Verstening

PermineralisatieEdit

Eén van de processen die een rol spelen bij verstening is permineralisatie. De fossielen die door dit proces ontstaan, hebben de neiging een grote hoeveelheid van het oorspronkelijke materiaal van het specimen te bevatten. Dit proces treedt op wanneer grondwater dat opgeloste mineralen bevat (meestal kwarts, calciet, apatiet (calciumfosfaat), sideriet (ijzercarbonaat), en pyriet), poriën en holten vult van specimens, in het bijzonder bot, schelp of hout. De poriën van de weefsels van de organismen worden gevuld wanneer deze mineralen uit het water neerslaan. Twee veel voorkomende vormen van permineralisatie zijn silicificatie en pyritisatie.

SilicificatieEdit

Silicificatie is het proces waarbij organisch materiaal verzadigd raakt met silica. Een veel voorkomende bron van kiezelzuur is vulkanisch materiaal. Studies hebben aangetoond dat bij dit proces het grootste deel van het oorspronkelijke organische materiaal wordt vernietigd. Silicificatie komt meestal voor in twee milieus: ofwel wordt het specimen begraven in sedimenten van delta’s en uiterwaarden, ofwel worden organismen begraven in vulkanische as. Silicificatie kan alleen plaatsvinden als er water aanwezig is, omdat dit de hoeveelheid aanwezige zuurstof vermindert en daardoor de aantasting van het organisme door schimmels vermindert, de vorm van het organisme in stand houdt en het transport en de afzetting van silica mogelijk maakt. Het proces begint wanneer een specimen wordt doordrongen met een waterige silica-oplossing. De celwanden van het specimen worden geleidelijk opgelost en kiezelzuur wordt afgezet in de lege ruimtes. In houtmonsters worden cellulose en lignine, twee bestanddelen van hout, tijdens het proces afgebroken en vervangen door kiezelzuur. Het monster verandert in steen (een proces dat lithificatie wordt genoemd) doordat water verloren gaat. Om silicificatie te laten plaatsvinden, moeten de geothermische omstandigheden een neutrale tot licht zure pH en een temperatuur en druk omvatten die vergelijkbaar zijn met die in ondiepe sedimentaire milieus. Onder ideale natuurlijke omstandigheden kan silicificatie optreden met snelheden die die van kunstmatige verstening benaderen.

PyritizationEdit

Pyritization is een proces dat lijkt op silicificatie, maar in plaats daarvan gaat het om de afzetting van ijzer en zwavel in de poriën en holten van een organisme. Pyritisering kan zowel vaste fossielen als geconserveerde zachte weefsels opleveren. In mariene milieus komt pyritisering voor wanneer organismen worden begraven in sedimenten die een hoge concentratie ijzersulfiden bevatten. Organismen laten sulfide los, dat reageert met opgelost ijzer in het omringende water, wanneer zij vergaan. Deze reactie tussen ijzer en sulfiden vormt pyriet (FeS2). Carbonaathoudend schelpmateriaal van het organisme wordt vervolgens vervangen door pyriet als gevolg van een hogere pyrietconcentratie en een lagere carbonaatconcentratie in het omringende water. Pyritisering komt in mindere mate voor bij planten in kleimilieus.

Vervanging

Vervanging, het tweede proces bij verstening, treedt op wanneer water dat opgeloste mineralen bevat, het oorspronkelijke vaste materiaal van een organisme oplost, dat vervolgens wordt vervangen door mineralen. Dit kan uiterst langzaam gebeuren, waarbij de microscopische structuur van het organisme wordt gerepliceerd. Hoe trager het proces verloopt, hoe beter de microscopische structuur gedefinieerd zal zijn. De mineralen die gewoonlijk bij de vervanging betrokken zijn, zijn calciet, silica, pyriet en hematiet. Het is zeldzaam om organismen te vinden die alleen door vervanging bewaard zijn gebleven (in tegenstelling tot een combinatie met permineralisatie), maar deze fossielen zijn van groot belang voor paleontologen omdat deze fossielen over het algemeen zeer gedetailleerd zijn.