پیش گفتار
کره زمین را به دلایل زیادی مطالعه و بررسی می کنیم ، مثلا به منظور یافتن آب تا آبی برای نوشیدن و سایر مصارف داشته باشیم ، یا نفت تا سوخت خودرو ها و گرمای منازلمان را تامین کنیم و یا تلاش می کنیم جاهایی که در آن امکان زلزله ، زمین لغزش و سیل را دارد خوب بشناسیم . از طرفی زمین دائما در حال تغیبر است و سطح آن ثابت و بدون تغییر نمی ماند ، به عنوان مثال سنگهایی که در قله کوهها وجود دارند ممکن است زمانی در قعر دریاها بوده باشند . در هر حال برای شناخت دنیایی که در آن زندگی می کنیم بایستی به بعد زمان نیز توجه داشته باشیم تا بتوانیم تاریخچه زمین را مطالعه کنیم و برای بررسی و مطالعه بخشی از تاریخ زمین به ناچار باید به سوی فسیلها رفت که حیات گذشته را در خود دارند .
وقتی درباره حوادث تاریخی و اسناد به جای مانده از آنها ( همچون جنگ جهانی اول ) صحبت می کنیم ، زمان آن به سال ، قرن و یا دهها قرن اندازه گیری می شود، اما زمانی که بحث تاریخ زمین به میان می آید ، زمان آن به میلیون و میلیارد سال اندازه گرفته می شود . زمان بخشی از زندگی روزمره ما است که اثر آن را با رویدادهایی که در آن گذشته و با استفاده از تقویم حفظ می کنیم . تقویم اختراع حیرت آوری که اساس آن حرکات کره زمین در فضا است و یک چرخش آن حول محور خودش « یک شبانه روز » و یک دور گردش آن حول خورشید « یک سال » می شود . اما آن دسته از مردم که تاریخ زمین را مطالعه کنند نیز از یک نوع تقویم استفاده می نمایند که به آن « مقیاس زمانی زمین شناسی » گویند . پایه و اساس چنین مقیاسی فسلها هستند . این تقویم یعنی مقیاس زمانی زمین شناسی با سایر تقویم هایی که با آنها آشنایی داریم متفاوت است و می توان آن را به کتابی تشبیه نمود که سنگها و فسیلها موجود در آن و رقمهای آن کتاب می باشند . برخی از صفحات این کتاب گم شده اند و یا ورقهای آن برگشته اند و از اینرو قابل خواندن نیستند و یا صفحاتی وجود دارند که هنوز شماره نخورده اند . این زمین شناس و خصوصا فسیل شناس است که به ما کمک می کند و ابزار لازم را در اختیارمان می گذارد تا توانایی خواندن کتاب تاریخ زمین را داشته باشیم . بنابراین برای درک هر چه بهتر از تاریخ زمین ناچار به آشنایی با فسیلها هستیم تا متوجه شویم چه هستند ؟ چگونه تشکیل شده اند ؟ و بتوانیم به سئوالاتی از این دست پاسخ گوییم .
درمجموعه حاضر سعی شده است بطور خلاصه فسیل و علم فسیل شناسی مورد بحث قرار گیرد تا علاقمندان بتوانند جواب پرسشهای خود را در این خصوص بیابند .
مقدمه
به راستی فسیل چیست و چگونه بوجود آمده است؟ لئوناردو داوینچی دانشمند و هنرمند مشهور ایتالیایی در حدود پانصد سال قبل ( 1500 پس از میلاد ) به نحو زیبایی ذهن خوانندگان را به تفکر در مورد پیدایش فسیلها سوق داد و بدین ترتیب نظریات و خرافه های رایج در زمان خود را رد کرد . وی می گوید : “ در کوههای پارما و پیاسنزا ، صدفها و مرجانهای مرده فراوانی یافت می شوند که هنوز حالت چسبیده به سنگها را حفظ نموده اند . اگر بگویید که این صدفها خود بخود بوجود آمده اند و یا بوسیله طبیعت ایجاد نشده اند ، چنین عقیده ای برای یک مغز هوشیار و متفکر منطقی نیست ( چرا که سالهای رشد آنها از روی خود صدفها قابل محاسبه است ) . این صدفها بدون غذا نمی توانستند رشد کنند و از طرفی بدون اینکه حرکتی داشته باشند توانایی دستیابی به غذا را نیز نداشتند ( پس چگونه رشد کردند ؟ ) اگر فرض براین باشد که اینها به کوه چسبیده بودند پس توانایی حرکت نداشتند و اگر اینطور عنوان کنید که طوفان و سیل باعث شد که آنها به صدها کیلومتر دور تراز دریا حمل شوند این نیز نمی توانسته اتفاق افتاده باشد مگر زمانی که سیلاب بوسیله باران ایجاد شود و باران بطور طبیعی به رودخانه ها راه یافته و روانه دریا گردد و همه مواد موجود در خود را به دریا حمل نمایید. بنابراین نمی توانسته این اعضای مرده را از ساحل دریا به سمت کوهها روانه سازد ، و اگر عقیده براین باشد که آب حاصل از سیلاب پس از مدتی کوهها را در برگرفته و به زیر خود برده باشد ، باید دانست که حرکت آب دریا در خلاف جهت رودخانه ها آنقدر به آرامی صورت می گیرد که هیچ چیز سنگینی را نمی تواند جابجا کند و حرکت دهد . ”در واقع ابراز عقیده در لوای چنین روشی ، بررسی حالات مختلف دیدگاه هایی بوده است که تا آن زمان در مورد فسیل بیان شده بود . بهرحال در طول تاریخ دانشمندان نظرات متفاوتی را در مورد فسیل با توجه به اعتقادات و یافته های زمان خود بیان داشته اند که مجموع این نظریات تاریخچه علم فسیل شناسی را تشکیل می دهد و بدیهی است برای درک هر چه بهتر این علم بایستی تاریخچه آن را مطالعه نمود . لذا در ادامه ابتدا به تاریخچه فسیل شناسی و سپس به فسیل و علم فسیل شناسی می پردازیم .
تاریخچه فسیل شناسی
وقتی اسکلت یک دایناسور را در موزه می بینیم به راحتی آن را متعلق به نوعی از موجودات از بین رفته می دانیم . شاید تصور غلطی که در بین بسیاری از مردم رواج دارد از همین جا شکل گرفته باشد که فسیل را استخوانهای پوسیده زیر خاک و یا مجموعه ای از استخوانها که مدل یک دایناسور قدیمی را می سازد و در موزه نگهداری می شود ، می دانند . اما باید توجه نمود با همه جذابیتی که دایناسورها دارند ، آنها فقط بخش بسیار کوچکی از میلیونها گونه فسیل را تشکیل می دهند که در گذشته در قید حیات بوده اند . مدتهاست این تعریف که فسیل ها بقایای موجودات منقرض شده اند در ذهن ما جا افتاده و تصوری غیر از آن برای ما سخت است . ا قرنها پیش چنین تعبیری سریعا به ذهن نمی آمد ، مثلاٌ یونانیان باستان استخوانهای بزرگ ماموتها را بقایای غولهای افسانه ای می دانستند و با دیدن و پیدا کردن صدفهای دریایی که صدها متر بالاتر از سطح دریا و یا کیلومترها دور از دریا بودند دچار شگفتی می شدند و این سوال در ذهن آنها شکل می گرفت که آیا زمانی دریا آن سرزمین را پوشانده و یا این موجودات در داخل سنگها بلور رشد کرده بودند ؟
در قرن ششم قبل از میلاد گزنفن صدفهای دریایی را بالای صخره ای در جزیره مالت دید و عقیده خود را بدین گونه بیان کرد که زمانی دریا روی آن سرزمین را پوشانده است . وی اولین شخصی بود که تشخیص داد فسیلها بقایای موجودات قدیمی اند و بدین ترتیب قدیمی ترین نظریه درباره فسیلها به جای ماند که آنها باقیمانده جاندارانی هستند که زمانی می زیسته اند و در میان سنگها مدفون شده اند . این نظریه توسط گزانتوسنیز حدود 2500 سال پیش ( 500 قبل از میلاد ) بیان شد .
ارسطو در قرن چهارم قبل از میلاد اظهار داشت که فسیل ماهیها بقایای جانداران دریایی هستند که داخل شکاف سنگها شنا می کردند و در گل و لای به دام افتادند . جالب اینجاست که عقاید او تا دو هزار سال بعد هم مورد پذیرش بسیاری از افراد بود . در آخرین روزهای امپراطوری روم ، داستانهای آفرینش در 6 روز و طوفان حضرت نوح ، تنها عقیده مردم و جوامع غرب در مورد فسیل ها و سنگها بود . برای کسانی مانند ما که در قرن بیست و یکم زندگی می کنیم کاملا مشخص است که به عنوان مثال فسیل صدف حلزون به نسل امروزی آن خیلی شبیه است و هیچ توضیحی غیر از این نمی توان درباره آن ارائه داد . اما دانش اکثر مردم در آن زمان نسبت به موجودات دریایی و اقیانوسی محدود بود . در حقیقت بیشتر فسیلها به آنچه که اروپاییان قرن پانزدهم می توانستند ببینند هیچ شباهتی نداشتند ، تا اینکه نمونه زنده یک موجود دریایی که صدفی حجره دار داشت در سال 1829 میلادی پیدا شد و این تصوررا به وجودآورد که این صدف حلقوی به نام Cornua ammonsis و سنگهای مارپیچی خویشاوند ماهی مرکب و هشت پا هستند . چه کسی می توانست تصور کند که موجودات عجیب به شکل فشنگ به نام بلمنیت ها خویشاوند ماهی مرکب باشند ! حتی امروزه بیشتر مردم که اشکال استوانه ای به نام ساقه های کرینوئید را پیدا می کنند ، آنها را به عنوان خویشاوند ستاره دریایی یا خارپوستان دریایی تشخیص نمی دهند زیرا تعداد کمی از مردم کرینوئیدهای ساقه ای شکل کمیاب را دیده اند که در کف دریاها زندگی می کنند . برای قرنها دانشمندان با دیدن نقشهای ستاره ای شکل در برش عرضی برخی از این ساقه ها و نقشهای شعاعی در فسیلهای مرجانی شگفت زده می شوند و فکر می کردند که آنها توسط تندر ایجاد شده یا از آسمان فرو افتاده اند ! و به همین خاطر به آنها سنگهای آسمانی می گفتند .
در قرون وسطی و رنسانس دانشمندان هر شی عجیبی که در میان سنگها پیدا می شد فسیل می گفتند . این کلمه در اصل از ریشه لاتین Fossilis به معنی “ زمین را کندن ” گرفته شده است و نه تنها بقایای موجوداتی که در گذشته می زیسته اند را در بر می گرفت ، بلکه شامل بلورها ، کنکرسیونها و خیلی از ساختارهای دیگر که منشا آلی ندارند نیز می گردید . اکثر دانشمندان اینطور فکر می کردند که فسیلها خود به خود داخل سنگها خزیده و به دام افتاده اند و بعد از میلیونها سال به سنگ تبدیل شده اند .
گروه دیگری از دانشمندان تصورشان این بود که آنها از دانه های داخل سنگها رشد کرده اند ، یا اینکه از تخم ماهی که توسط آب طی طوفان حضرت نوح داخل شکافهای سنگی شده ، رشد کرده اند . عده ای نیز فسیلها را بازیچه طبیعت یا سنگهای شکل یافته ای می دانستند که توسط نیروهای مرموز و مصنوعی بوجود آمده اند ، و دسته ای دیگر آنها را ساخته دست شیطان می دانستندو بر این باور بودند که فسیلها در داخل سنگها جای گذاری شده اند تا ایمان ما را متزلزل کنند ! همانقدر که این عقاید به نظر عجیب و مضحک بنظر می رسد در آن زمان برای مردمی که به مفهوم لغوی کتاب تکوین و پیدایش اعتقاد داشتند کاملا منطقی بوده است و فکر می کردند زمین دقیقا همانطور که ما آنرا می بینیم با کمی تغییر که آنهم به خاطر گناه حضرت آدم بوده ، حدود شش هزار سال پیش آفریده شده است . مثلا اسقف اعظم، جیمزاوشر در قرن هفدهم ادعا می کرد که تمامی موجودات در راس ساعت 9 صبح روز یکشنبه 23 اکتبر سال 4004 قبل از میلاد خلق شده اند و از آن زمان موجودات بدون تغییر باقی مانده اند . در قرون وسطی که اروپا بواسطه جنگ و خونریزی در ظلمت جهل و نادانی قرار داشت ، کشورهای پهناور اسلامی در اوج شکوفایی علمی قرار داشتند . بررسی و مطالعه آثار دانشمندان و متفکرین اسلامی و ایرانی آن زمان حکایت از آشنایی آنها با علوم زمینی دارد .
ابوریحان بیرونی ( در قرن 4 و 5 هجری قمری برابر با قرن دهم و یازدهم میلادی ) یکی دیگر از بزرگترین دانشمندان اسلامی و ایرانی نیز در فن پنجم طبیعیات شفا ، که کاملترین بحث در زمین شناسی را در دوران قدیم در بر دارد و قرنها در اروپا به عنوان یکی از آثار ارسطو شناخته شده بود ، اشاره می کند که روزی قاره های فعلی زمین زیر آب قرار داشته است . اشاره وی به این موضوع درک علت وجود بقایای جانوران و گیاهان یا فسیل ها را در سنگها آسان می سازد . او سنگ شدن جانوران و گیاهان را در دست دانسته و می نویسد : “ سبب آن شدت قوه معدنیه و محجره است که در بعضی نقاط سنگی پیدا می شود و یا دفعتا در مواقع زلزله از زمین منفصل می شود ، سنگواره هایی ( فسیلهایی ) که در کوهها یافت می شود بر اثر یک طغیان آب بوجود نیامده است بلکه نتیجه یک سلسله طغیانها بوده است که در مدت طویلی کوهها را به وضع فعلی در آورده است ” در اروپا بعضی از محققین دوره رسانس جلوتر از زمان خودشان حرکت می کردند مثلا در حدود سال 1500 میلادی لئوناردو داوینچی ( 1519 1452 میلادی ) دانشمند و نقاش بزرگ ایتالیایی فهمید که صدفهای فسیل شده در کوههای آپنین، در شمال ایتالیا نمایانگر زندگی دریایی موجودات در گذشته بوده است ، هر چند که این فسیل ها کیلومتر ها از ساحل دریا دور بوده اند . برخلاف سایرین که تصور می کردند فسیل ها توسط سیل به آنجا حمل شده اند ، داوینچی فهمید که سیل نمی توانسته آنها را در طی چهل روز تا آنجا حمل نماید و از طرفی بسیاری از صدفها شکننده تر از آن بودندکه تا آنجا سالم برده شوند . بسیاری از صدفها دست نخورده و در جایگاهشان ثابت بودند . بهر حال بیشتر عقاید داوینچی در دفترچه منتشر نشده اش باقی ماند و حتی اگر تلاشی برای انتشار آن کرده بود آن عقاید در آن زمان قابل قبول نبود . در سال 1565 میلادی پزشک سوئیسی به نام کنراد گسفر کتابی با عنوان طبیعت فسیل منتشر کرد . این کتاب اولین کاری بود که در آن فسیلها بصورت دقیقتر شد و به نوشته در آمد . گسنر توصیفات خویش را بر مبنای آنچه که خود و دوستانش جمع آوری کرده بودند ، طبقه بندی کرد و به این ترتیب عرف جدیدی را در تبادلات علمی بر طبق تجزیه و تحلیل و مقایسه پایه گذاری نمود . گسنر بیشتر فسیلها را با خویشاوندان عهد حاضرشان مقایسه می کرد ، اما اینطور تصور می کرد که برخی از واقعی ترسیم شدند و در نتیجه توصیفات غیر مشخص و شفاهی نویسندگان پیشین نمونه ها ( مانند ساقه کرینوئید و بلمینتها ) در اثر جایگزینی مواد معدنی شکل گرفتند . او همچون اکثر معاصرانش فسیل ها را نمونه های فوق طبیعی فئوپلاتونیک به معنای اشکال ایده آل می پنداشت و به بیشتر مفاهیمی را که امروزه به نظر ما کاملا مشخص است ، دست نیافت .