A fossziliák üledékföldtani értékelésének módszerei és újabb eredményei

Földimi

Közlöny.

Bull, of the Hungarian

Geol. Soc. (1911)

102. 210 — 219

A fossziliák üledékföldtani értékelésének módszerei és újabb eredményei Dr. Géczy

Barnabás

Ö s s z e f о g 1 a 1 á s : A n e m ö n c é l ú ő s l é n y t a n és az ü l e d é k f ö l d t a n k ö z ö t t s z o r o s a k a p c s o l a t . A fossziliák a n y a g a , alakja, a s z e r v e z e t és a k ö r n y e z e t k ö l c s ö n h a t á s a , v a l a m i n t a szerves élet törzsfejlődése elősegíti az e g y k o r i ö s s z e t e t t ü l e d é k k é p z ő d é s i és k ő z e t t é ­ válási f o l y a m a t o k m e g é r t é s é t . A z u t ó b b i é v e k i l y e n i r á n y ú vizsgálatai t ö b b é k e v é s b é f ü g g e t l e n e k a klasszikus, r e n d s z e r e z ő ő s l é n y t a n célkitűzéseitől. A z a l k a l m a z o t t ő s l é n y t a n i m ó d s z e r e k és e r e d m é n y e k b e m u t a t á s a elősegítheti a h a z a i k o m p l e x ü l e d é k f ö l d t a n i v i z s g á l a t o k fejlődését.

I. Bevezető A geofizikusok szerint a F ö l d központjától a felszín felé haladva a homogén­ től az egyre heterogénebb anyag felé közeledünk. A legváltozatosabb és leg­ összetettebb szerkezetek és folyamatok a lithoszféra felszínét, a bioszférát jellemzik. A bioszféra múltjának kutatása az őslénytan feladata. Mindig voltak, m a külföldön sokan vannak, és ha a természettudományos műveltség hazánk­ ban m é l y e b b gyökeret ver, nálunk is bizonyára n a g y o b b számban lesznek olyanok, akiket a bioszféra története önmagában érdekel. F o n t o s a b b feladat azonban az alkalmazott őslénytan azon módszereinek ismertetése, amelyek földtani következtetésekhez vezetnek. A z adott keretek k ö z ö t t elsősorban azokat az összefüggéseket kutatjuk, amelyek az őslénytant az üledékes föld­ tanhoz, különösen a szedimentológiához fűzik. A bioszféra történetének legjobb forrásai, dokumentumai a fossziliák. A fosszilia szót t á g a b b értelemben használjuk, ide sorolva az egykori szerve­ zetek maradványait és életműködésük n y o m a i t (nyom-fossziliák). A fosszilizálódásnak háromféle lehetősége van, aszerint, h o g y 1. csak az anyag, 2. az anyag és az alak, 3. csak az alak marad meg (pl. l e n y o m a t o k ) . A z első két esetben a szervezetek szerves v a g y szervetlen vázanyaga az őslénytan keretein kívül, önmagában is vizsgálható.

I I . A fosszilia mint anyag A z üledékes kőzetbe zárt fosszilia ugyanolyan alkotórésze a lithoszférának, mint a kavics v a g y nehézásvány. A földtani anyagvizsgálat keretébe tehát, az ásvány- és kőzetanyaghoz hasonlóan, az őslénytani anyag is beletartozik. Sőt,

G é с z y : A fossziliák

üledék földtani

értékelése

271

amilyen mértékben elveszíti a fosszilia eredeti alakját, u g y a n o l y a n mértékben t á v o l o d i k el a kutatása az őslénytantól a kőzettan és a geokémia felé. E z az éghető (kausztobiolitok) és éghetetlen (akausztobiolitok) kőzetekre egyaránt vonatkozik. A kőszeneket, bár n ö v é n y i eredetűek, nem az ősnövénytan, hanem a szénkőzettan vizsgálja, és a paleobotanika feladata csak az lehet, h o g y segít a genezis és az e g y k o r i környezet értékelésében. A kőzettan számára a fossziliák elsősorban tömeges felhalmozódástik miatt jelentősek. Jelenleg a F ö l d 7 5 % - á t üledékes kőzetek borítják. A z üledékes kőzetek jelentős hányada pedig v a g y a szilárd v á z gyakran mikron kicsinységűre szétporladt részecskéiből áll, v a g y a v á z b ó l utólagosan kioldott mész v a g y k o v a anyagból. L A P O R T E ( 1 9 6 8 ) szerint a szervezetektől kiválasztott ásványi anyag közvetlenül és jellemzően meghatározhatja az üledék végső összetételét és szerkezetét. Ú j a b b a n egyre n a g y o b b figyelmet szentelnek azon fossziliák anyagvizsgá­ latára, melyeknél az anyag és az alak egyaránt megmaradt. A szerves anyag fosszilizálódása (pl.: Geiseltali eocén klorofill tartalmú levélmaradványok, szibériai pleisztocén m a m m u t o k stb.) természetesen ritka. Annál g y a k o r i b b az az eset, amikor a szilárd külső vagy belső váz fosszilizálódik. A v á z anyaga és szerkezete gyakran módosul. A fosszilizálódás egyúttal átalakulás. A mai szervezetek vázát ismerve a kiindulópont sokszor meghatározható, és magának az átalakulásnak a folyamata, a diagenezis földtani s z e m p o n t b ó l is értékes információkat nyújthat. A fosszilis váz anyagvizsgálata ugyan kémiai (paleobiokémia) és ásványtani (biomineralógia, E R B E N , 1 9 7 1 ) módszert igényel, a következtetés azonban már földtani és őslénytani. A fosszilis aminosavak kromatográfiai vizsgálata n e m csak külföldön b i z o n y u l t eredményesnek (ordoviciumi B r a c h i o p o d á k , d e v o n páncélos halak), hanem hazánkban is (SZÖŐR). A Graptoliták protein összetételének meghatározása általános evolúciós s z e m p o n t b ó l v o l t lényeges. A fossziliák izotóp vizsgálata különösen az őshőmérséklet, ennek segítségével a paleooceánográfiai és a tektonikai változások megállapításában nyújt segít­ séget. A legismertebb eredmények a negyedidőszaki klímaváltozásokra v o n a t ­ koznak. A vizsgálat alapját az ó c e á n o k mélytengeri iszapjának fúrómintáiból nyert plankton Foraminifera (Globigerinák) vázának 0 / 0 i z o t ó p v i s z o n y a szolgáltatta. A z ő s m a r a d v á n y o k abszolút kormeghatározását, legalább is az utolsó 50 000 évre kiterjesztve, a C módszer alkalmazása biztosította. A „ f o l y a m a t o s " rétegsorok eddigi vizsgálata sokkal t ö b b eljegesedésre (ennek megfelelően sokkal t ö b b tengerszint változásra) v e t e t t fényt, mint ahogyan azt korábban, a n é g y klasszikus eljegesedés alapján elképzelték. A v á z ultraszerkezetének megismerésében a Stereoscan elektronmikroszkóp őslénytani alkalmazása h o z o t t döntő fordulatot ( E R B E N , 1 9 7 1 ) . A kutatás újkeletűségének megfelelően a v á z szerkezetének megismerésében egyelőre még az adatgyűjtés szakaszában tartunk. 1 6

1 8

1 4

Mindenesetre a fosszilis v á z mikromorfológiáj ának, mikrofelületének és ultraszerkezetének megismerése, és m a élő szervezetek v á z á n a k hasonló jellegű vizsgálata elősegíti a diagenezis és újrakristályosodás b o n y o l u l t problémájának megértését. A v á z lemezes felépítéséből a környe­ zetre (pl. a hold hónap időtartamának megállapítására) is következtethetünk.

Földtani

III.

Közlöny

102. kötet, 3—4. füzet

A fosszilia mint test

A fossziliák morfológiai vizsgálata csak részben rendszertani jelentőségű. A fossziliák, mint testek is, a beágyazódási v i s z o n y o k figyelembevételével föld­ tani következtetésekre alkalmasak, anélkül h o g y p o n t o s a b b rendszertani viszonyuk tisztázása szükséges lenne. Az üledéken v a g y az üledékben élő, illetve az o d a kerülő váz olyan „teszt" nek fogható fel, amely n e m csak az egykori környezeti viszonyokra, hanem az üledékképződéssel és az utólagos átalakulással kapcsolatos folyamatokra is utal. A beágyazódási v i s z o n y o k ismerete tehát a palaeoökológia, a szedimentológia és a diagenezis szempontjából egyaránt lényeges. Terepi meg­ figyelésekről lévén szó ez a vizsgalat sem különösebb műszeres felkészültséget, sem pedig időrabló irodalmi előtanulmányokat nem igényel. A tengerfenékre került egyszerű, kúp- v a g y szivaralakú fossziliák, mint pl. az Orthocerasok, Belemnitesek, v a g y a magas spirájú csigák (Cerithium, Turritella) a vízmozgás hatására irányítódnak, és csúcsukkal az áramlás iránya felé fordulnak. A z ő s m a r a d v á n y o k irányítottságából tehát az egykori áramlás iránya leolvasható. Hazánkban e téren harmadidőszaki ő s m a r a d v á n y o k o n úttörő vizsgálatokat B O D A végzett, újabban G A L Á C Z és V Ö R Ö S ( 1 9 6 9 ) mezozóos dolgozata említésre méltó. Nehezebb az áramlás irányának meghatározása a félgömb alakú, konkáv­ k o n v e x alakoknál, mint amilyenek általában a kagylóteknők. Mozdulatlan közegben a teknők d o m b o r ú oldalukkal lefelé ülnek az iszapba, vízmozgás hatására azonban átbillennek, és a d o m b o r ú oldal felülre kerül. A z o n b a n a kísérleti vizsgálatok szerint a b ú b n e m minden esetben fordul az áramlás irányában, hanem ellentétes irányba is nézhet. A z áramlás irányának értéke­ lésénél itt a teknő körvonalát, díszítését, valamint az üledék minőségét is figyelembe kell vennünk. A lapos, lemezszerű kagylók, Nummulitesek stb. általában réteglappal párhuzamosan fekszenek. A k a g y l ó k körébe tartozó jura Bositra félék rend­ ellenes helyzetéből CASTELLAKTN ( 1 9 6 6 ) érdekes tektonikai következtetésre jutott. A mediterrán jurában gyakoriak a tengeralatti hasadékok, melyeket fiatalabb üledék tölt ki. C A S T E L L A B I N megfigyelése szerint a hasadékokban a k a g y l ó k n e m vízszintesen helyezkedtek el, hanem a hasadék oldalfalával párhuzamosan. A hasadékkitöltő iszap tehát nem lassan hullott b e az üregbe, hanem a hirtelen szétnyíló hasadék szívó hatása miatt injekciószerűen n y o ­ mult b e . A k a g y l ó k helyzete adott esetben színszedimentációs hegységszerke­ zeti mozgásra utal. E g y e s , tengeraljzatban ásó életmódot folytató, inbenthosz szervezetek hengeralakú, kürtőszerűen lefelé mélyülő, majd gyökérszerűen szétágazó üreget hagynak maguk után. A henger falát gyakran nyálkával cementálják össze. A z újrameginduló üledékképződés során ezek az üregek kitöltődnek. K é s ő b b az üledék elhordása, degradálódása esetén a kitöltött csövek meg­ maradhatnak, majd az alsó (eredeti) üledék eróziója után összetörve a réteg­ lapon halmozódnak fel. E z e k b ő l a cső-temetőkből egykori lehordásra követ­ keztethetünk

(GOLDRING,

1964).

Minél b o n y o l u l t a b b a fosszilis v á z felépítése, annál t ö b b tájékoztatást nyújt­ hat az üledékképződés helyéről és mikéntjéről. A tengeri liliomok váza leme­ zekből áll. A z egyes testrészek lemezei k ö n n y e b b e n (kar- és nyélízek, kehely), v a g y nehezebben (gyökér) esnek szét. A különböző lemezek különböző mérték-

G é с zy :

A fossziliák

ül ed ék földtani

értékelése

273

ben porózusak, ami eló'segíti az egyes vázrészek lebegését. A g y ö k é r gyakran szilárd aljzatra nő és így az eredeti élethelyet rögzíti. Mivel a szállításnál a nehézségi erő hatására szétkülönülés m e g y v é g b e , a különböző vázrészek beágyazódási helyéből az egykori vízmozgás intenzitására, azaz a tengeraljzat topográfiai viszonyaira következtethetünk. A hosszabb összefüggő nyél­ darabok és a nyélről letépett, ép kelyhek az eredeti élethely közelségére', és viszonylag alacsony energiájú közegre; a Crinoidea törmelék erős feldolgozódásra, hosszabb szálh'tódásra és esetenként erős vízmozgásra utal. A különböző krinoideás fécieseket térképezve R U H E M A N N ( 1 9 7 1 ) e g y szilur z á t o n y k o m p l e ­ x u m üledékképződési viszonyait tárta fel. Mivel a fáciesövek n y o m o n k ö v e t é s e az utólagos hegységszerkezeti mozgások megállapításához vezethet, a b i o fáciesek egymásmellettiségének értékelése földtani szempontból lényeges. R e n d k í v ü l összetett ,,teszi"-nék foghatók fel a külsővázas Cephalopodák kamrázott házai. A többnyire egysíkban felcsavart, kamrázott, és szifóval átjárt ház összetett kazettarendszer, amely az üledékképződés olyan mozza­ natait is megőrizheti, aminek a bezáró kőzetben nincs n y o m a . A legegyszerűbb esetben a végleges üledék benyomul a lágytest helyére a lakókamrába, elzárja az utolsó k a m r a nyílását, és a szerint, h o g y a ház kioldódik-e v a g y sem, v a g y a teljes p é l d á n y fosszilizálódik, v a g y csak a lakókamra kőbele, v a g y esetleg, ha az üres kamrák elkalcitosodtak v a g y elpiritesedtek, csak a belső, kamrázott kanyarulat marad meg ( v . o . H U D S O N , P A L F R A M A N , 1 9 6 9 ) . Mindenesetre ilyenkor a lakókamra és a beágyazó kőzet anyaga azonos. H a a ház a beágya­ zódás során megsérül, a lakókamrától a sérült ház nyílása felé tartó áramlás az üledéket behordja a kazetta rendszerbe, és ott leülepíti azt ( S E I L A C H E R , 1 9 6 8 , M U N D L O S , 1 9 7 0 ) . A kamrakitöltés, a kamrákban uralkodó örvénylő mozgás és az üledék rogyása miatt, homorú felületű lesz, a ház mint derítő medencerendszer működik. Az első üledékkitöltést elmosás v a g y feldolgozódás követheti, amikor a l a k ó k a m r á b ó l az üledék kihull, és helyébe új üledék rakódik le. A ház kioldása esetén, ilyenkor a lakókamra és a beágyazó kőzet azonos anyagú, de a t ö b b i k a m r a kitöltése nem. A m i k o r a ház új üledékbe halmozódik át — az ilyen intenzív feldolgozódásnak a F ö l d múltjában számos b i z o n y í t é k a v a n — elő­ állhat az az eset, h o g y a kamrák, a lakókamra és a b e á g y a z ó kőzet anyaga különböző. A f o l y a m a t o t módosíthatja a háznak, kazetta rendszernek üledéken belüli helyzete. Vannak olyan Ammonitesek, amelyeknek függőlegesen bete­ m e t e t t háza ú g y t ö l t ő d ö t t fel, h o g y az egyes kamrák felső része líbellaszerűen üresen maradt. Mivel az üledék beáramlása a szifon keresztül történik, ez esetben a kőbélképzó'dés mikéntje ma is n v i t o t t kérdés maradt ( S E I L A C H E R , 1966).

A már véglegesen kitöltött házak kimosódásának, koptatásának, kioldásá­ nak számos t o v á b b i változata lehetséges ( v . o . S E I L A C H E R 1 9 6 3 , 1 9 7 1 ) , melyek mindegyike az egykori szedimentációs f o l y a m a t o k (üledékképződési szünet, korrózió, turbulens vízmozgás, az üledék anyagának megváltozása, oldás stb.) összetettségére utal. Mivel az A m m o n i t e s e k házának növekedése a logaritmikus spirális t ö r v é n y ­ szerűséget követi, amennyiben a bezáró kőzet hegységszerkezeti m o z g á s o k miatt változást szenvedett, a ház deformációja alapján az összenyomódás iránya és mértéke számszerűen kifejezhető ( G É C Z Y , 1 9 6 8 ) .

Földtani

274

IV.

Közlöny

102. kötet, 3—4.

füzet

A fosszilia mint egykori élőlény

F o k o z ó d i k a fosszilia földtani jelentősége, ha nemcsak mint üledékbe zárt testet, hanem mint egykori élőlényt is vizsgáljuk. A következtetés ilyenkor az egykori környezet rekonstruálására irányul, a kutatás céljapalaeoökológiai. A következtetés alapja az a tény, h o g y minden szervezet kapcsolatban, köl­ csönhatásban és dinamikus egyensúlyban v a n környezetével. Ezért n e m lehet a fossziliákat, mint erre A G E E helyesen utalt, in vacuo tanulmányozni. L A M A R C K , majd C U V I E R egykori feltevéseit leegyszerűsítve sokszor a kap­ csolatot egyoldalúan és mechanisztikusán ú g y értelmezték, h o g y a szervezet pusztán az anorganikus „ f ö l d t a n i " környezet függvénye. E z ellen szól azonban már az a tény is, h o g y minden élőlény t ö b b , mint az ő t alkotó anyag. Termé­ szetesen az élőlény csak az adott környezeti feltételek mellett élhet, de nem biztos, h o g y a számára „ k e d v e z ő " környezeti feltételeket ténylegesen ki­ használja-e? Más szóval a szervezet ott él, ahol élhet, de nem mindenütt él, ahol élhetne. Ezért nem bizonyíték a „nemleges előfordulás" az őslénytanban. A szervezet elterjedésében és törzsfejlődésében a belső tényezőknek jelentős szerepe van. A z utolsó évszázadban t ö b b élőlény rendkívül gyors szétterjedését figyelték meg. A vízijácint Észak-Amerika trópusi területéből, szűk areából kiindulva a századfordulón Délkelet-Ázsiát és a szigetvilágot (Ausztrália, F ü l ö p szigetek, Japán, Hawai, Ceylon) hódította meg. A z u t á n Afrikában megtelepülve az egész trópusi övre kiterjeszkedett. N e m valószínű, h o g y a gyors térhódítás oka az elterjedési k ö z p o n t b a n uralkodó környezeti viszo­ n y o k általánossá, világméretűvé válásában lenne kereshető. Egy-egy előnyös bélyeg (kutin, légzsák, tüdő) kialakulása forradalmi változásokat okozhat a bio­ szférában. A belső és különösen a történeti tényezőkkel magyarázható az a tény, h o g y azonos környezeti feltételek mellett (pl. trópusi magashegység) különböző szervezetek élhetnek együtt, ugyanakkor egyes szervezetek egészen k ü l ö n b ö z ő környezeti feltételek mellett fordulhatnak elő (pl. pázsitfüvek). Ha elhanyagoljuk a belső és a történeti tényezőket, nem csak a bioszféra történetét értjük félre, hanem a jelen élővilágának szerkezetét is. Földtani s z e m p o n t b ó l különösen figyelemre méltó az a változás, amit a szervezet a környezetében véghez visz. Kísérleti vizsgálatok szerint a mesterségesen rétegzett aquáriumi üledékbe helyezett férgek r ö v i d időn belül az üledék eredeti szerkezetét teljesen meg­ semmisítik (bioturbáció). A z inbenthosz szervezetek ásó életmódja ezen felül megváltoztatja az üledék anyagát is. A z üledék felületét általában baktériu­ m o k b ó l és más egyszerűbb szervezetekből álló „szerves h á r t y a " burkolja. E z v í z m o z g á s esetén megakadályozhatja az üledékszemcsék elmozdulását, és megkötheti a tengerfenék „ t a l a j á t " . A z organoszedimentek különösen a se­ kélytengeri képződményekre jellemzők, közülük kerülnek ki a prekambrium „vezérkövületei", a stromatolitok. A szervezetek n e m csak közvetlenül módosíthatják az üledék anyagát és szerkezetét, hanem k ö z v e t v e is, az óceán és a légkör kémiai összetételének megváltoztatásával. Ezen a téren különösen a n ö v é n y e k jelentősek, melyek fotoszintézisénél О szabadul fel, ami számos szerves és szervetlen folyamatot befolyásol. A z első prekambriumi szárazföldi üledékek bomlatlan piritanyaga egyértelműen arra utal, h o g y a légkör O-ja csak később alakult ki. A z ősóceán és az őslégkör O-tartalmának szabályozásában a lebegő é l e t m ó d o t folytató, sekély tengeri moszatok játszották a főszerepet. E b b e n az időben az óceánok

G é с z y : A fossziliák

üledékföldtani

értékelése

275

kiterjedése sokkal n a g y o b b v o l t a mainál. A z o k b a n az időszakokban, amikor a fitoplankton feldúsult, az óceánok p H - j a megnövekedett, a C 0 - n y o m á s csökkent, t ö b b mésziszap rakódott le, és megnyílt a kőolaj-felhalmozódás lehetősége. A m i k o r azonban a m o s z a t o k törzsfejlődésében visszaesés k ö v e t ­ kezett be, a p H érték alacsonyabb lett, a C 0 - t a r t a l o m f o k o z ó d o t t és a karbo­ nátos üledékképződés helyébe kovasavas üledékképződés lépett. Ilyenkor a tenger állatvilágában a zátonyalkotók és a ragadozók száma természetesen csökkent. A m i k o r a szárazföldön a n ö v é n y i élet megjelent, a légkör О össze­ tételének szabályozásában a tengeri moszatoktól mindinkább a szárazföldi n ö v é n y e k vették át az uralmat ( T A P P A N , L O E B L I C H , 1 9 7 1 ) . A fossziliák paleoökológiai értékelésénél figyelembe kell vennünk a szerve­ zetek környezeti érzékenységének eltérő voltát. Vannak környezeti viszonyokra érzékeny sztenök, és érzéketlen euryök szervezetek. Földtani fogalmazással élve a sztenök szervezetek j ó fáciesjelzők (pl. korallok, mészalgák), egyszersmint — amennyiben hosszabb földtörténeti időn át kitartanak, — rossz kor­ jelzők. A környezeti v i s z o n y o k megismétlődésekor (transzgresszió, lehűlés) ismét felléphetnek, megnehezítve a rétegazonosítást. A n ö v é n y e k általában érzékenyebbek a környezetre (különösen a fényre és a hőmérsékletre) mint az állatok. Ezért szokás az ő s n ö v é n y e k e t a „ m ú l t h ő m é r ő i n e k " nevezni. N e m véletlen tehát, h o g y az őskörnyezet tanulmányo­ zására hivatott palaeoökológia elnevezését botanikus ( C L E M E N T S , 1 9 1 6 v . o . B Ö G E E , 1 9 7 0 ) vezette be. A klimatikus tényezőkön (fény, hőmérséklet, csapadék, szél, légnedvesség) kívül a környezet fizikai tényezői közül a szárazföldi és tengeri térszín d o m b o r ­ zati viszonyai, a tengerparttól való távolság, a vízmozgás, vízmélység, nyomás, üledékképződési v i s z o n y o k stb. jelentősek. A kémiai tényezők közül a levegő, talaj és a v í z v e g y i összetétele ( 0 , N , C, Ca, hidrogén ion, sótartalom stb.) befolyásolja a szervezetek elterjedését. A fossziliák segítségével háromféle m ó d o n következtethetünk az egykori környezetre. 2

2

2

2

1. A maiság (aktualizmus, uniformitarianizmus, a „jelen a múlt kulcsa") elve alapján a fosszilia m a élő rokonainak környezeti igényét vetítjük vissza a múltba. 2. A múltban élt szervezet külső alaki és belső anatómiai felépítéséből k ö v e t ­ keztetünk az egykori funkcióra. 3. A b e á g y a z ó kőzet anyagából, szerkezetéből települési viszonyaiból, a beágyazódás módjából és a kísérő flóra- és faunaegyüttesből, fáciesből következtetünk az egykori környezetre. Figyelmen kívül h a g y v a azokat a nehézségeket, amelyek a fossziliák meg­ határozásánál felmerülhetnek, az első, aktualisztikus módszer alkalmazását két körülmény korlátozza: 1. A múltban visszafelé haladva egyre n a g y o b b számban találkozunk olyan csoportokkal, amelyeknek mai megfelelője, aktuális partnere nincsen. 2. A szervezetek környezet-igénye nem állandó, hanem a törzsfejlődés során megváltozhat. A kihalás előtt álló reliktum formák általában a környezeti viszonyokra sokkal érzékenyebbek, mint virágkorukat élő elődjeiké. A harmadidőszakban a m a m m u t f e n y ő (Sequoia) v a g y páfrányfenyő (Ginkgo biloba) világszerte el-

276

Földtani

Közlöny

102. kötet, 3—1. füzet

terjedt erdó'alkotó volt. A pleisztocén eljegesedés azonban ezeknek a kiegyen­ súlyozott éghajlatot igénylő növényeknek az elterjedési területén katasztrofális pusztulást okozott. M a mindkét nyitvatermő szűk elterjedési területre szorít­ kozik (Kalifornia, D N Y - K í n a ) . Kétségtelenül hiba lenne a mai elterjedési területükön uralkodó fizikai viszonyokat (hőmérséklet stb.) mechanisztikusán visszavetíteni fosszilis előfordulásaikra. A formából a funkcióra következtetés a paleobiológia klasszikus módszere, ami a forma és a környezet feltételezett összhangjára épül. A szárazföldi növényeknél pl. a kutikula és a légrések levegővel érintkező felületre; a kagy­ lóknál a vaskos teknő meleg, trópusi éghajlatra, és sekélytengeri, erős víz­ mozgásra: az emlősöknél a gumós zápfog mindenevő életmódra utal. A követ­ keztetés azonban ez esetben is óvatosságot igényel. Az alkalmazkodás során előállott, azonos alaki változások különböző külső tényezők eredményei lehetnek. A fatörzs évgyűrűs szerkezeteit a kambium időszakos működése okozza. A kambium működése azonban n e m csak a téli hideg évszakban szünetel, hanem a száraz évszak beköszöntésekor is. A z évgyűrűs fa a mérsékeltövi területen téli hidegre, a szubtrópusi területen viszont száraz évszakra utal. A v é k o n y kagylóteknők általában a nyugodt, mélyebbvízi formákat jellemzik. Az egészen sekélytengeri kagylók közül azonban azok, amelyek nem a tenger­ fenéken, hanem a homokban v a g y az iszapban behatolva élnek, szintén v é k o n y ­ falú teknőt választanak el. A mindenevő medvéknek sokgumós foga v a n . Egyetlen fajuk azonban, az óriás panda kizárólag bambusznádon él. Igaz ugyan, h o g y a panda zápfoga viszonylag erősebb, mint a t ö b b i medvéé, mégis, kevés paleontológus vállalkoznék arra, h o g y ebből, kihalt faj esetén, a spe­ ciális táplálékot megnevezze. A forma és a funkció értékelés nehézségeit jól megvilágítják az Ammonitesek lágytestére v o n a t k o z ó újabb eredmények. Mivel a mai Nautilus háza alig tér el a kihalt Ammonites-ek. házától, e b b ő l korábban a két csoport lágytestének többé-kevésbé azonos felépítésére következtettek. A z újabb és fejlettebb vizsgálati módszerek, különösen a fossziliákról készített röntgenfelvételek ( Z E I S S , 1 9 6 9 ) , és a lakókamra köbeiéről készült csiszolatok az Ammonites számos olyan bélyegét (tintazacskó, befelé tolódó rágó, a radula felépítése, a karok száma) mutatták ki, amelyek a Nautilusnál hiányzanak v a g y eltérő jellegűek, ezzel szemben a mai belsővázas Cephalopodák felépítéséhez nagyon hasonlítanak

(LEHMANN,

1971).

Lényegében az Ammonites ősi (Nautilus-szerű) házban élő modern, (belső­ vázas-szerű) élőlény volt. A külső v á z csak álarc, ami m ö g ö t t a Nautilusnál sokkal fejlettebb szervezet rejtőzött. A beágyazó kőzet környezet-értékelését megnehezíti az a körülmény, h o g y az üledékes kőzet általában három különböző környezetet tükröz: 1. A z eredeti környezetet, ahonnét az üledékanyag származott; 2. A z t a környezetet, amelyben a szállítódás és a lerakódás végbement; •3. A kőzettéválás környezetét. U g y a n a k k o r általában nem tükrözi azokat a fizikai és kémiai feltételeket, melyek az egykori környezet meghatározásához elsősorban fontosak (hőmér­ séklet, sótartalom, p H stb.). A háromféle módszer hibalehetőségeinek ismeretében hangsúlyozható, h o g y a környezeti következtetések megnyugtató eredményre csak akkor vezetnek, amikor kölcsönösen megerősítik egymást.

G é с z y : A

fossziliák

üledékföldtani

értékelése

277

A szervezet és a környezet kölcsönhatásának összetettségét mérlegelve először ajánlatos minden lehetőséget figyelembe vennünk (/pluralisztikus meg­ közelítés elve), azután ezek közül kiszűrni azokat, amelyek előfordulása a legvalószínűtlenebb (redukció elve). í g y jutunk el azokhoz a legfontosabb tényezőkhöz, amelyek az egykori környezet jellegét uralkodó m ó d o n meg­ szabták. A z értékelést ajánlatos először adott rétegre v a g y adott szelvényre korlátozni. A z ilyen irányú vizsgálatok szép példáját M C K E R R O W et al. ( 1 9 6 9 ) adta. A z egykori élethely (biotop) pontos rögzítése után terjeszthetjük ki a vizsgálatot t á g a b b nagyszerkezeti egységekre, pl. tengermedencére, és vizs­ gálhatjuk a környezet időbeli változásait. E z a kérdés azonban már a fossziliák történeti szerepéhez vezet át.

V. A fossziliák, mint a törzsfejlődés láncszemei A k k o r , amikor a földtan fejlődésére soha nem várt kiterjedés, az egyes rész­ t u d o m á n y o k gyors önállósulása, és ezzel egyidőben más a l a p t u d o m á n y o k egyre f o k o z ó d ó v o n z ó hatása jellemző, a t u d o m á n y egységének érdekében indokolt hangsúlyozni, h o g y a földtan magja és tengelye, kutatási módszere és végső célja lényegében történeti. A szerves élet evolúciójának következtében a szervezetek nem csak térben, hanem időben is bizonyos határok közé korlátozódnak. Ennek megfelelően a fosszilia ö n m a g á b a n is bizonyos idó'karaktert hordoz. A z adott időjellegeket tapasztalati ú t o n a történések egymásutánjába helyezni, azaz a fossziliák alapján a bezáró kőzet korát megállapítani és ezáltal a réteg tér—időbeli kapcsolatait tisztázni, mintegy 2 0 0 év óta a biosztratigráfia alapvető és leg­ nemesebb feladata. A rétegazonosítás módszereivel, hibalehetőségeivel és a biosztratigráfia alapjaival a F c l i t a n i Társulat Óslénytani-Rétegtani Szakosztálya ez évben kollokvium keretében foglalkozott. A z eredmények az Őslénytani Viták 17. sz. füzetében láttak napvilágot. A z ismétlések elkerülése végett ezekkel a kér­ désekkel itt nem foglalkozunk. Érdemes viszont figyelni arra, h o g y milyen segítséget nyújt a biokronológia az üledékképződési folyamatok időbeliségének tisztázásánál. A mai K ö z é p - A t l a n t i mélytengeri hátságon B A R L E T T és G R E G G S ( 1 9 7 0 ) a karbonátos üledékképződés sajátságos m ó d j á t figyelte meg. A z üledéksorban megszilárdulatlan és megszilárdult üledékek váltják egymást. A megszilárdulatlan és a megszilárdult üledékek sztilolitszerű határral érintkeznek egy­ mással. A z üledékbe zárt Globigerina vázak C módszerrel végzett kormeghatá­ rozása alapján a megszilárdulatlan és megszilárdult üledékek k ö z ö t t nagy idő­ eltérés mutatkozik, hozzávetőleg 3 2 0 0 0 év. A múltban visszafelé haladva a C módszer korlátozott lehetőségei miatt a hasonló jelenségeket kizárólag a fosszíliák időbelisége alapján értékelhetjük. Ott, ahol az evolúciós sorból egyes láncszemek kimaradnak, a megegyező település és a látszólagos folyamatosság ellenére „ i d ő h é z a g g a l " kell számolnunk. A Bakony-hegységben a hézagos rétegsorok következetes kimutatása K O N D A ( 1 9 7 0 ) érdeme. E g y e s b a k o n y i szelvényben a kisvastagságú, összesen 1 — 2 m vastag, azonos fáciesű és azonos településű rétegeket az Ammonites-faunák eltérése alapján 3 — 1 2 — 2 5 millió évnyi időhézag különíti el egymástól. E z e k a jura szelvények erősen kondenzál­ tak. 1 4

u

Földtani

278

Közlöny

102. kötet,

3—4.

füzet

A k o n d e n z á c i ó alatt n a g y o b b földtörténeti időegységnek (és fossziliáinak) kisvastagságú rétegben való sűrűsödését értjük. M a g a a folyamat, különösen a korjelző A m m o n i t e s e k figyelembevételével j ó l t a n u l m á n y o z o t t (v.o.: F Ü R SICH, 1 9 7 1 , G E Y E R és H I N K E L B E I N , 1 9 7 1 , J E N K Y N S , 1 9 7 1 , W E N D T , 1 9 7 0 s t b . ) ,

és különösen a viszonylag sekélyebb vízi területekre (tengeralatti hátságok, árapály ö v ) jellemző. A kondenzáció egyben a fossziliák feldúsulásával jár, hiszen u g y a n a n n y i fosszilia most sokkal v é k o n y a b b rétegben halmozódik fel, mint rendes körülmények k ö z ö t t sokkal vastagabb rétegekben. A kondenzá­ ciót gyakran faunakeveredés kíséri. Ilyenkor az egymásra k ö v e t k e z ő rétegek­ ben az egymásután fellépő formák szabálytalan sorrendben helyezkednek e l .

normális sorrend

kondenzáció

С

j

В

А + В + С

А

1

keveredés А А В В С С В С А С А В С В С А В А

A z ilyen kondenzált és részben kevert fauna klasszikus példája a TiLL-től és L ó c z Y - t ó l vizsgált villányi kallovi ammoniteses pad. A k o n d e n z á c i ó határeset az üledékképződés és az üledékhézag k ö z ö t t . A két folyamat összműködését jól példázza F Ü R S I C H ( 1 9 7 1 ) a juraidőszaki norman­ diai sekélytengeri keményfelszín kialakulásáról a d o t t modellje. A laza mésziszapot itt először fenéklakó szervezetek ásták fel (bioturbáció), majd az üledék felső része elhordódott (omisszió). A szilárdabb üledékbe ásó szervezetek tartós járatokat készítettek, azután az üledék felső része meg­ szilárdult, míg az alsó lágy maradt. A tengeralatti erózió kitágította a járato­ kat, és a k e m é n y e b b réteg alatt kiterjedt üregrendszert h o z o t t létre. A kelet­ kezett k e m é n y felszínen és az üregek mennyezetében „ f o r d í t o t t helyzetben" r á n ő t t szervezetek (Serpula) települtek meg. Azután megindult az üledék­ képződés és az üregek kitöltődtek. A z üledékképződés megszűntével a lazább üledékkitöltésben újabb járatok alakultak ki. Azután az üledék jellege meg­ v á l t o z o t t , és a k e m é n y felszínen kékmoszatok életműködésének eredménye­ ként stromatolit szőnyeg k é p z ő d ö t t . E fölött a „ b a r n a j u r a " jellegzetes vasoolitja következett, amely, kondenzáltán három A m m o n i t e s - z ó n a (azaz m i n t e g y 3 millió év) fossziliáit tartalmazza. Tagadhatatlan, h o g y nem minden szelvény alkalmas ilyen elmélyült vizs­ gálatra. Néha azonban egy-egy fosszilia is földtani szempontból jelentős lehet. A hegységszerkezeti mozgásoktól erősen igénybe v e t t alpi területeken, a m e t a m o r f kőzetekben újabban t ö b b ősmaradványt sikerült kimutatni (Globotruncana albitban, tökéletesen m e g ő r z ö t t tengeri süntüske m u s z k o v i t kris­ tályban stb.). Ezek ugyanolyan mértékben alakították át a korábbi nagy­ szerkezeti felfogást, mint ahogyan Magyarországon szilur graptoliták felisme­ rése ( O R A V E C Z , 1 9 6 4 ) átformálta a hazai paleozoikum földtörténeti képét. T R Ü M P Y ( 1 9 7 1 ) az A l p o k egyik l e g n a g y o b b ma élő tektonikusa, amikor az A n g o l Földtani Társaság tiszteletbeli tagjává választották, ünnepi beszédében azt m o n d o t t a „Többet ér egy rossz kövület egy jó miinkáliipotézisnél"

О é с z у : A fossziliák

üledék földtani

értékelése

279

K ö n n y e n előforduló hiba, hogy e g y szaktudományt a b b a n az állapotban megrekedtnek hiszünk, amikor tőle búcsút vettünk. A z őslénytant is sokan és tévesen az öncélú rendszertannal azonosítják, és n e m vesznek tudomást azokról az eredményekről, amelyek az általános őslénytan és a szedimentológia kapcsolatából és fejlődéséből adódtak. Remélhető, h o g y a külföldi kutatások eredményei t o v á b b i lendületet adnak a hazai feladatok megoldásá­ hoz. Irodalom A G E R , D . , v . , W A L L A C E , P . : T h e distribution and significance o f trace fossils in the U p p e r m o s t Jurassic rocks o f the Boulonnais, Northern France. I n : Crimes, T. P., H A R P E R , J . C : Trace fossils A D B O U I N , J . , B R O U S S E , К . , L E H M A N , J . P . (1967): Précis de Géologie, D u n o d edit. Paris, p . 1 — 480. B A R L E T T , G . A . , G R E G G S , R . G . (1970): T h e M i d - A t l an t i c R i d g e , near 45° 0 0 ' North. Canad. J o u r . Earth. Sei. 7/2. B O G S C H , L . (1968): Általános ő s l é n y t a n . Budapest, p . 1—281. B Ö G E R , H . (1970): Bildung u n d Gebrauch v o n Begriffen in der P a l ä o ö k o l o g i e . Lethaia, 3, Oslo, p . 243 — 268. C A S T E L L A R I N , A . (1966): Filoni sedimentari nel Giurese di L o p p i o (Trentino méridionale). G i o r n . G e o l . 33, 1965. p . 527 — 546. E R B E N , H . K . (1971): Biomineralisation. Stuttgart, N e w Y o r k , Schattauer Verlag E R B E N , H . K . (1971): A p p l i c a t i o n o f the SEM in P a l e o b i o l o g y . Scanning Electron M i c r o s c o p y , I , Chicago, p . 233 — 239. F Ü R S I C H , F. (1971): Hartgründe und K o n d e n s a t i o n i m D o g g e r v o n Calvados. N . J b . G e o l . P a l ä o n t . A b h . 138, Stutt­ gart, p . 3 1 3 - 3 4 2 . G A L Á C Z , A . , V Ö R Ö S , А . (1969): Belemnite fauna o f the a m m o n i t e rich Callovian b e d at V i l l á n v , S o u t H u n g a r y A n n . U n i v . Sei. Budapest. R o l a n d E ö t v ö s . Sect. Geol. 12, Budapest, 1968. p . 1 1 7 - 1 3 9 . G E Y E R , О . F., H I N K E L B E I N , К . (1971): Eisenoolithische K o n d e n s a t i o n s - H o r i z o n t e i m Lias der Sierra de E s p u n a ( P r o v i n z Murcia, Spanien). N . J b . Geol. P a l ä o n t . M h . 1971, Stuttgart, p . 398—414. GÉczY B . (1968): Felsőliász A m m o n o i d e á k Ürkútről. F ö l d t . K ö z i . 98, Budapest, p . 2 1 8 - 2 2 6 . G É C Z Y В . (1971): A z őslénytani rétegazonosítás alapjai. Ősi. V i t á k . Budapest, 17. p . 3 — 13. G O L D R I N G , G . (1964): Trace fossils and the sedimentary surface in shallow-water marine sediment. I n : S T A A T E N : D e l t a i c and Shallow Marine D e p o s i t s Elsevier, A m s t e r d a m H U D S O N , J . D . , P A L F R A M A N , D . F . B . ( 1 9 6 9 ) : T h e e c o l o g y and preservation o f the O x f o r d Clay fauna at W o o d h a m , Buckhinghamshire. Quart. J o u r n . Geol. S o c . 124, L o n d o n , p . 387 — 418. J E N K Y N S , H . C. (1971): The genesis o f condensed sequences in the T e t h y a n Jurassic. Lethaia, 4, Oslo. p . 327 — 352. K O N D A J , (1970): A B a k o n y hegységi jura időszaki k é p z ő d m é n y e k üledékföldtani vizsgálata. M a g y . Áll. F ö l d t . Int. E v k ö n y v e , 50, Budapest, p . 1 5 7 - 2 6 0 . L A P O R T E , L . F . (1968): A n c i e n t environments. N e w Jersey, M c . Alester edit. p . 1 — 116. L E H M A N N , U . (1971): N e w A s p e c t s in A m m o n i t e B i o l o g y . P r o e . Nort. A m e r . Paleont. C o n v . 1969, p . 1251 — 1269. M C K E R R O W , W . S., J O H N S O N , R . T., J A C O B S O N , M . E. (1969): Palaeoecological studies in the Great Oolite at K i r t l i n g t o n , Oxfordshire. P a l a e o n t o l o g y , 12, L o n d o n , p . 56 — 8 3 . M U N P L O S , R . (1970): W o h n k a m m e r f ü l l u n g bei Ceratitengehäusen. Neues Jahrb. Geol. P al äo n t . Monatsh. Stuttgart, p. 1 8 - 2 7 . O R A V E C Z , J . (1964): Szílur k é p z ő d m é n y e k M a g y a r o r s z á g o n . F ö l d t a n i K ö z i . 94, Budapest, p . 1 — 9. R O G E R , J . (1970): L a p a l é o é c o l o g i e . Bull. S o c . É c o l . 1, B r u n o y , p . 233—238. R T J H R M A N N , G. (1971): R i f f n a h e Sedimentation paläozoischer Krinoiden-Fragmente. Neues J a h r b . Geol. P a l ä o n t . A b h . 138, Stuttgart, p . 2 3 1 - 2 4 8 . R T J H R M A N N , G . (1971): Riff-ferne Sedimentation unterdevonischer Krinoidenkalke im Kantabrischen Gebirge (Spanien). Neues J a h r b . G e o ) . P a l ä o n t . Monatsh. Stuttgart, p . 231—248. S C H I N D E W O L F , 0 . H . (1970): Stratigraphical principles. Newsl. Stratigr. 1, Leiden, p . 17—24. S E I L A C H E R , A . (1963): Umlagerung u n d R o l l t r a n s p o r t v o n Cephalopoden-Gehäusen. Neues J a h r b . Geol. P a l ä o n t . Monatsh. Stuttgart, p . 5 9 3 - 6 1 5 . S E I L A C H E R , A . (1966): Lobenlibellen u n d Füllstruktur bei Ceratiten. Neues J a h r b . Geol. P a l ä o n t . A b h . 125, Stuttgart, p. 4 8 0 - 4 8 8 . S E I L A C H E R , A . (1967): Sedimentationsprozesse in A m m o n i t e n g e h ä u s e n . A k a d . Wiss. u . L i t . A b h . d. Math. Naturw. K l . 9. p . 1 9 1 - 2 0 3 . S E I L A C H E R , A . (1971): Preservation history of ceratite shells. P a l a e o n t o l o g y , 14, L o n d o n , p . 16—21. T A P P A N , H . , L O E B L I C H , A . R . (1971): G e o b i o i o g i c Implication o f Fossil P h y t o p l a n c t o n E v o l u t i o n and Time-Space D i s t r i b u t i o n . G e o l . S o c . A m e r . S p e c . Paper, 127. T E R M I E R , H . et G. (1968): Biologie et écologie des premiers fossiles. Paris, Masson édit. 1—213. T I N T A N T , H . (1966): Principes et m é t h o d e s d'une p a l é o n t o l o g i e m o d e r n e . Bull. Inf. G é o l . Bassin Paris. 7. p . 9 — 16. T R Ü J I P Y , R . (1971): Stratigraphy in m o u n t a i n s belts. Quart. J o u r n . Geol. S o c . 126, L o n d o n , p . 293—318. W E N D T , J. (1970): Stratigraphische K o n d e n s a t i o n in triadischen und jurassischen Cephalopodenkalken der T e t h y s . Neues Jahrb. Geol. P a l ä o n t . Monatsh. Stuttgart, p . 433 — 448. W I E D M A N N , J . (1970): P r o b l e m s o f stratigraphie classification and the definition o f stratigraphie boundaries. Newsl. Stratigr. 1, Leiden, p . 3 5 — 4 8 . Z E I S S , A . (1969): Weichteile e c t o c o c h l e a t e r paläozoischer C e p h a l o p o d e n in R ö n t g e n a u n a h m e und ihre p a l ä o n t o l o ­ gische Bedeutung. P a l ä o n t . Zeitschr. 43, Stuttgart, 13—27. T . 1 - 3 .