Vísbendingin um steingervðan ormétinn við

Myndin hér að ofan sýnir ormétinn steingervðan trévið frá Ástralíu, almennt þekktur sem ‚wormwood‘. Holurnar eru líklega vegna orma eða skordýra en slík dýr eru enn að éta skógarvið á jörðinni í dag.

Hvað gerir þennan sérstaka og áhugaverðan steingerving mikilvægan? Sjaldgæf og sérstök eins og hún er, þá gefur okkur þessi tegund af steingervðu tré mikilvægar vísbendingar um steinrunaferli trés og hún staðfestir uppruna margra algengra steinda úr vaþrývarma, og þar með úr allsherjar flóðinu. Fáar rannsóknir eru til á uppruna wormwood, þrátt fyrir þá stórfenglegu vísbendingu holanna um steinrunaferlið.

Ytri hlutinn á sýni nr. 1, efst til hægri á myndinni, lítur alveg eins út og margir steinar frá svæðinu þar sem steingervða tréð var fundið. Fallega lituðu agat steindirnar á yfirborðinu á þessu sýni teygja sig áfram inn í holurnar á viðnum, sem þýðir að þær fylltust og steingervðust saman með trjábútnum, þó það gæti hafa verið einhverjar breytingar á blöndunni á meðan steinrunaferlið í vaþrývarma allsherjar flóðsins átti sér stað. Stórar holur gætu hafa leyft ísíun einnar steindar í mettuðu vatni, á meðan fínar hárpípur viðsins hafi ekki gert það. Síðar með auknum þrýstingi og breytingu á samsetningu vatnsins, kísilrunnu nýir hópar af steindum holrými eða lífrænt efni.

Þetta er mikilvægt vegna þess að það sannar að steinar sem finnast í nánd við steingervð tré og sem eru úr sama efni og því sem fyllti holurnar, eiga ekki uppruna sinn í ‚myndbreyttu‘ bergi. Þeir koma úr vaþrývarma. Nútíma jarðfræði verður að viðurkenna að tré sem grófust grunnt undir yfirborðið voru ekki kaffærð djúpt inn í jarðskorpuna til að verða að myndbreyttu bergi. Þess vegna hljóta svipaðir steinar, eins og agat molar, sem finnast í grennd við wormwood, að hafa svipaðan uppruna en hafa klárlega ekki myndbreyst í milljónir ára eins og nútíma kenning segir til um.

Vísbendingin um standandi steingervðu trén í Yellowstone (Hluti 2)

Annar þáttur í grein Fritz sem styður líkan hans, er blandan af bæði tempruðum og hitabeltisplöntum í sama Yellowstone laginu. Eldri túlkanir höfðu sagt að hitabeltisplönturnar hafi verið frá eldri jarðfræðitímabili, en ýtarlegu athuganir Fritz staðfestu að báðar plöntutegundirnar höfðu blandast:

Heldur er margleitni plantanna til vegna blöndunar. Hæðarmismunurinn á svæðinu var mikill og plöntur úr hærri hæðum fluttust niður á við þar sem þær söfnuðust og blönduðust þeim plöntum úr lægri hæð yfir sjávarmáli. (Reinterpretation of the depositional environment of the Yellowstone „fossil forests“, William J. Fritz, GEOLOGY, Vol. 8,  júlí 1980, bls. 310).

Blandan af mörgum vistfræðilegum plöntum, litaða setið og fína lífræna setið eru beinharðar sannanir á því að atburðurinn sem átti í hlut var ekki aðeins öskufall úr eldgosi eða eðjuhlaup. Fyrir skarpa hugsuði, þá gerðist eitthvað djúpstæðara hér. Þetta ákveðna lag af steingervðum trjám er líklega það mest rannsakaða. Vísindarit eru full af rannsóknum á þeim og hafa þau verið þekkt í rúma öld, en þau eru ekki einstök. Til eru þúsundir svipaðra svæða víða um heim. Sum hafa verið rannsökuð eilítið, sum alls ekki, en öll hafa þau eitt sameiginlegt – uppruna sinn.

Það var vel gert hjá Fritz að draga saman þær gerðir af jarðfræðilegum atburðum sem urðu að hafa gerst, en honum tekst þó ekki að útskýra hvernig þeir gerðust allir samtímis:

Sum upprétt tré með langa trjáboli og vel varðveittum rótum voru greinilega kaffærðar og varðveittar á staðnum. Á sama tíma var öskufalli skolað í ár og vötn, ásamt laufblöðum og plöntuúrgangi, sem myndaði lagskipt svæði. Þegar gosvirkni og þar með þeytingu á gosefni hægði á sér undir lok Lamar River myndunarinnar, dró smám saman úr eðjuhlaupum. (Reinterpretation of the depositional environment of the Yellowstone „fossil forests“, William J. Fritz, GEOLOGY, Vol. 8,  júlí 1980, bls. 313).

„Meiriháttar slagveður“ og „eðjuhlaup úr eldfjalli“ eru ekki algeng í dag, en þau útskýra suma af þáttum steingervingana í Yellowstone. Útskýring Fritz sem innihélt kaffæringu með flóði var stórt skref í rétta átt en líkan hans hefur enn þrjú vandkvæði: Í fyrsta lagi, gefur það enga útskýringu á því hvernig varðveisla (steinruni) skógarins eigi sér stað. Án efa myndi rotnun strax byrjað að brjóta niður plönturnar. Í öðru lagi, meiriháttar slagveður og gosaska geta ekki búið til steingervt tré. Steingervðu trén í Yellowstone eru grundvallaðar á kvarsi, sem krefst hás hitastigs, þrýstings og kísilríks vatns, sem eru ekki til staðar við „meiriháttar slagveður“ og „eðjuhlaupum“. Í þriðja lagi, skærlitaða setið sem umlykur plöntuefnið kemur aðeins úr gosbrunnum og úr hlutum tengda líffræði, sem er ekki til staðar í slagveðri eða eðjuhlaupi.

Grein Fritz var gefin út í júlí 1980, stuttu eftir gosið í St. Helens fjallinu. Það gos hefði verið fullkomin sönnun fyrir líkan Fritz um kaffæringu og steinruna plöntuefna. Desember 1980 tölublað tímaritsins Geology birti ályktun Fritz á nýliðnu gosinu:

Jarðlög vegna eðjuhlaups St. Helens fjallsins þjónar sem nútíma hliðstæða á jarðlögum úr ‚steingerðum skógi‘ Yellowstones þjóðgarðsins frá eósentímanum. (Geology).

Myndin hér að ofan sýnir tvær myndir af trjábolum og bútum sem grafnir voru í eðju, eftir gosið í St. Helens fjallinu. Það vakna þrjár spurningar varðandi trjábolina sem sjást á myndunum:

1. Varðveitast eitthvað af þessum kaffærðum trjábolum?
2. Er eitthvert trjáanna að steingervast?
3. Finnst skærlitað set sem tengjast þessum trjám?

Svarið við öllum þremur spurningum er nei, og þar með hrynur líkan Fritz. Ekkert þekkt líkan, annað en líkanið um allsherjar flóðið, útskýrir alla þætti steingervinganna í Yellowstone.

Önnur sláandi uppgötvun sem Fritz gerði á „endurmati“ sínu um jarðlögin í Yellowstone, var að það voru í raun engin steingervingalög:

Ég fann ekkert lykil jarðlag eða lög í þeirri mynd sem tengjast frá einu þversniði til annars (með mögulega undantekningu á hvítu öskunni sem sést á köflum Cache Creek, Amthyst fjalls og Hornaday fjalls). Í raun koma flest jarðlög fyrir sem linsur eða teygja sig inn í aðrar steintegundir og geta verið rakin hliðlægt aðeins í 100 m eða minna. (Geology).

Þetta var annað dæmi um það að sönnunargögn hrekja hugmyndinni um mörg lög steingervinga. Steingervingalögin voru öllu heldur sameinaðar linsur, þykkari í miðjunni og þynnast út til jaðranna með öðrum steintegundum.

Það að Fritz minnist á „hvíta ösku“ leiðir okkur til annarrar vísbendingar fyrir virkum gosbrunni. Hvít kísilrík set eru algeng vísbending um virkni í gosbrunnum, eins og mjallhvítur kísill á brún vatnsgígsins í Arizona. Kísilrík set í hvítum, grænum, fjólubláum, appelsínugulum og rauðum litum gusu upp á yfirborðið í röð gosbrunnasprenginga, og þöktu yfir lífræna afganga og lögðu þannig grunninn að ferli varðveislu og steinruna. Þetta leiddi til þess að marga steingervinga er hægt að finna í lituðum kísilsetum úr gosbrunnum sem þessum.

Fjórum árum síðar, árið 1984, skrifaði annar rannsakandi, Richard F. Yuretich, grein um steingervða skóginn í Yellowstone, eftir að hafa stundað eigin rannsóknir. Í greininni sem birtist í Geology, mistúlkaði Yuretich greinilega sumt að uppgötvunum Fritz. Eftir samskipti á milli þeirra beggja, útskýrði Fritz:

Í lokin, þá hefði Yuretich getað vitnað í heimildirnar betur, til að sýna að á grundvelli upprunalegu athugana minna í Yellowstone og frá nýlegri gögnum St. Helens fjallsins, tel ég að um 85% uppréttu trjábolanna í Yellowstone voru varðveittir á staðnum, en ekki í lagköku af skógum. Hins vegar sýnir umhverfið við St. Helens fjallið í dag að flutningur á 10%-15% uppréttu trjábolanna er eðlilegur jarðfræðilegur atburður sem maður ætti að búast við í máttugu eldfjallaumhverfi eins og steingervði skógurinn er. (Yellowstone fossil forest: New evidence for burial in place, Richard F. Yuretich, Geology, október 1984, bls. 638).

Fritz skýrði að flestir trjábolanna voru varðveittir á staðnum „en ekki í lagköku af skógum“ eins og rannsakendur höfðu áður sagt, og Yuretich var sammála eftir eigin rannsókn á steingervða skóginum:

Þessir skógar eru ekki raðaðir snyrtilega eins og í lagköku eins og fyrrum höfundar hafa gefið í skyn. Öllu heldur eru aðeins einstaka hlutar varðveittir að handahófi samkvæmt því sem gerist þegar algeng set myndast. Mörg smáatriði í tengslum við bergásýnd í Lamar River mynduninni þarf enn að rannsaka, en ég tel að við höfum að minnsta kosti komist að rótum skógarvandamálsins og þurfum ekki lengur að vera slegin út af laginu vegna uppruna þessara steingervðu trjáa! (Yellowstone fossil forest: New evidence for burial in place, Richard F. Yuretich, Geology, október 1984, bls. 639).

Yuretich og Fritz höfðu að lokum sýnt fram á að steingervði skógurinn hafði verið grafinn í vatnsflóði, nú skrásett eftir ýtarlegar rannsóknir. Því miður var þó vandamálið um uppruna skógarins aldrei í raun leyst. Stutt af „rótum“ gamla jarðfræðiviðmiðsins, verða rannsakendur áfram „slegnir út af laginu vegna uppruna þessara steingervðu trjáa“, vegna þess að viðmiðið þeirra er enn heit og bráðnuð milljarða ára gömul jörð.

Í samantekt sýna standandi steingervðu trén í Yellowstone nokkur „vandamál“ varðandi falskenninguna um myndun steingervinga. Á margan hátt eru vandamálin svipuð þeim vandamálum sem tengd eru falskenningunni um loftsteinagíginn í Arizona. Í báðum tilfellum gerðu fyrstu rannsakendur ekki nægilega ýtarlega rannsókn á þeim staðreyndum sem umlykja jarðfræðilega umhverfinu, hvorki í vatnsgígnum né í standandi steingervða skóginum. Eftirfarandi er hluti af lista af ósamræmi í tengslum við uppruna steingerðva skógarins, byggt á útskýringu falskenningarinnar um steingervinga nútíma vísinda:

1. Fallaska er ekki í samræmi við athuganir á greftrun á steingervðum trjám.
2. Greftrun með eðjuhlaupi hefði fellt stór tré.
3. Eðjuhlaup hefði ekki komið í veg fyrir rotnun.
4. Eðjuhlaup er ekki ábyrgt fyrir bæði gróft og fínt marglitað set völubergs í aðskildum lögum.
5. Eðjuhlaup, tími og vatn eitt og sér geta ekki steinrunnið tré.

Þetta er til vandræða fyrir falskenninguna um steingervinga nútíma vísinda, en ekki fyrir steingervingalíkan UM. Á meðan á allsherjar flóðinu stóð, streymdi upp set hlaðið vatn sem flæddi úr iðrum jarðar, sums staðar á kraftmikinn hátt, en á öðrum stöðum knúið af jarðskjálftum og flot jarðvegs. Þetta vatn, ásamt vatninu úr slagveðrinu, skolaði burt plöntuefni. Gosbrunnar spúðu út kísilset, stundum litað vegna lífrænna sambanda djúpt úr jörðinni, sem kaffærði leifar dýra og plantna. Komið var í veg fyrir rotnun í snöggu og heitu súrefnislausu umhverfi. Þrýstingur jókst hratt þegar ofanáliggjandi vatnsborðið hækkaði, þar til skilyrði vaþrývarma var fyrir hendi. Steinruninn gerðist hratt á mörgum stöðum um allan heim.

Ferillinn er nú óvirkur og gerist hvergi á yfirborði meginlandanna í dag. Hins vegar, djúpt á sjávarbotni, á mjög litlum kvarða, dæla heit op – svartar og hvítar strýtur – vatni, sem er hliðstætt við allsherjar flóðið.

Uppstreymi vatns úr iðrum jarðar er eitt af lykilatriðunum sem þarf til að skilja hvernig sum tré steingervðust standandi. Slík tré stóðu á svæði þar sem flóðið var ekki nógu öflugt til að velta þeim. Þau voru öllu heldur umlukin rísandi vatni þar til dýpt, þrýstingur og ofurmettað kísilríkt vatn var nægilegt til að steingerva trén á staðnum.

Upphaf flóðsins og óveður skoluðu minni trjám og fínu lífrænu efni burt í minni hæð þar sem kísilrík set úr gosbrunnum þöktu og varðveittu fínu efnin þar til þau gátu steinrunnið í vaþrývarma.

Standandi steingervðu trén eru einstök. Flest steingervð tré í heiminum sýna ofsa, tré rifin upp úr rótum sínum af öflugu vatnsflóði, liggjandi í kísilríkum árframburði þar sem steinruni myndi eiga sér stað um leið og nægilegum þrýstingi yrði náð.

Þættirnir og hráefnin fyrir steinrunaferli vaþrývarma eru hluti af mjög sérhæfðri uppskrift. Hitastigið, þrýstingurinn, hráefnin og suðutíminn verður að vera hárréttur, annars gefst engin afurð. Þegar allt er fullkomið og þegar sérhver þáttur í vaþrývarma kemur saman, myndast steingervingar. Hið raunverulega ferli og tilraunirnar sem afhjúpuðu þetta ferli mun vera rætt síðar. Það tók 27 mismunandi tilraunir á fjögurra ára tímabili fyrir okkur til að læra þættina sem eiga í hlut þegar búa á til steingervð tré.

Vísbendingin um standandi steingervðu trén í Yellowstone (Hluti 1)

Falskenningin um steingervinga skrásetti skort steingervingafræðinga á sönnunum sem styðja myndi steingervingaskrána þeirra sem byggði á þróunarkenningunni. Þrátt fyrir þetta halda sumir vísindamenn áfram blekkingum sínum með því að halda fram að steingervingar séu til í lögum samkvæmt þróunarkenningunni. Þeir þurfa enn að færa fram sannanir fyrir þessari kröfu, enda reiða þeir sig einungis á manngerð sviðsýni á söfnum og myndskreytingar.

Á síðustu öld viðhélst ein goðsögn um ‚klassískt‘ steingervingalag við steingervða skógana í Yellowstone. Þar var sagt að mörg steingervingalög væri hægt að sjá við Specimen hrygginn og Amethyst fjallið. Þau væru „besta þekkta dæmið“ um heila skóga sem grófust niður yfir jarðfræðilegan tíma, einn yfir öðrum. Skýrsla frá 1955 um skóginn sagði m.a. þetta:

Í Yellowstone þjóðgarðinum dó hinn svokallaði ‚steingervði skógur‘ standandi undir gríðarlega miklu öskulagi – 15 heilir skógar, einn yfir öðum, sem gefa okkur besta þekkta dæmið og eru sýnileg á Specimen hryggnum og á Amethyst fjallinu meðfram Lamar ánni í norðausturhluta garðsins. (Petrified Forest Trails: Jay Ellis Ransom, Mineralogist Publishing Company, 1955, bls. 14).

Höfundurinn sýndi stórar steingervðar risafurur með þvermál trjástofnsins í allt að sex metrum, sem myndi vera rúmlega 30 metra hátt. Samkvæmt yfirlýsingunni hans voru þau grafin „ösku og kviku í snöggu gosi á tertíertímabilinu“:

Oft voru heilu skógarnir grafnir í ösku og kviku í snöggu gosi á tertíertímabilinu. Allt frá suðurhluta Arizona til Okanagan svæðisins í Kanada voru ótal trjábolir, flestir fallnir en þó nokkrir standandi þar sem þeir uxu, grafnir og steingervðust. (Petrified Forest Trails: Jay Ellis Ransom, Mineralogist Publishing Company, 1955, bls. 14).

Nútíma vísindamenn hafa aldrei séð skóg með stórum risafurum „standandi þar sem þau uxu“, „grafin í ösku og kviku.“ Það eru í raun engir skógar í hvaða stærð sem er til sem styðja þessa hugmynd. Gosaska og kvika myndu brenna trén eða sprengikraftur eldfjallsins myndi hafa splundrað þeim. Það eru engin þekkt dæmi til að fallandi aska nái eitthvað nálægt 30 metra dýpi. Það sem kemur því næst er gos í St. Helens fjallinu 1980, sem er það stærsta í sögu Norður-Ameríku sem jarðfræðingar hafa nokkru sinni fylgst með. Það gaus áætlað (óþjappað) 0,2 rúmkílómetrum af ösku sem þakti u.þ.b. 57.000 ferkílómetra svæði.

Öskufallið olli aðeins nokkra sentimetra þykku öskulagi, kannski 30 cm þar sem það var mest.

Hvað getur grafið há tré og jafnvel heilu skóga? Eðjuhlaup úr gosrásum gosbrunna. Það voru tvö eðjuhlaup í St. Helens fjallinu og þau grófu skógi vaxin svæði. Vísindafjarveran í öskufallinu hefur viðhaldist í áratugi í vísindaritum án nokkurra sannana til að styðjast við. Það fór þó að halla undan fæti á þessari falskenningu eftir gosið í St. Helens fjallinu 1980.

Á heimsvísu liggja steingervð tré í ljósum og fínum leirlögum. Þau eru klárlega ekki botnfall úr ám, og þó svo að sumir hafa haldið því fram að þetta sé gosaska, þá er þetta í raun set úr gosbrunnum sem gusu í flóðinu, eins og útskýrt er í undirkafla 8.5.

Til baka til sögunnar um „15 heila skóga, einn yfir öðum“ í Yellowstone sem eiga að hafa þakist af gosösku, þá hefur verið talað um lög steingervða „skóga“ vegna þeirra steingervðu trjáa sem fundist höfðu standandi á mismiklu dýpi á mörgum hryggjum (sjá mynd að neðan). Þetta leiddi til þeirrar ályktunar að hæðirnar innihéldu lög af steingervðum trjám. Í mörg ár bentu vísindamenn á þetta sem sönnun fyrir líkanið um marglaga set af steingervingum. Hins vegar grófu vísindamenn aldrei niður í hæðirnar til að rökstyðja þá kröfu.

Með tímanum óx hið meinta skógivaxna svæði. Árið 1976 var sagt að það hafi verið 21 „mismunandi skógur“, hver ofan á annan:

Yellowstone þjóðgarðurinn í Wyoming, Idaho og Montana fylkjum innihalda stórar víðáttur af standandi steingervðum skógum. Þau grófust niður fyrir einhverjum 50 milljónum árum vegna röð eldgosa, en yfir 21 mismunandi skógur stendur ofan á hverjum öðrum. (Oddities of the Mineral World, William B. Sanborn, Van Nostrand Reinhold Co., 1976, bls. 102).

Síðan 1872 gáfu vísindamenn út ofgnótt af vísindagreinum um þessi frægu steingervðu tré, en það var alltaf fjöldi vandamála með kenningunum í kringum þau. Hvernig getur myndun á standandi steingervðum skógi verið útskýrður? Þekktari steingervðu trén í Arizona og flest önnur steingervð tré eru steingervingar sem liggja á yfirborðinu, þakið flóðseta eða gosösku. Væntanlega eftir greftrun átti grunnvatn að umbreyta viðinn í stein með tímanum, en það eru sex ástæður fyrir því að það gerist ekki. Í fyrsta lagi, magn gosöskunnar sem þarf til að kaffæra heilan skóg með öskufalli hefur aldrei sést. Í öðru lagi hefði fallandi aska varðveitt mikið af öllu trénu, þar á meðal smáar greinar, laufblöð og köngla. Þetta sést þó sjaldan:

Steingervð barrtré eru mjög algeng en hvers vegna það skortir varðveitta köngla virðist erfitt að útskýra í mörgum tilfellum. (Petrified Forest Trails: Jay Ellis Ransom, Mineralogist Publishing Company, 1955, bls. 8).

Næst, grunnvatn, þar með talið flest jarðhitavatn, inniheldur ekki nægilega mikið af uppleystum kísil til að mynda kvars. Í fjórða lagi er myndast ekki nægilega hár þrýstingur í  greftrun í ösku til þess að virkja kvarskristöllun. Í fimmta lagi er ekki til nægilega mikill hiti til að knýja steingervingaferlið til að breyta við í kvars. Í sjötta lagi var viðurinn sem kaffærður var í ösku líklega ekki í súrefnislausu umhverfi, þannig að hann hefði rotnað. Og að lokum, langstærsti hluti þeirra svæða þar sem steingervð tré finnast á yfirborðinu (t.d. í austurhluta Bandaríkjanna) eru með fá ef nokkur eldfjöll, og þess vegna getur eldgos ekki verið ábyrgt fyrir uppruna steingervða trjáa.

Kenningin um öskufallið var vinsæl vegna þess að hún virtist útskýra hvernig tré gátu varðveist standandi upprétt yfir alla hlíðina. Fallandi aska myndi nefnilega halda trjánum uppréttum en mikil eðjuhlaup myndu hins vegar velta trjánum. Hugmyndin um greftrun í ösku leiddi rannsakendur til að vangavelta að hvert tímabil skógræktar skildi tré eftir standandi í lögum sem nú eru grafin, og að þau lög væru að finna djúpt undir hlíðinni, ef þeim dytti í hug að grafa þau upp. Hugmyndin var sú að á ‚jarðfræðilegum tíma‘ hafi endurtekin lota á vexti nýs skógar átt sér stað, þ.e. alger (eða því sem næst) kaffæring í öskufalli, síðan veðrun og vöxtur skógar á ný. Rannsakendur höfnuðu útskýringum með flóði eða kaffæringu í aur, vegna þess að kenningar sem fjölluðu um mikil flóð og eðjuhlaup voru ekki vinsælar í jarðfræði.

Síðan á 8. áratug síðustu aldar lögðu nýjar rannsóknir til, að endurmeta standandi steingervð tré. Einn leiðandi fræðimaður, William J. Fritz, gaf út grein í tímaritinu Geology árið 1980. Greinin hét Reinterpretation of the depositional environment of the Yellowstone „fossil forests“ (Endurmat á umhverfi sets við „steingervðu skógana“ í Yellowstone). Fritz tók ýtarlegar lýsingar á svæðinu með í reikninginn, og kom þannig sterkum grunni á fót fyrir greinina sína. Hann skrifaði að í staðinn fyrir að sjá set úr „eldfjalli“, þá séu flest setin „árframburður“ eða „vatnsset“:

Steinar úr Absaroka eldfjalla yfirhópi hafa venjulega verið vísað í sem úr eldfjalli og ‚skógurinn‘ túlkaður sem hann væri varðveittur úr ‚lotubundnum þursabergs- og öskugosum [sem] kaffærðu endurtekið skóga á eósentímanum‘ (Brown, 1961). Dorf (1964b) áætlaði fjölda og tíðni eldgosa á grundvelli fjöldans á röð ‚eldfjalla‘-laga sem innihalda steingervða trjáboli í Lamar River mynduninni. Síðar vísuðu Smedes og Prostka (1972) í flest varðveittu steingervðu trén sem vatnsset og kölluðu þetta efni ‚ásýnd árframburðar‘, jafnvel þó að engar ýtarlegar lýsingar á steininum voru gefnar (Parsons, 1974). Ég fann einnig flest steingervðu trén í setbergi með ásýnd vatnsframburðar. Með því að fylgja tillögu Parsons (1974), vísa ég í flesta steina sem grófu viðinn sem völuberg og sandstein og hugtakið ‚þursaberg‘ notist frekar fyrir minniháttar gosefni sem kom úr Hornaday fjallinu. (Reinterpretation of the depositional environment of the Yellowstone „fossil forests“, William J. Fritz, GEOLOGY, Vol. 8,  júlí 1980, bls. 310).

Þetta væri staðfesting á hliðrun viðmiðunar í hugsunarhætti jarðfræðinnar, úr eldfjalla- í vatnsframburð þegar kemur að uppruna setsins sem kaffærði standandi steingervðu trén. Völubergið sem minnst er á í greininni er set í mismunandi stærð: stórir steinar eins og steinvölur og malarhnullungar, en einnig fíngert set. Stærri steinarnir bera vott um þá orku og krafti í vatninu og aurnum sem flæddi á trén. Fritz hafði greint frá því að „hraunflæði og flikruberg“ (úr ösku) samanstandi minna en 10% af mynduninni:

Hraunflæði og flikruberg mynda minna en 10% af Lamar River mynduninni. (Reinterpretation of the depositional environment of the Yellowstone „fossil forests“, William J. Fritz, GEOLOGY, Vol. 8,  júlí 1980, bls. 310).

Gangvirkið á myndun steingervinga í allsherjar flóðinu (vaþrývarminn) er að hluta til gosvirkni sem lítill þáttur, þó svo að hún hafi verið víðtæk. Jarðskjálfta-núningshiti olli gosum í gosbrunnum og útkasti á móbergssetum, ásamt mörgum öðrum fínkorna setlögum.

Greinin eftir Fritz innihélt ýtarlegar athuganir sem mörgum öðrum rannsakendum yfirsást; athuganir á „skærblá-græna“ og „gráu“ setunum og á „frjókornum, laufblöðum og nálum í miklum mæli og nokkuð af könglum“ sem fundust aðeins á „ákveðnum leiðarlögum“. Þessi algerlega aðskilin lög (trjábolir í völubergi og lítill tréefni í lituðu seti) afhjúpa mikilvæga staðreynd: trén dóu ekki vegna eins staks eðjuhlaups úr eldfjalli eða einu öskufalli. Fritz leggur til að „vatnsskolun“ úr „meiriháttar slagveðri“ hafi valdið plöntunum til að bókstaflega staflast upp:

Á Amethyst fjallinu og Specimen hryggnum er móbergsleiti standsteinnin skærblá-grænn, en á öðrum stöðum er hann grár. Þó svo að móbergsleiti sandsteinslögin innihalda færri hluta af steingervðum trjám heldur en í völuberginu, þá innihalda þau frjókorn, laufblöð og nálar í miklum mæli og nokkuð af könglum. Þessar vel varðveittu lífrænar leifar eru algengar á ákveðnum leiðarlögum, á stöðum þar sem rætur lóðrétta trjábola eru. Það hefur verið lagt til að kalla þær paleosol (fornjarðveg). Hins vegar hafa ekki fundist A, B eða C leiðarlög, og eru svæðin mjög þunn, eru vel klofin, hafa enga rotnaða lífræna afganga og leggjast sum staðar yfir stór grjót. Leifar lóðréttra trjáa í ásýnd völubergs hafa venjulega ekkert lífrænt svæði eða sjáanlega veðrun tengda rótunum. Lífrænu svæðin koma líklega ekki fram sem jarðvegur, heldur frekar sem haug af plöntuúrgangi sem varð fyrir vatnsskolun, mögulega í meiriháttar slagveðri í tengslum við eldvirkni. (Reinterpretation of the depositional environment of the Yellowstone „fossil forests“, William J. Fritz, GEOLOGY, Vol. 8,  júlí 1980, bls. 311).

„Skærblá-græna“ móbergsleita lagið sem Fritz minntist á, er raunverulega set úr gosbrunnum í allsherjar flóðinu og er ekki fornjarðvegur (paleosol), rökstutt að hluta til með þeirri staðreynd að ekkert „skærblá-grænt“ móberg sést myndast úr eldfjöllum í dag. Auk þess sýnir lífræna bergmylsnan enga rotnun, sem krefst súrefnislaust umhverfi. Tillaga hans um hvernig stæði á þessum framburði – vatnsskolun,  sem er í raun vatnsflóð – svarar aðeins hluta af leyndardómnum. Ef efnið var borið fram vegna yfirborðsflóða, hvað varðveitti efnið frá rotnun og hver er uppruni skærblá-græna setsins? Þetta er mikilvæg grundvallar spurning:

Þetta finnst hvergi, vegna þess að steinrunaferli allsherjar flóðsins er mjög skilmerkilegt, og gerðist aðeins einu sinni, á heimsvísu.

(Framhald hér)

Steinrunaferlið

Hin einfaldaða sex-þrepa steinrunaferlið er sýnt í mynd hér að ofan. Eins og áður hefur verið sýnt, eru steingervingar oftast ekki að myndast í dag. Þrepið fyrir flóðið er einfaldlega óhreyfða umhverfið með alla sína vistfræðilegu þætti: plöntur og dýr sem lifa og deyja, mörg sem hafa útrýmst í dag vegna náttúrulegra breytinga á hnattrænu umhverfinu. Á þessum tíma voru veðurbreytingar ekki endilega öfgakenndar – lítilvæg hækkun í hitastigi leyfði útbreiðslu á plöntum, sem mörg hver innihéldu beiskjuefni, eiturgerð í plöntum fyrir mörg dýr. Þetta gæti hafa haft djúpstæð áhrif á risaeðlur sem átu plöntur, en mörg gætu hafa byrjað að deyja út fyrir allsherjar flóðið. Sum þeirra beina sem hafa varðveist af löngu dauðum dýrum á tíma flóðsins, gætu komið til greina að hafi steinrunnið, ásamt leifar af dýrum og plöntum sem dóu í flóðinu sjálfu.

Annað þrep steinrunaferilsins er í raun upphaf flóðsins: gosbrunnar gusu um allan heim með látlausum ofsa meðfram úthafs- og meginlandsflekamörkum. UM halastjarnan sem fjallað var um í líkaninu um allsherjar flóðið, var líklega áhrifavaldur á bak við hnattrænu vatnsgosanna og kvikunarinnar í kjölfari þeirra (ris og sig jarðskorpunnar). Rísandi flóðvötn grófu híbýlasvæði dýra sem reyndu að flýja rísandi vatnið, en þetta er ein ástæða þess að þúsundir dýra eru fundin grafin í algengum flóðsetum í dag. Hlutfallslega sjaldgæfir steingervingar fugla eru afleiðing þess að fuglar geta flogið og sest á fljótandi hluti og forðuðust þeir þannig greftrun samstundis.

Þrep þrjú er ferli greftrunar, þar sem vatn og set úr gosbrunnunum hófu að þekja víðáttumikil svæði á jarðskorpunni. Þetta byrjaði hægt, en breytingar á yfirborði jarðar jukust hratt þegar núningur á milli flekanna hitaði vatnið snögglega sem var ofan á því sem olli gríðarlegum sprengigosum. Rólegra var á öðrum stöðum, allt eftir umfangi hruns og hreyfingu flekanna. Hægt vaxandi vatnið flæddi sum svæði sem kom úr fjarlægum sprungum og úr kvikun. Mikið af vatninu undir jarðskorpunni var súrefnissnautt, sem er umhverfi varðveislu lífræns efnis sem myndi steingervast síðar. Hin raunverulega umbreyting á varðveittu lífrænu efni í steingervinga gerðist í þrepi fjögur. Eftir tímabil niðurdýfingu, lágu meginlöndin grafin undir fleiri hundruði og jafnvel þúsundir metra djúpu heitu vatni. Hinn gífurlegi vatnsþrýstingur og núningshitinn úr hreyfingu jarðskorpunnar myndaði vaþrývarma. Steinefna- og kísilríka heita vatnið í vaþrývarmanum breytti allar gerðir lífræns efnis í steingervinga. Svo lengi sem vaþrývarma uppskriftin var ákjósanleg, með vatni, þrýstingi, hitastig, ákveðna steingera og gasþrýsting, héldu lífræn efni í umhverfinu áfram að kristallast í ferli sem lýst er í undirkafla 7.4. Þættir steinrunaferlisins eru svo nákvæmir, að það getur ekki hafa gerst í langan tíma. Nákvæmnin í umhverfinu útskýrir hvers vegna steingervingar finnast aðeins nálægt yfirborði jarðarinnar.

Alls staðar þar sem málmgrýti og aðrar kvars yfirborðssteindir finnast í dag, verða rannsakendur að viðurkenna að svæðin þar sem þau finnast í, voru einu sinni þakin djúpum og heitum höfum. Hátt hitastig sjávar og þrýstingur, lykileiginleikar steinrunaferlisins, voru til staðar á jarðskorpunni meðan á flóðinu stóð yfir, vegna þess að þessir eiginleikar eru nauðsynlegir til að mynda steingervinga og steindir byggða á kvarsi, eins og chert.

Árið 2003 leiddu rannsakendur frá Arizona State og Stanford háskólunum ítarlega rannsókn á chert frá Suður-Afríku, steini með mótsagnakenndum uppruna. Chert er einfaldlega dulkornótt útgáfa af kvarsi. Þetta er mjög algeng steind sem er til í miklum mæli og finnst víða um heim. Jarðefnafræðilegar rannsóknir leiddu í ljós uppruna sem rannsakendur nútíma vísinda hafa hafnað lengi: chert og kvars steinar eiga uppruna sinn í heitum höfum. Höf með hátt hitastig drepa mest allt líf í sjónum, þannig að þessum þætti var hafnað fyrir löngu síðan, en staðreyndir um myndun chert steindarinnar eru bara of einfaldar til að hunsa.

Rannsakendur mátu réttilega að styrkur kísils í sjónum í dag er of lár til að geta verið ábyrgur fyrir kísil í steingervingum. Þeir gera sér einnig grein fyrir því að gömul höf þar sem chert myndaðist var miklu heitari en sjórinn er í dag (þeir áætla 55-85°C). Hins vegar virðast rannsakendur ekki vita að chert getur ekki myndast nema hátt hitastigi og þrýstingur sé fyrir hendi á meðan myndunin stendur yfir:

Fyrir hið gífurlega magn útfellingar á kísil og efnaafleysingu þess í Onverwacht chert steinum, þarf gífurlegan hreyfanleika í kísilnum í sjónum og nýmyndunarvökva miðað við þá til forna. Í dag innihalda höf mjög lítið af uppleystum kísil (<1 part úr milljón) vegna þess að kísilþörungar botnfella fljótt nánast allan fáanlegan uppleystan kísil. Ef umfangsmikið lífrænt botnfall væri ekki til staðar, gæti uppleystur kísill í sjónum aukist upp í mettunarmörk fyrir ópal. Ef sjórinn á upphafsöld næði 55-85°C hita eins og við gerum ráð fyrir hér, gæti uppleystur kísill sem kemur í sjóinn í gegnum neðansjávar útblástur og niðurbrot, aukist í >300 parta úr milljón (gildi sem byggist á kísilleysnisgögnum í Krauskopf (1959)). Þetta er meira en þrjár stærðargráður hærri heldur en í sjónum í dag. Í túlkun okkar, þá var sjórinn á upphafsöld svo kísilríkur, að setmyndun ópals og kísilruni gátu hafist með krafti sem síðar hefur ekki tíðkast. Hið gífurlega magn kísilsetmyndunar og nýmyndun kísilruna á upphafsöld sem fundist hefur í grænsteinabeltinu eru því útskýrðar auðveldlega með háu hitastigi og þar af leiðandi hárri upplausn kísils sem var lagt fram hér. (High Archean climatic temperature inferred from oxygen isotope geochemistry of cherts in the 3.5 Swaziland Supergroup, L. Paul Kauth, Donald R. Lowe, Geological Society of America, Vol. 115, No. 5, maí 2003, bls. 578).

Þó svo að rannsakendur virtust vera á réttri leið þegar þeir komu auga á að aukið hitastigi í sjónum leyfði hærri mettun á uppleystum kísil sem þeir gerðu ráð fyrir að myndi fella út chert, þá fór eitt smáatriði fram hjá þeim: hið áætlaða hitastig upp á 85°C er heitt, en það er minna er helmingurinn af því hitastigi sem þarf til að botnfall kvars-chert geti átt sér stað.

Hinn markþátturinn í steinrunaferlinu sem fór fram hjá rannsakendum er sú staðreynd að hár þrýstingur er nauðsynlegur fyrir vöxt dulkornótts kvars (chert). Chert steinarnir í Suður-Afríku uxu ekki í grunnum og köldum (eða heitum) sjó, heldur í nokkurra kílómetra djúpum og heitum sjó.

Fimmta þrepið, veðrun, er sú vísbending að steinrunaferlið átti sér stað fyrir minna en 4400 árum síðan. Með því að líta á veðrun með viðmiði allsherjar flóðsins, þá kemur fram vísbending á nánast öllu landslagi þar sem náttúrulegir steingervingar finnast í dag. Myndin hér að ofan sýnir útkomu veðrunar frá tveimur stöðum, annar þeirra er í sunnanverðu Utah en hinn í norðanverðu Arizona. Í báðum tilfellum sýna leirset og steingervt tré lítilsháttar veðrun. Þetta er það sem við eigum von á, vegna þess að flóðið átti sér stað aðeins fyrir nokkrum þúsund árum síðan. Hefði það verið milljónir ár síðan, eins og nútíma jarðfræði gerir ráð fyrir, þá hefði grænu setinu löngu verið skolað burt, og flust niður hlíðarnar inn í dalsbotninn. Enn fremur sýna bæði tilfellin að brotnu hlutarnir af steingervðu trénu eru á takmörkuðu litlu svæði, sem bendir til lítillar hreyfingar á steingervingunum síðan myndun þeirra.

Þurra eyðimerkurumhverfið þar sem þessir steingervingar liggja, verður ekki fyrir mikilli rigningu, en milljónir ár myndu gersamlega hafa skolað út leirhæðirnar í dag sem breytast greinilega eftir hverja rigningahríð. Hneppi og ástand steingervðu trjáanna eru einfaldlega of ‚fersk‘ til að réttlæta veðrun yfir milljónir ára.

Þar sem meirihlutinn af öllum steingervingum mynduðust á eða nálægt yfirborðinu, kemur það ekki á óvart að það þarf mjög litla veðrun til að steingervingarnir líti dagsins ljós sem sjást á víðavangi í dag. Sjötta þrepið í steinrunaferlinu er þegar steingervingarnir koma í ljós eftir að hafa myndast í allsherjar flóðinu. Steingervingar eru einfaldlega steinar, nokkuð oft kristallaðir steinar byggðir á kvars, en kvars kristallar geta aðeins myndast í umhverfi vaþrývarma. Vegna þess að aðstæður þær sem steingervingar myndast í eru svo krefjandi, sýna tilvera þeirra, staðsetning þeirra og áhrif veðrunar á þá, allir raunveruleika allsherjar flóðsins.