ส่วนตัดขวางของไม้กลายเป็นหินแสดงลวดลายลายไม้ (เครดิตภาพ: เซน เรียล ผ่าน Getty Images)
อุทยานแห่งชาติ Petrified Forest ทางตะวันออกเฉียงเว็บบาคาร่าเหนือของรัฐแอริโซนาเป็นที่รู้จักและตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่การทับถมของไม้ที่กลายเป็นหินอย่างกว้างขวาง ป่าที่น่าประทับใจและงดงามมากจนใช้เป็นฉากหลังของภาพยนตร์ระทึกขวัญโรแมนติกเรื่อง “The Petrified Forest” ในปี 1936 ที่นําแสดงโดยเบ็ตต์ เดวิสและฮัมฟรีย์ โบการ์ต
แต่สิ่งที่แน่นอนคือไม้กลายเป็นหิน? มันทําได้อย่างไรและใช้เวลานานแค่ไหนในการสร้าง?
”ไม้ที่กลายเป็นหินเป็นไม้ที่มีแร่ธาตุเป็นหลัก” David Sunderlin ศาสตราจารย์ด้านธรณีวิทยาที่เชี่ยวชาญด้านซากดึกดําบรรพ์และบรรพชีวินวิทยาที่ Lafayette College ในเพนซิลเวเนียบอกกับ Live Science ในเมลเพื่อให้ไม้กลายเป็นหินมันจะต้องถูกฝังอย่างรวดเร็วภายใต้โคลนตะกอนหรือเถ้าภูเขาไฟก่อนที่จะเน่าเปื่อยใด ๆ มันจะต้องถูกฝังอยู่ภายในตะกอนนี้เป็นระยะเวลานาน – โดยปกติ
หลายล้านปี – และหากพื้นดินที่ฝังไม้ถูกบดอัดอย่างดีเป็นพิเศษมันจะไม่สามารถโต้ตอบกับออกซิเจนหรือสิ่งมีชีวิตได้ดังนั้นจะไม่สามารถสลายตัวได้ ในกรณีเช่นนี้สารอินทรีย์จะกลายเป็นฟอสซิล ในระหว่างกระบวนการนี้เรียกว่าการทําให้เป็นแร่น้ําใต้ดินที่อุดมไปด้วยแร่ธาตุจะไหลผ่านตะกอนและต้นไม้ที่ตายแล้วซึ่งซากไม้จะถูกแทนที่เมื่อเวลาผ่านไปด้วยแร่ธาตุของน้ํา ในกรณีของไม้กลายเป็นหินแร่ธาตุเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะเป็นซิลิกาแคลไซต์ไพไรต์หรือวัสดุอนินทรีย์อื่น ๆ เช่นโอปอลตาม Quekett Microscopical Club (เปิดในแท็บใหม่)ซึ่งเป็นหนึ่งในองค์กรที่เก่าแก่ที่สุดในโลกที่ทุ่มเทให้กับกล้องจุลทรรศน์ ที่เกี่ยวข้อง: ป่าแห่งแรกของโลกเกิดขึ้นเมื่อไหร่?ดังนั้นแม้ว่าวัสดุจะเรียกว่า “ไม้” ที่กลายเป็นหิน แต่จริงๆแล้วมันไม่ใช่ไม้เลย ค่อนข้าง, แร่ธาตุได้แทนที่และดําเนินการในลักษณะของไม้ที่เคยมี.
”การทําให้เป็นแร่อาจมาจากการตกตะกอนของแร่ธาตุในหรือระหว่างโครงสร้างเซลล์ของไม้ หรือการเปลี่ยนแร่ธาตุของสารอินทรีย์จริงที่เคยประกอบขึ้นเป็นผนังเซลล์ของไม้” ซันเดอร์ลินกล่าว “กระบวนการเดิมเรียกว่า permineralization ในขณะที่กระบวนการหลังเรียกว่าการแทนที่”
ไม้กลายเป็นหินได้นานแค่ไหน?”[มัน] อาจใช้เวลานานมากในระดับเวลาของมนุษย์ แต่บางครั้งเราก็เห็นกรณีของการอนุรักษ์ไม้อย่างรวดเร็วอย่างน่าอัศจรรย์โดยกระบวนการทําให้เป็นแร่เหล่านี้” ซันเดอร์ลินกล่าว “มีชิ้นส่วนไม้ที่กลายเป็นหินเริ่มแรกบางส่วนก่อตัวขึ้นในท่อนซุงที่ร่วงหล่นในบ่อน้ําพุร้อนแร่ เช่น ที่อุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตน สิ่งเหล่านี้สะสมแร่ธาตุจํานวนมากในเนื้อเยื่อไม้ของพวกเขาทุกปี ไม้กลายเป็นหินส่วนใหญ่ที่เราเห็นในบันทึกหินก่อตัวขึ้นในช่วงเวลาที่ยาวนานกว่าหลายพันถึงหลายล้านปีและบางครั้งก็ทําให้เป็นแร่ใหม่ในหลายขั้นตอน”
ระยะเวลาที่แน่นอนที่จําเป็นสําหรับไม้ที่จะกลายเป็นหินขึ้นอยู่กับเงื่อนไข – หลัก ๆ คือความอุดมสมบูรณ์
ของน้ําใต้ดินในแร่ธาตุเช่นซิลิกา – แต่โดยทั่วไปมีตั้งแต่หลายแสนปีถึงหลายล้านปีไม้กลายเป็นหินก่อตัวขึ้นที่ไหน?ช่วงเวลาที่ยาวนานเหล่านั้นหมายถึงไม้ที่กลายเป็นหินก่อตัวได้ดีกว่าในบางสภาพแวดล้อมและสถานที่มากกว่าในบางสภาพแวดล้อม
”สถานที่ปลูกไม้กลายเป็นหินที่มีชื่อเสียงที่สุดในโลกหลายแห่งอยู่ในโขดหินตะกอนที่เปิดเผยซึ่งถูกสะสมในสภาพ Paleoenvironvirmental-lacustrine” ซันเดอร์ลินกล่าว เหล่านี้เป็นพื้นที่ที่ครั้งหนึ่งเคยเป็นที่ราบน้ําท่วมถึงโบราณหรือระบบทะเลสาบที่ระดับออกซิเจนละลายน้ําต่ําป้องกันการสลายตัวของจุลินทรีย์ เมื่อไม้ถูกฝังอยู่ในสถานที่เหล่านี้น้ําใต้ดินก็จัดหาตะกอนที่จําเป็นในการทําให้ไม้กลายเป็นหินและในที่สุดก็กําจัดอินทรียวัตถุดั้งเดิมทั้งหมดของต้นไม้
”เราได้ทําให้ไม้กลายเป็นหินในบันทึกฟอสซิลในสภาพแวดล้อมเหล่านี้และสภาพแวดล้อมทางบรรพชีวินวิทยาอื่น ๆ นับตั้งแต่ยุคเดโวเนียนเมื่อกว่า 350 ล้านปีก่อน” ซันเดอร์ลินกล่าว
แล้วคุณค่าทางวิทยาศาสตร์ของไม้ที่กลายเป็นหินล่ะ? การศึกษาสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกที่มีค่าได้หรือไม่?”เช่นเดียวกับการศึกษาวงแหวนการเจริญเติบโตในไม้สมัยใหม่ ไม้ที่กลายเป็นหินจะมีประโยชน์มากในการเรียนรู้เกี่ยวกับสภาพการเจริญเติบโตที่ต้นไม้เคยประสบมาในอดีตโบราณ” ซันเดอร์ลินกล่าว “เมื่อการเก็บรักษาถูกต้องไม้ที่กลายเป็นหินสามารถบอกได้ถึงสภาพทางนิเวศวิทยาและภูมิอากาศของสภาพแวดล้อมเมื่อนานมาแล้ว”
นักวิทยาศาสตร์สามารถมองหาลายเซ็นของปริมาณน้ําฝนที่อุดมสมบูรณ์หรือภัยแล้งที่สะท้อนอยู่ในลักษณะของวงแหวนไม้และอาจสามารถมองเห็นหลักฐานของไฟป่าหรือแมลงรบกวนได้ Sunderlin กล่าว ในบางกรณีกายวิภาคของไม้ได้รับการเก็บรักษาไว้อย่างดีจนเมื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่างที่ทันสมัยนักวิจัยสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ “ลักษณะเฉพาะของวิวัฒนาการชีวภูมิศาสตร์และนิเวศวิทยาของเชื้อสายนั้น”ในขณะที่มันมีแนวโน้มที่จะใช้เวลาหลายล้านปีสําหรับไม้กลายเป็นหินที่จะก่อตัวขึ้นในบาคาร่า
