת מטאור, שינויי אקלים, פעילות געשית), ואת תהליך ההתאוששות של המערכות האקולוגיות.

גלריה

גזעי עצים מאובנים המוזיאון הלאומי לארכאולוגיה ואתנוגרפיה על שם סאנה - סרדיניה שרידים של דינוזאורים במונומנט הלאומי דינוזאור, ארצות הברית שרידי עלים מוטבעים על אבן גיר - אוסף אוניברסיטת אוטרכט, הולנד חרק לכוד בתוך שרף מאובן מאריזונה אשר גילו נאמד ב-230 מיליון שנה - תור הטריאס

דלק מאובנים

דלק מאובנים הוא דלק הנוצר מהתאבנות של אורגניזם בסביבה המחוסרת חמצן. גילם של האורגניזמים ושל דלק המאובנים שנוצר מהם הוא בדרך-כלל מיליוני שנים, ולעיתים אף מאות מיליוני שנים ויותר. דלקי המאובנים הם פחם (נוצר מצמחים), נפט (נוצר מבעלי-חיים ימיים בדרך כלל) וגז טבעי המכילים כמות גדולה של פחמן.

ראו גם

• מאובן חי
• תת-מאובן
• מאובן לאומי
• אתר המאובנים בצ'נגג'יאנג
• הכנת מאובנים
• ביוסטרטיגרפיה

קישורים חיצוניים

מיזמי קרן ויקימדיה
ערך מילוני בוויקימילון: מאבן
תמונות ומדיה בוויקישיתוף: מאובנים

• מגדיר המאובנים של ישראל
• ארז גרטי, מהו מאובן?, במדור "מאגר המדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 22 ביוני 2010
• ארז גרטי, כיצד קובעים את גילו של מאובן?, במדור "מאגר המדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 5 ספטמבר 2009
• אבי בליזובסקי, ‏חוקרים בבריטניה: גילינו מאובני רקמות רכות של דינוזאורים, באתר "הידען", 21 ביוני 2015
• Digging and Preparing a Triceratops Skull, ביוטיוב
• מאובן, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
• הניו יורק טיימס, חוקרים זיהו מאובן של צמח בן 280 מיליון שנה, באתר הארץ, 23 במאי 2021