化石化した木

化石木（古代ギリシャ語の πέτραは「岩」や「石」を意味し、文字通り「木が石になった」という意味）は、特殊な種類の化石化した木、つまり陸上植物の化石化した残骸に付けられた名前です。化石化は、木や木のような植物が、しばしば完全鉱化と置換を含む鉱化過程を経て石に置き換わった結果です。 ^[1]細胞壁を構成する有機物は、鉱物（主にオパール、カルセドニー、または石英の形をしたシリカ）で複製されています。場合によっては、幹組織の元の構造が部分的に保持されることがあります。通常は圧痕や圧縮である他の植物の化石とは異なり、化石木は元の有機物

石化のプロセスは、木材が水や火山灰に埋もれることで地下で起こります。水が存在すると酸素の利用可能性が低下し、バクテリアや菌類による好気性分解が阻害されます。堆積物を通って流れるミネラルを含んだ水は、ミネラルが溶液から沈殿して細胞の内部やその他の空きスペースを満たすときに起こる、完全鉱化を引き起こす可能性があります。入れ替わりの間、植物の細胞壁は鉱化のテンプレートの役割を果たします。^{[2]細胞の細部を忠実に保存するには、}セルロースとリグニンの分解とミネラルのテンプレート化のバランスが必要です。ほとんどの有機物は分解することが多いですが、リグニンの一部は残ることがあります。^[3]オパールAの形のシリカは、温泉環境では比較的速く木材を覆い、浸透する可能性があります。^{[4]しかし、化石化した木は、デルタや氾濫原、または火山の}ラハールや灰床の細粒の堆積物に埋もれた木に最もよく見られます。 ^{[5] [6]}このような物質が化石化した森林は、化石の森として知られています。

化石木は、溶解したミネラルで飽和した湿った堆積物に植物の木質の茎が埋もれることで形成されます。酸素が不足すると木材の腐敗が遅くなり、ミネラルが細胞壁を置き換えて木材の空隙を埋めることができます。^{[2] [1]}

木材は主にホロセルロース（セルロースとヘミセルロース）とリグニンで構成されています。これらの物質を合わせると、木材の乾燥組成の 95% を占めます。このうちほぼ半分はセルロースで、木材の強度の多くを占めています。セルロースは、ミクロフィブリル状に重合したグルコースの長い鎖で構成されており、木材の細胞壁を強化しています。ヘミセルロースは、さまざまな単糖の分岐ポリマーで、広葉樹の残りの大部分を占めていますが、フェニルプロパンのポリマーであるリグニンは、針葉樹に多く含まれています。ヘミセルロースとリグニンは、セルロースミクロフィブリルを覆って強化します。^[2]

枯れ木は通常、ホロセルロースから始まって微生物によって急速に分解されます。リグニンは疎水性（水をはじく）で、腐敗がはるかに遅いです。腐敗速度は温度と水分含有量によって左右されますが、酸素の排除が木材組織を保存する最も重要な要素です。リグニンを分解する生物は、その生命活動に酸素が必要です。その結果、始新世（約5600万年以上前）より古い化石木材は、ホロセルロースをほぼすべて失い、リグニンだけが残っています。微生物による分解に加えて、アルカリ環境に埋もれた木材は、アルカリとの無機反応によって急速に分解されます。^[2]

木材は泥、特に火山灰からできた泥に急速に埋もれることで分解から守られる。^[7]その後、木材は鉱化されて石に変わる。古生代の地層、特にベレア砂岩のカリキシロンからは鉱化されていない木材が発見されているが、これは非常に珍しい。化石化した木材は後に周囲の堆積物の浸食によって露出する。鉱化されていない化石木材は浸食によって露出すると急速に破壊されるが、化石化した木材は非常に耐久性がある。^[2]

化石化した木には約 40 種類の鉱物が確認されていますが、シリカ鉱物が圧倒的に重要です。方解石と黄鉄鉱はそれほど一般的ではなく、他の鉱物も非常にまれです。シリカは細胞壁のセルロースと水素結合して一種のテンプレートを形成します。セルロースが分解すると、追加のシリカがセルロースを置き換え、細胞壁が細部まで保存されることがよくあります。^[2]このように、細胞壁内で珪化が始まり、細胞内と細胞間の空間が徐々にシリカで満たされます。^{[1] [8] [9]}時間が経つと、元の有機物質のほとんどが失われ、化石化した木には約 10% しか残っていません。^{[2] [1]}残った物質はほぼ純粋なシリカで、鉄、アルミニウム、アルカリおよびアルカリ土類元素のみが微量以上含まれています。鉄、カルシウム、アルミニウムが最も一般的で、これらの元素の 1 つ以上が組成の 1% 以上を占める場合があります。^[2]

シリカが最初にどのような形をとるかは、まだ研究中です。最初はオパールとして堆積し、その後長い時間をかけて石英に結晶化したという証拠があります。 ^{[2] [9]}一方、シリカが直接石英として堆積したという証拠もあります。^[8]

木材はシリカを多く含む温泉で急速に珪化します。^[10]このような環境で石化した木材は地質学的記録のほんの一部に過ぎませんが、^[2]温泉堆積物は、より繊細な植物の部分が精巧な詳細で保存されていることがあるため、古生物学者にとって重要です。これらのラーガーシュテッテ堆積物には、陸上植物の進化の初期段階を記録した古生代の ライニーチャート層とイーストカークトン石灰岩層が含まれます。^[11]

化石化した木材の色のほとんどは微量金属によるものです。これらのうち鉄は最も重要で、その酸化状態に応じてさまざまな色合いを生み出します。 クロムは明るい緑色の化石化した木材を生み出します。色の変化は、おそらく鉱化のさまざまな段階を反映しています。場合によっては、微量金属のクロマトグラフィーによる分離によって変化が生じることもあります。^[12]

木材は、炭層のコンクリーションで起こるように、方解石によって石化されることもある。方解石によって石化した木材は、元の有機質をより多く保持する傾向がある。石化は、細胞壁への針鉄鉱の沈着から始まり、続いて空隙への方解石の沈着が続く。^[13]炭化した木材は珪化に抵抗性があり、通常は他の鉱物によって石化される。^[1]シリカ鉱物以外の鉱物によって石化した木材は、ウラン、セレン、ゲルマニウムなどの重金属を蓄積する傾向があり、ウランはリグニンを多く含む木材に最も多く含まれ、ゲルマニウムは炭層に保存された木材に最も多く含まれる。化石木材ではホウ素、亜鉛、リンが異常に少なく、微生物によって浸出または捕捉されたことを示唆している。^[2]

あまり一般的ではないが、珪化木に代わる鉱物として黄銅鉱やその他の硫化鉱物がある。これらは、ニューメキシコ州キューバ近郊のナシミエント鉱山などで銅鉱石として採掘されている。^[14]

^{科学者たちは、自然の石化プロセス[2]}をより深く理解するため、また、セラミック材料としての利用可能性を探るために、木材の石化プロセスを再現しようと試みてきました。 ^[15]初期の試みでは、シリカ源としてメタケイ酸ナトリウムが使用されていましたが、テトラエチルオルトケイ酸の方が有望であることが証明されました。^[2]

化石化した木は宝飾品としてはあまり使われていませんが、ブックエンド、テーブルトップ、時計の文字盤、その他の装飾品などの装飾品として主に使われています。^[16]化石の森国立公園の近くにある先祖プエブロ人の建造物 の多くは化石化した木で建てられており、その中にはアゲートハウスプエブロも含まれています。^{[17]化石化した木は}ニューエイジヒーリングにも使われています。^{[18] [19]}

化石化した木は、木本植物が初めて陸地に現れたデボン紀（約3億9000万年前）から現在に至るまでの堆積層で世界中で発見されている。化石化した「森林」は、火山の噴火によって生態系全体が埋もれ（幹は成長した位置のままであることが多い）、または河川環境で流木が集積したものであることが多い。イエローストーン国立公園のアメジストリッジには、噴火によって埋もれた27の森林生態系が連続して見られ、化石化した森国立公園は河川で流木が集積した特に優れた例である。^[2]

火山灰は、風化すると大量のシリカが放出されるため、木材の保存に特に適しています。堆積層に化石化した木が存在することは、風化した火山灰の存在を示すことが多いです。^{[5]化石化した木は、分解するとシリカを放出する}長石やその他の鉱物が豊富なアルコシック堆積物にも形成されることがあります。石炭紀からペルム紀にかけての温暖なスーパーモンスーン気候は、このプロセスに有利だったようです。火山灰層の化石化した森林の保存は、気候の影響を受けにくく、種の多様性をより多く保存します。^[20]

化石化した木が多数存在する地域は次のとおりです。

• エジプト – カイロ・スエズ道路の化石の森。環境省により国家保護区に指定されている。また、新カイロのナスル市拡張地域、エル・カッタミヤ、エル・マーディ地区付近、アル・ファラフラ・オアシスにも化石の森がある。^[21]
• リビア –大砂漠– 数百平方マイルの石化した幹、枝、その他の残骸が石器時代の遺物と混ざり合っている^[要出典]
• マダガスカル – 北西海岸^[22]
• ナミビア –ダマラランドの化石の森
• スーダン –エルクルル北部の化石の森^[23]

• 中国 -中国北西部の新疆ウイグル自治区のジュンガル盆地では、政府がこの物質の収集を取り締まる措置を講じている。^[要出典]
• インド – 化石化した木で知られる保護地には、ティルヴァッカライ国立化石木公園（2000万年前の化石）とアカル木化石公園（1億8000万年前の化石）がある。化石化した木はグジャラート州カッチのドホラビラでも発見されており、その年代は1億8700万～1億7600万年前まで遡る。^[24]
• 日本 –仙台市富沢遺跡博物館には化石化した森が保存されている
• インドネシア – 化石化した木はバンテン州のいくつかの地域とハリムン山サラク国立公園の一部に広がっています。
• イスラエル –ネゲブ砂漠のハマクテシュ・ハガドルに化石化した木の例がいくつか発見されています。
• パキスタン – シンド – ダドゥ – キルタール国立公園の化石の森
• サウジアラビア – リヤド北部の化石の森^[要出典]
• タイ –バンタック県のバンタック化石の森公園には世界最長の化石化した丸太があり、^[25]公式には69.7メートルと測定されています。^[26]

• オーストラリア – 石化および乳白色の木材の堆積があります。クイーンズランド州のチンチラは「チンチラ レッド」で有名です。
• ニュージーランド：
  • カトリンズ海岸のキュリオ湾には、多くの化石化した木が存在します。
  • 化石の森、タカプナ、オークランド、ニュージーランド
  • ティタヒ ベイ ビーチ、ポリルア、ニュージーランド

• ベルギー –ヒューガルデン近くのジオサイト グードベルグ。^{[27] [28] [29]}
• チェコ共和国、ノヴァ・パカ–チェコ共和国のペルム紀～石炭紀の岩石で最も有名な産地。
• フランス – シャンクロゾン村の化石の森^[30]
• ジョージア –ゴデルジ化石の森自然記念物。^[31]
• ドイツ -ケムニッツの自然史博物館には、1737年に町で発見されたケムニッツの化石の森の化石化した木のコレクションが収蔵されています。
• ギリシャ –レスボス島の西端にあるレスボスの化石の森は、おそらく最大の化石の森であり、面積は 150 km ² (58 平方マイル) を超え、1985 年に国定公園に指定されました。根系を備えた大きな直立した幹や、長さ 22 メートルに達する幹が見られます。
• イタリア：
  • ドゥナロッバのフォレスタ化石、ウンブリア州アヴィリアーノ・ウンブロ近くの化石化した森林（イタリア中部）、ピアチェンツィアン時代。
  • Foresta pietriificata di Zuri – Soddì 、ソッディ近くの化石化した森林（サルデーニャ州オリスターノ県）、年代はチャッティアン–アキタニア時代。
• ノルウェー –スヴァールバル諸島の化石化した熱帯林^{[32] [33]}
• ウクライナ –ドルシキフカ近くの石化したアラウカリアの幹
• イギリス
  • フォッシル グローブ、グラスゴー、スコットランド
  • 化石の森、ドーセット、イギリス

• カナダ –アルバータ州南部の荒地。化石化した木はアルバータ州の州石である。ヌナブト準州のアクセル・ハイバーグ島には大きな化石化した森がある。エドモントン周辺のノースサスカチュワン川とその周辺。ニューファンドランド州スティーブンビルのブランシュブルックには3億500万年前の例がある。^[34]
• アメリカ合衆国
  • サウスダコタ州レモンの珪化木公園
  • ワシントン州のイチョウ/ワナパム州立公園
  • アリゾナ州の化石の森国立公園
  • カリフォルニアの化石の森
  • ミシシッピ州フローラのミシシッピ化石の森
  • チェロキー牧場の化石の森^[35]
  • コロラド州フロリサント近郊のフロリサント化石層国定公園
  • イエローストーン化石の森とガラティン化石の森、イエローストーン国立公園、ワイオミング州
  • ノースダコタ州メドラ郊外のセオドア・ルーズベルト国立公園の南部
  • ニューヨークのギルボア化石の森
  • サウスダコタ州のブラックヒルズ化石の森
  • ユタ州エスカランテ化石の森州立公園
  • オレゴン州メドフォード近郊のアッパー・ローグ川渓谷にあるアゲート砂漠
  • ニューヨーク州カイロ近郊のキャッツキル地域の化石の森^[36]
  • ネバダ州のバレー・オブ・ファイヤー州立公園
  • ニューメキシコ州のビスティ・バッドランズ
  • バージニア州プリンスウィリアム森林公園^[37]

• アルゼンチン –アルゼンチンのパタゴニア地方サンタクルス州のサルミエント化石の森とハラミージョ化石の森には、直径3メートル（9.8フィート）、長さ30メートル（98フィート）を超える木がたくさんあります。^[38]
• ブラジル：
  • パレオロタジオパークには、化石化した木々が広がる広大な地域がある。^[39]
  • ヘリテージフォレスト
  • トカンチンス州の化石樹木自然記念物（ Monumento Natural das Árvores Fossilizadas ） :ディクソニア科（特にPsaroniusとTietea）の化石林と節足動物
  • ディクソニア科（特にPsaroniusとTietea singularis ）と節足動物の化石林もサンパウロ州で見つかっている^[40]
  • ペルム紀のリオ・ポティ、ピアウイ、近くのフロレスタ・デ・テレシナの化石（約2億8,000万年から2億7,000万年前）。
• エクアドル –プヤンゴ化石の森– 世界最大級の化石化木のコレクションの一つ。^[41]

• アンバー
• アメジストマウンテン
• アラウカリオキシロン・アリゾニクム
• 化石木材
• ジェット（宝石）
• パルモキシロン（化石化したヤシの木）
• 水没林
• ウッドオパール

ウィキメディア・コモンズには、 Petrified_woodに関連するメディアがあります。

• レスボス島の化石の森 - 保護された天然記念物
• ノヴァ・パカ市立博物館
• ミシシッピの化石の森
• アメリカのレクリエーションとレジャーの百科事典