Types of fossils, Process of fossilisation. Applied aspects of Palaeobotany
Paleobotany (पुरावनस्पति विज्ञान):- Paleobotany is derived from Greek words paleon that means “old” and botany the study of plants. It is the branch of paleontology that deals with recovery and identification of plant remains of geological past.
[पेलिओबॉटनी शब्द ग्रीक शब्द 'पैलिऑन' (जिसका अर्थ है "पुराना") और 'बॉटनी' (पौधों का अध्ययन) से मिलकर बना है। यह जीवाश्म विज्ञान की वह शाखा है जो भूवैज्ञानिक अतीत के पौधों के अवशेषों की खोज और पहचान से संबंधित है।]
Kaspar Maria Von Sternberg (कैस्पर मारिया वॉन स्टर्नबर्ग):-
> He is the “Father of Paleobotany” (1761– 1838) was born in Europe.
[इन्हें "पुरावनस्पति विज्ञान का जनक" (1761-1838) कहा जाता है। इनका जन्म यूरोप में हुआ था।]
> He established the Bohemian National Museum in Prague and is deemed to be the founder of Modern Paleobotany.
(इन्होंने प्राग में बोहेमियन राष्ट्रीय संग्रहालय की स्थापना की और उन्हें आधुनिक पुरावनस्पति विज्ञान का संस्थापक माना जाता है।)
Birbal Sahani (बीरबल साहनी):-
> He is the “Father of Indian Paleobotany” (1891–1949).
[इन्हें "भारतीय पुरावनस्पति विज्ञान का जनक" (1891-1949) कहा जाता है।]
> He presented his research on two different areas of Paleobotany
(इन्होंने पुरावनस्पति विज्ञान के दो अलग-अलग क्षेत्रों पर अपना शोध प्रस्तुत किया:)
i. The anatomy and morphology of Paleozoic Ferns.
(पेलिओजोइक फर्न की शारीरिक रचना और आकारिकी।)
ii. The fossil plants of the Indian Gondwana Formations.
(भारतीय गोंडवाना संरचनाओं के जीवाश्म पौधे।)
Fossils and their types (जीवाश्म और उनके प्रकार):-
Fossils (जीवाश्म):- A plant fossil is any preserved part of a plant that has died long back. Fossils may be a prehistoric impression that may be hundred to millions of years old. Majority of the plant fossils are disarticulated parts of plants, it is rare to find plants to be preserved as whole.
(पादप जीवाश्म किसी भी ऐसे पादप का संरक्षित भाग होता है जो बहुत पहले मर चुका हो। जीवाश्म प्रागैतिहासिक छाप हो सकते हैं जो सैकड़ों से लेकर लाखों वर्ष पुराने हो सकते हैं। अधिकांश पादप जीवाश्म पादपों के विखंडित भाग होते हैं; संपूर्ण रूप में संरक्षित पादप मिलना दुर्लभ है।)
Importance of fossils (जीवाश्मों का महत्व):-
i. They throw light on phylogeny and evolution of plants.
(ये पादपों के विकास क्रम और उत्पत्ति पर प्रकाश डालते हैं।)
ii. Fossil plants give a historical approach to plant kingdom.
(जीवाश्म पादप जगत का ऐतिहासिक पक्ष प्रदान करते हैं।)
iii. Fossils are useful in classification of plants.
(जीवाश्म पादपों के वर्गीकरण में उपयोगी होते हैं।)
iv. Fossil plants can be used in the field of descriptive and comparative anatomy.
(जीवाश्म पादपों का उपयोग वर्णनात्मक और तुलनात्मक शरीर रचना विज्ञान के क्षेत्र में किया जा सकता है।)
8 Types (8 प्रकार):-
i. Petrified Fossils (पेट्रीकृत जीवाश्म):-
> The word petrifaction means turning into stones. The fossils form when minerals replace all or the parts of the organisms. Water is full of dissolved minerals. It seeps through the layer of sediments to reach the dead organism. When water evaporates only the hardened, materials are left behind.
(पेट्रीकरण का अर्थ है पत्थर में परिवर्तित होना। जीवाश्म तब बनते हैं जब खनिज किसी जीव के पूरे या कुछ हिस्सों को प्रतिस्थापित कर देते हैं। पानी में घुले हुए खनिज प्रचुर मात्रा में होते हैं। यह तलछट की परत से रिसकर मृत जीव तक पहुँचता है। जब पानी वाष्पित हो जाता है, तो केवल कठोर पदार्थ ही शेष रह जाते हैं।)
> There is molecule by molecule replacement of plant parts by minerals such as iron, pyrites, silicates, carbonates, sulphates etc. These minerals get deposited and impregnated inside the cells and the tissues of the plant. This type of fossil can be studied by preparing the sections and are most suitable for the study of structural details. Petrified plant organs roughly spherical in shape are known as coal balls.
(इसमें पौधों के भागों का अणु-दर-अणु प्रतिस्थापन आयरन, पाइराइट, सिलिकेट, कार्बोनेट, सल्फेट आदि जैसे खनिजों द्वारा होता है। ये खनिज पौधों की कोशिकाओं और ऊतकों में जमा होकर समाहित हो जाते हैं। इस प्रकार के जीवाश्म का अध्ययन काट तैयार करके किया जा सकता है और ये संरचनात्मक विवरणों के अध्ययन के लिए सबसे उपयुक्त होते हैं। लगभग गोलाकार आकार के पेट्रीकृत पौधों के अंगों को कोयला गेंद के रूप में जाना जाता है।)
ii. Molds and Casts (मोल्ड और कास्ट):-
> A mold forms when hard parts of an organism are buried in the sediment such as sand, silt or clay. The hard part completely dissolves overtime, leaving behind a hollow area of organism shape.
(मोल्ड तब बनता है जब किसी जीव के कठोर भाग रेत, गाद या मिट्टी जैसे तलछट में दब जाते हैं। समय के साथ कठोर भाग पूरी तरह घुल जाता है, जिससे जीव के आकार का खोखला भाग बच जाता है।)
> A cast forms as a result of the mold. Water with dissolved minerals and sediments fills the mold’s empty space or cavity. The cavity is known as incrustation and the mineral sediments that are left in the mold make a cast. A cast is opposite to its mold. These fossils are suitable for the study of the morphology of fossil plants.
(मोल्ड के परिणामस्वरूप कास्ट बनती है। घुले हुए खनिजों और तलछटों वाला पानी मोल्ड के खाली स्थान या गुहा को भर देता है। गुहा को परत बनना कहते हैं और मोल्ड में बचे खनिज तलछट कास्ट बनाते हैं। कास्ट अपने मोल्ड के विपरीत होती है। ये जीवाश्म, जीवाश्म पौधों की आकारिकी के अध्ययन के लिए उपयुक्त हैं।)
iii. Carbon Films (कार्बन फिल्म):- All living things contain an element carbon. When an organism dies and is buried in sediment, the materials that make the organism break down and eventually only the carbon remains. The thin layer of carbon left behind can show an organism’s delicate parts like leaves or plant e.g. fern fossil 300 million years old.
(सभी जीवित चीजों में कार्बन तत्व पाया जाता है। जब कोई जीव मर जाता है और तलछट में दब जाता है, तो जीव को बनाने वाले पदार्थ टूट जाते हैं और अंततः केवल कार्बन ही शेष रह जाता है। कार्बन की यह पतली परत जीव के नाजुक अंगों, जैसे पत्तियों या पौधे, को दर्शा सकती है, उदाहरण के लिए 30 करोड़ वर्ष पुराना फर्न का जीवाश्म।)
iv. Trace Fossils (ट्रेस जीवाश्म):- These fossils show the activities of the organisms. An animal makes a foot print when it steps in sand. Overtime the foot print is buried in layers of sediment. Then the sediment becomes solid rock.
(ये जीवाश्म जीवों की गतिविधियों को दर्शाते हैं। कोई जन्तु रेत पर कदम रखते समय पैरों के निशान छोड़ता है। समय के साथ ये पैरों के निशान तलछट की परतों में दब जाते हैं। फिर तलछट ठोस चट्टान बन जाती है।)
v. Preserved Remains (संरक्षित अवशेष):- Some organisms are preserved in or close to their original states. These fossils are called preserved remains e.g., an organism such as an insect is trapped in a tree’s sticky resin and dies. More resin covers it sealing the insect inside. It hardens into amber. Some organisms such as a wooly mammoth dies in a very cold region. Its body is frozen in ice which preserves organism even its hair.
(कुछ जीव अपने मूल रूप में या उसके लगभग समान अवस्था में संरक्षित हो जाते हैं। इन जीवाश्मों को संरक्षित अवशेष कहा जाता है। उदाहरण के लिए, एक कीट जैसे जीव पेड़ की चिपचिपी रेजिन में फंस जाता है और मर जाता है। अधिक रेजिन उसे ढक लेती है और कीट को अंदर ही सील कर देती है। यह कठोर होकर एम्बर बन जाता है। कुछ जीव, जैसे ऊनी मैमथ, बहुत ठंडे क्षेत्र में मर जाते हैं। उनका शरीर बर्फ में जम जाता है जिससे उनके बाल सहित जीव संरक्षित हो जाते हैं।)
vi. Compression (संपीडन):-
> This type of fossil is common in the sedimentary deposits of rocks. It is a sort of impression where most of the organic remains of the plant remain in the fossil state. The plant or plant part gets buried and the sediments go on accumulating over the plant.
(इस प्रकार का जीवाश्म अवसादी चट्टानों में आम है। यह एक प्रकार का निशान होता है जिसमें पौधे के अधिकांश जैविक अवशेष जीवाश्म अवस्था में ही रह जाते हैं। पौधा या पौधे का भाग दब जाता है और उसके ऊपर अवसाद जमा होते रहते हैं।)
> The growing pressure of the sedimentary rocks removes the air and the watery contents of the fragment out and causes the plant tissue to compress. The compression shows the original outline of the plant or plant parts but the original thickness of the plant material cannot be determined. The buried part becomes flat due to compression or overlying pressure of the sediments.
(अवसादी चट्टानों के बढ़ते दबाव के कारण टुकड़े से हवा और पानी निकल जाते हैं और पौधे के ऊतक दब जाते हैं। संपीडन से पौधे या पौधे के भागों की मूल आकृति तो दिखाई देती है, लेकिन पौधे की मूल मोटाई का पता नहीं लगाया जा सकता। अवसाद के दबाव या ऊपर से जमा होने वाले दबाव के कारण दबा हुआ भाग चपटा हो जाता है।)
vii. Impression (प्रतिबिम्ब):- These fossils are just impression of plants or plant parts on sediments. These fossils are useful in studying the external features of various plant parts and venation pattern of leaves.
(ये जीवाश्म तलछटों पर पौधों या पौधों के भागों के मात्र प्रतिबिम्ब होते हैं। ये जीवाश्म विभिन्न पौधों के भागों की बाहरी विशेषताओं और पत्तियों के शिरा विन्यास के अध्ययन में उपयोगी होते हैं।)
viii. Pseudofossils (कूटजीवाश्म):- Sometimes watery solutions of various minerals speed through the sediments and it takes the shape of some plant part or animal. Their study shows that they are neither plants nor animals. Such fossils are called pseudofossils.
(कभी-कभी विभिन्न खनिजों के जलीय विलयन तलछटों से होकर बहते हैं और किसी पौधे के भाग या जन्तु का आकार ले लेते हैं। इनके अध्ययन से पता चलता है कि ये न तो पौधे हैं और न ही जन्तु। ऐसे जीवाश्मों को कूटजीवाश्म कहा जाता है।)
Process of fossilization (जीवाश्मीकरण की प्रक्रिया):- The process of formation of fossil in the rocks is called fossilization.
(चट्टानों में जीवाश्म बनने की प्रक्रिया को जीवाश्मीकरण कहते हैं।)
Common methods (सामान्य विधियाँ):-
i. Petrifaction (पेट्रीफेकशन):- Minerals like silica slowly penetrate in and replace the original organic tissue and forms a rock like fossil. This method of fossilization can preserve hard and soft parts. Most bones and wood fossils are petrified.
(सिलिका जैसे खनिज धीरे-धीरे मूल कार्बनिक ऊतकों में प्रवेश करते हैं और उन्हें प्रतिस्थापित कर चट्टान जैसे जीवाश्म का निर्माण करते हैं। जीवाश्मीकरण की यह विधि कठोर और कोमल दोनों भागों को संरक्षित कर सकती है। अधिकांश हड्डियाँ और लकड़ी के जीवाश्म पेट्रीफाइड होते हैं।)
ii. Mold and Cast (मोल्ड और कास्ट):- A replica of a plant or animal is preserved in sedimentary rocks. When the organism gets buried in sediment it is dissolved by underground water leaving a hollow depression called a mold. It shows the original shape but does not reveal the internal structure. Minerals or sediment fill the hollow depression and forms a cast.
(अवसादी चट्टानों में किसी पौधे या जीव की प्रतिकृति संरक्षित होती है। जब जीव अवसाद में दब जाता है, तो वह भूमिगत जल द्वारा घुल जाता है, जिससे एक खोखला गड्ढा बन जाता है जिसे मोल्ड कहते हैं। यह मूल आकार को दर्शाता है लेकिन आंतरिक संरचना को प्रकट नहीं करता है। खनिज या अवसाद खोखले गड्ढे को भर देते हैं और एक कास्ट का निर्माण करते हैं।)
iii. Preservation (संरक्षण):- Original remains can be preserved in ice or amber (tree sap). They protect the organisms from decay. The entire plant or animal is preserved.
[मूल अवशेषों को बर्फ या एम्बर (वृक्ष का रस) में संरक्षित किया जा सकता है। ये जीवों को सड़ने से बचाते हैं। संपूर्ण पौधा या जीव संरक्षित हो जाता है।]
iv. Compression (संपीडन):- When an organism dies, the hard parts of their bodies settle at the bottom of the sea bed and are covered by sediment. The process of sedimentation goes on continuously and fossils are formed.
(जब कोई जीव मर जाता है, तो उसके शरीर के कठोर भाग समुद्र तल पर बैठ जाते हैं और तलछट से ढक जाते हैं। अवसादन की प्रक्रिया निरंतर चलती रहती है और जीवाश्म बनते हैं।)
v. Infiltration or Replacement (अंतर्प्रवेश या प्रतिस्थापन):- The precipitation of minerals takes place which later on infiltrate the cell wall. The process is brought about by several mineral elements such as silica, calcium carbonate and magnesium carbonate. Hard parts are dissolved and replaced by these minerals.
(खनिजों का अवक्षेपण होता है जो बाद में कोशिका भित्ति में प्रवेश कर जाते हैं। यह प्रक्रिया सिलिका, कैल्शियम कार्बोनेट और मैग्नीशियम कार्बोनेट जैसे कई खनिज तत्वों द्वारा होती है। कठोर भाग घुल जाते हैं और इन खनिजों द्वारा प्रतिस्थापित हो जाते हैं।)
Determination of age of Fossils (जीवाश्मों की आयु का निर्धारण):- The age of fossils is determined by radioactive elements present in it. They may be carbon, uranium, lead or potassium. It is used in paleobotany and anthropology for determining the age of human fossils and manuscripts.
(जीवाश्मों की आयु उनमें उपस्थित रेडियोधर्मी तत्वों द्वारा निर्धारित की जाती है। ये तत्व कार्बन, यूरेनियम, लेड या पोटेशियम हो सकते हैं। इसका उपयोग पुरावनस्पति विज्ञान और मानव विज्ञान में मानव जीवाश्मों और पांडुलिपियों की आयु निर्धारित करने के लिए किया जाता है।)
Radioactive carbon(C14) dating method [रेडियोधर्मी कार्बन (C14) डेटिंग विधि]:- This method was discovered by W.F. Libby (1956). Carbon consumption of animals and plants stops after death and since then, only the decaying process of C14 occurs continuously. The time passed since death of a plant or animal can be calculated by measuring the amount of C14. present in their body.
[इस विधि की खोज W.F. लिब्बी (1956) ने की थी। जंतुओं और पौधों द्वारा कार्बन का उपभोग मृत्यु के बाद बंद हो जाता है और तब से केवल C14 का क्षय निरंतर होता रहता है। किसी पौधे या जन्तु की मृत्यु के बाद बीते समय की गणना उनके शरीर में उपस्थित C14 की मात्रा को मापकर की जा सकती है।]
Applied Aspect of Palaeobotany (पुरावनस्पति विज्ञान का व्यावहारिक पहलू):- To provide useful information in the exploration of fossil fuel like coal and oil.
(कोयला और तेल जैसे जीवाश्म ईंधन के अन्वेषण में उपयोगी जानकारी प्रदान करना।)
> The plant inhabitants of Palaeozoic- Mesozoic swamps served as a source of coal and formed coal seams. Accumulation of plant materials with a variety of minerals coupled with mud, silt and other organic materials constitute a coal bed. Many plant parts get beautifully preserved as fossils in the stratified sedimentary layers which are closely adjacent to coal layers.
(पेलिओजोइक-मीजोजोइक दलदलों में रहने वाले पौधे कोयले के स्रोत के रूप में कार्य करते थे और कोयले की परतों का निर्माण करते थे। विभिन्न खनिजों के साथ पौधों की सामग्री का संचय, मिट्टी, गाद और अन्य कार्बनिक पदार्थों के साथ मिलकर कोयले की परत का निर्माण करता है। कोयले की परतों के निकट स्थित स्तरीकृत अवसादी परतों में कई पौधों के भाग जीवाश्मों के रूप में सुंदर रूप से संरक्षित हो जाते हैं।)
> A stratified scale based on fossils can be made to establish the age of coal deposits and their position in the succession of rocks. Palaeobotanical studies have served as a tool to ascertain age of coal layers, their lateral extent and quality of coal deposits. Such information are required to specify the suitability of a particular coal for energy production. In India, the palaeobotanical study has helped to demarcate the nature and quality of Raniganj coal (Permian Age) from that of Rajmahal coal (Jurassic Age).
[जीवाश्मों पर आधारित स्तरीकृत पैमाने का उपयोग करके कोयले के निक्षेपों की आयु और चट्टानों के अनुक्रम में उनकी स्थिति का निर्धारण किया जा सकता है। पुरावनस्पति विज्ञान के अध्ययन ने कोयले की परतों की आयु, उनके पार्श्व विस्तार और कोयले के निक्षेपों की गुणवत्ता का पता लगाने में एक उपकरण के रूप में कार्य किया है। ऊर्जा उत्पादन के लिए किसी विशेष कोयले की उपयुक्तता निर्धारित करने के लिए ऐसी जानकारी आवश्यक है। भारत में, पुरावनस्पति विज्ञान के अध्ययन ने रानीगंज कोयले (पर्मियन युग) की प्रकृति और गुणवत्ता को राजमहल कोयले (जुरासिक युग) से अलग करने में मदद की है।]
> The assemblage of fossil pollen grains and spores has contributed significantly in the field of oil exploration. The problem of oil exploration begins with search of oil reservoirs.
(जीवाश्म पराग कणों और बीजाणुओं के समूह ने तेल अन्वेषण के क्षेत्र में महत्वपूर्ण योगदान दिया है। तेल अन्वेषण की समस्या तेल भंडारों की खोज से शुरू होती है।)
Exploration of oil (तेल का अन्वेषण):-
i. Determining the Thermal Alteration Index (ऊष्मीय परिवर्तन सूचकांक का निर्धारण):-
- The sporopollenin present in the walls of pollen and spores undergo post depositional thermal changes in course of the geological ages. These thermal changes brought about carbonisation resulting in changes in exine colour of fossil pollen and spores in transmitted light.
(परागकणों और बीजाणुओं की भित्तियों में उपस्थित स्पोरोपोलेनिन भूवैज्ञानिक युगों के दौरान निक्षेपण के बाद ऊष्मीय परिवर्तनों से गुजरते हैं। इन ऊष्मीय परिवर्तनों के कारण कार्बनीकरण होता है, जिसके परिणामस्वरूप जीवाश्म परागकणों और बीजाणुओं के एक्साइन रंग में संचारित प्रकाश में परिवर्तन होता है।)
- The basic idea involved is the usage of the variation in the exine colour as an indicator of the degree of carbonisation in the rocks to predict their changes of bearing reservoir. Pearson’s colour chart directly relates exine colour to a numerical index called Thermal Alteration Index (TAI) which is a measure of the degree of carbonisation. TAI having a range of 2+ to 3+ and exinite flourescence colour white-yellow, dark yellow-brown indicates the possibility of exinite containing rock to possess liquid petroleum and even natural gas.
[मूल विचार एक्साइन रंग में भिन्नता का उपयोग चट्टानों में कार्बनीकरण की मात्रा के संकेतक के रूप में करना है, जिससे उनके भंडार में होने वाले परिवर्तनों का पूर्वानुमान लगाया जा सके। पियर्सन का रंग चार्ट एक्साइन रंग को ऊष्मीय परिवर्तन सूचकांक (TAI) नामक एक संख्यात्मक सूचकांक से सीधे संबंधित करता है, जो कार्बनीकरण की मात्रा का माप है। TAI का मान 2+ से 3+ के बीच होता है और एक्सिनाइट प्रतिदीप्ति का रंग सफेद-पीला, गहरा पीला-भूरा होता है, जो एक्सिनाइट युक्त चट्टान में तरल पेट्रोलियम और यहां तक कि प्राकृतिक गैस होने की संभावना को दर्शाता है।]
ii. Palynostratigraphy (पराग स्तरीकरण):- To avoid unnecessary and costly drilling the determination of oil zone is made by comparing the biostratigraphic data of one to those of the others.
(अनावश्यक और खर्चीली ड्रिलिंग से बचने के लिए, तेल क्षेत्र का निर्धारण एक क्षेत्र के जैव स्तरीकरण आंकड़ों की दूसरे क्षेत्र के जैव स्तरीकरण आंकड़ों से तुलना करके किया जाता है।)
iii. Defining of Ancient Shorelines (प्राचीन तटरेखाओं का निर्धारण):- The sediments parallel to sea shore are rich in oil. The density of pollen and spores decreases in the seaward direction. Sedimentary environment with pollen assemblages are limited to near shore marine or lacustrine waters. Thus by the study of microfossils along with marine microfossils if presents, one can determine the distance and direction of ancient shore lines, possibly bearing oil deposits.
(समुद्र तट के समानांतर तलछट तेल से भरपूर होते हैं। परागकणों और बीजाणुओं का घनत्व समुद्र की ओर घटता जाता है। पराग समूह वाले तलछटी वातावरण तट के निकट समुद्री या झील के जल तक ही सीमित होते हैं। इस प्रकार, यदि समुद्री सूक्ष्म जीवाश्म उपस्थित हों, तो उनका अध्ययन करके प्राचीन तटरेखाओं की दूरी और दिशा का निर्धारण किया जा सकता है, जिनमें संभवतः तेल भंडार उपस्थित हो सकते हैं।)