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Bola de carbón

Octubre 02, 2021

Una bola de carbón es una masa esférica —que a pesar de lo que su nombre sugiere, es rica en calcio y no en carbón— resultado de la permineralización de organismos vivos. Las bolas de carbón se formaron alrededor de 300 millones de años atrás, durante el Carbonífero. Debido a su notable conservación de la materia orgánica, son muy útiles para los científicos, los cuales cortan la cáscara para investigar el pasado geológico de la Tierra.

Una bola de carbón

En 1855, los científicos ingleses Joseph Dalton Hooker y Edward William Binney, hicieron la primera descripción científica de las bolas en Inglaterra, y la investigación inicial sobre éstas se llevó a cabo en Europa. No fue sino hasta 1922 que las bolas fueron descubiertas e identificadas en Norteamérica. Desde entonces, se han encontrado en otros países, y han permitido el descubrimiento de cientos de especies y géneros —unas 300 especies animales y 120 géneros vegetales—. Las bolas pueden ser encontradas en vetas de carbón de América del Norte y Eurasia. Las de Norteamérica son relativamente generalizadas, tanto estratigráficamente y geológicamente, en comparación con las de Europa. Las más antiguas datan de la edad Namuria y son originarias de Alemania y la República Checa.

Introducción al mundo de la ciencia, y la formación

 
Sir Joseph Dalton Hooker, quien junto a William Edward Binney, fue el primero en informar sobre la existencia de las bolas de carbón.

La primera descripción científica de las bolas de carbón se realizó en 1855 por Sir Joseph Dalton Hooker y Edward William Binney, quienes informaron sobre ejemplos encontrados en las vetas de carbón de Yorkshire y Lancashire en Inglaterra. Los científicos europeos hicieron gran parte de las primeras investigaciones.[1]​[2]​

Las bolas de carbón en América del Norte se encuentra en vetas de carbón de Iowa desde 1894,[3]​[4]​ aunque la conexión a las bolas de carbón europeas no se hizo hasta Adolf Carl Noé (el carbón, cuya bola se encuentra en realidad por Gilbert Cady)[3]​[5]​) señaló a la paralela en 1922.[2]​ La obra de Noé de un renovado interés en las bolas de carbón, y por la década de 1930, señaló a los paleobotánicos de Europa a la Cuenca de Illinois en busca de ellos.[6]​

Hay dos teorías: la autóctona (in situ) la teoría y la teoría alóctona (deriva) - que intentan explicar la formación de bolas de carbón, aunque el tema es sobre todo la especulación.[7]​

En la teoría en situ, se cree que en o cerca de su materia orgánica presente ubicación acumulado alrededor de una turbera y, poco después de enterramiento, se sometió a permineralización - minerales filtrado en la materia orgánica y formó un molde interno de la misma.[8]​[9]​ El agua con un alto contenido de minerales disueltos fue enterrado junto a la materia vegetal en una turbera. A medida que los iones disueltos cristalizados, la materia mineral precipitado. Esto hizo que las concreciones que contienen material vegetal para formar y conservar como masas redondeadas de piedra. La carbonificación fue impedida debido a eso, la turba se conservó y, finalmente, se convirtió en una bola de carbón.[10]​ La mayoría de las bolas de carbón bituminosas y las vetas de carbón de antracitas[11]​ se encuentran en lugares donde la turba no se comprimió suficiente como para que el material quede como carbón.[10]​

Marie Stopes y David Watson analizaron sus propias muestras de bolas de carbón. Decidieron que las bolas de carbón se habían formado in situ, pero hizo hincapié en la importancia de la interacción con agua de mar, creyendo que era necesario que una bola de carbón esté a la forma.[12]​ Algunos partidarios de la teoría in situ de la formación de la bola de carbón se cree que Stopes y el descubrimiento de Watson de un tallo de la planta que se extiende a través de múltiples bolas de carbón muestra que las bolas de carbón formadas in situ, que indica que la teoría de la deriva no puede explicar Stopes y la observación de Watson. También citan frágiles piezas de material orgánico se proyecten fuera de unas bolas de carbón, que indican que las proyecciones se habría destruido si la teoría de la deriva era correcta.[13]​

La teoría de la deriva, sin embargo, se supone que el material orgánico no se formó en o cerca de su ubicación actual. Por el contrario, afirma que el material que se convertiría en una bola de carbón fue transportado desde otro lugar por medio de una inundación o una tormenta.[14]​

Algunos partidarios de la teoría de la deriva, como Sergio Mamay y Yochelson Ellis, cree que la presencia de animales marinos en las bolas de carbón es una prueba de material que se transporta de un infante de marina a un medio ambiente no marino.[14]​

Contenido

 
Calcita y micro dolomitas son materiales comunes que se encuentran en las bolas de carbón

A pesar de la palabra "carbón" en su nombre, las bolas de carbón no están hechas de carbón (no son inflamables y son inútiles para el combustible),[15]​[16]​ pero son las formas permineralizadas más ricas en carbonato de calcio y magnesio, pirita de hierro y sílice.[17]​[18]​ Otros minerales, como marcasita, yeso, cuarzo, illita, caolinita y lepidocrocita también aparecen en las bolas de carbón, aunque en menores cantidades.[19]​ Aunque las bolas de carbón son generalmente del tamaño del puño de un hombre,[20]​ se ha sabido que sus tamaños varían en gran medida, habiendo sido descritas como que van desde el de una nuez hasta 3 pies (1 m) de diámetro. Algunas bolas de carbón que se han encontrado eran más pequeñas que un dedal.[16]​

Las bolas de carbón comúnmente contienen dolomitas, productos de aragonito, y las masas de materia orgánica en las diversas etapas de descomposición.[10]​ Hooker y Binney analizaron una bola de carbón, encontrando "una falta de madera de coníferas ... y las frondas de helechos", y que la materia vegetal descubierta "pareció haberse organizado apenas cayó de la planta que la produjo".[21]​ Las bolas de carbón por lo general no se conservan en las hojas de las plantas.[22]​

En 1962, Sergio Mamay y Yochelson Ellis analizaron las bolas de carbón de América del Norte.[23]​ Tras el descubrimiento de organismos marinos en una bola de carbón, estas se clasifican en tres tipos: normal (a veces conocido como floral), que contiene solamente materia vegetal; fauna, que contiene fósiles de animales únicos; y mixto, que contiene tanto material vegetal y animal. Las bolas de carbón mixtos fueron divididas en heterogéneas, donde se separa el material vegetal del animal claramente; y homogéneas, las que carecen de esta separación.[24]​

Preservación

La calidad de la preservación en las bolas de carbón varía desde la ausencia de la conservación hasta el punto de ser capaz de analizar las estructuras celulares.[9]​ Se han encontrado algunas bolas de carbón que contienen preservados los pelos radicales,[25]​ el polen[26]​ y las esporas,[26]​ y se describen como "más o menos perfectamente conservadas".[27]​ Otras han sido descritas como "botánicamente sin valor", al no contener material conservado en absoluto.[28]​ Las bolas de carbón con un contenido bien conservado son útiles para los paleobotánicos.[29]​ Se han utilizado como un medio para analizar la distribución geográfica de la vegetación que contienen, proporcionando evidencia de que las plantas ucranianas y de Oklahoma del cinturón tropical fueron una vez las mismas.[30]​ La investigación sobre las bolas de carbón también ha llevado al descubrimiento de más de 130 géneros y 350 especies.[1]​

Tres factores principales que determinan la calidad del material conservado en una bola de carbón: Los componentes minerales, la velocidad del proceso de enterramiento, y el grado de compresión antes de someterse a permineralización.[31]​ En general, las bolas de carbón que resultan de los restos que tengan un entierro rápido con poco deterioro y la presión son más bien conservadas, aunque la planta se mantiene en la mayoría de las bolas de carbón casi siempre muestran diferentes signos de decadencia y el colapso.[10]​ Las bolas de carbón que contienen cantidades de sulfuro de hierro que la preservación mucho más bajo que las bolas de carbón permineralizado por el magnesio o carbonato de calcio,[10]​ que ha obtenido el título de sulfuro de hierro "la principal maldición del cazador de bolas de carbón".[25]​

Distribución

 
Una bola de carbón proveniente del sur de Illinois

Las bolas de carbón se encontraron por primera vez en Inglaterra, y más tarde en otras partes del mundo, incluyendo Australia,[14]​[32]​ Bélgica, los Países Bajos, la ex Checoslovaquia, Alemania, Ucrania,[33]​ China[34]​ y España.[35]​ Estos también fueron encontrados en América del Norte, donde, en comparación con Europa, que son relativamente generalizado,[1]​ en los Estados Unidos, las bolas de carbón se han encontrado en la cuenca de Illinois a Ohio en la región de los Apalaches,[26]​ con edades que van desde el más Estefaniense (aproximadamente 304 a 299 millones de años) hasta el final de Westfalia (aproximadamente 313 a 304 millones de años). Las bolas de carbón europeas son por lo general desde el final de la etapa temprana de Westfalia.[1]​ La edad de las bolas de carbón por lo general van desde el Período Pérmico (299 a 251 millones de años) en el Carbonífero superior,[36]​ aunque las bolas de carbón más antiguas eran de una edad temprana Namurian (326 a 313 millones de años) y fueron descubiertos en Alemania y Checoslovaquia.[1]​

En las vetas de carbón, las bolas de carbón están completamente rodeados por el carbón.[37]​ A menudo se encuentran distribuidos al azar a lo largo de la costura en grupos aislados,[29]​ generalmente en la mitad superior de la costura. Su presencia en las vetas de carbón puede ser muy esporádica o regular; muchas costuras de carbón se ha encontrado que contienen las bolas de carbón en absoluto.[38]​

Métodos de análisis

 
Una sección delgada de una bola de carbón

El seccionamiento fino era un procedimiento de principios para analizar el material fósil contenido en las bolas de carbón.[39]​ El seccionamiento fino requiere cortar una bola de carbón con una sierra de diamante, a continuación, se aplana y se pule de la sección delgada con un abrasivo.[40]​ Podría ser pegado a una diapositiva, y se coloca bajo un microscopio petrográfico para su examen.[41]​ Aunque el proceso se podría hacer con una máquina, la gran cantidad de tiempo y la mala calidad de las muestras producidas por el seccionamiento delgada dio paso a un método más conveniente.[42]​[43]​

La técnica de la sección delgada fue reemplazada por el líquido ahora común cáscara de la técnica en 1928.[7]​[39]​[42]​ En la técnica de cáscara líquida,[44]​[45]​[46]​ las cáscaras se obtienen cortando la superficie de una bola de carbón con una sierra de diamante, moliendo la superficie de corte sobre una placa de vidrio con carburo de silicio a un acabado liso, y el grabado del corte y la superficie con ácido clorhídrico.[43]​ El ácido disuelve la materia mineral de la bola de carbón, y deja una capa saliente de las células vegetales. Después de aplicar acetona, un trozo de acetato de celulosa se coloca en la bola de carbón. Este se incrusta en las células que conserva la bola de carbón con el acetato de celulosa. Después del secado, el acetato de celulosa puede ser retirado de la bola de carbón con una maquinilla de afeitar y la piel obtenida puede ser teñido con una acidez baja mancha y se observaron bajo un microscopio. Hasta 50 exfoliaciones puede ser extraído de 2 milímetros (0,079 pulgadas) de bola carbón con este método.[43]​

La Difracción de rayos X en polvo también se ha utilizado para analizar las bolas de carbón.[47]​ En la difracción de rayos X, los rayos X de una longitud de onda predeterminada se envían a través de una muestra para examinar su estructura. Se revela información sobre la estructura cristalográfica, la composición química y propiedades físicas del material examinado. La intensidad dispersada del patrón de rayos X es observado y analizado, con las mediciones, de incidente y el ángulo de dispersión, la polarización, y longitud de onda o energía.[48]​

Referencias

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  2. ↑ Noé, 1923a, p. 385.
  3. ↑ Darrah y Lyons, 1995, p. 176.
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  7. ↑ Phillips, Avcin y Berggren, 1976, p. 17.
  8. Hooker y Binney, 1855, p. 149.
  9. ↑ Perkins, 1976, p. 1.
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  • Esta obra contiene una traducción derivada de «Coal ball» de Wikipedia en inglés, publicada por sus editores bajo la Licencia de documentación libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 3.0 Unported.

Véase también

  •   Datos: Q574636
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Octubre 02, 2021
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Una bola de carbon es una masa esferica que a pesar de lo que su nombre sugiere es rica en calcio y no en carbon resultado de la permineralizacion de organismos vivos Las bolas de carbon se formaron alrededor de 300 millones de anos atras durante el Carbonifero Debido a su notable conservacion de la materia organica son muy utiles para los cientificos los cuales cortan la cascara para investigar el pasado geologico de la Tierra Una bola de carbon En 1855 los cientificos ingleses Joseph Dalton Hooker y Edward William Binney hicieron la primera descripcion cientifica de las bolas en Inglaterra y la investigacion inicial sobre estas se llevo a cabo en Europa No fue sino hasta 1922 que las bolas fueron descubiertas e identificadas en Norteamerica Desde entonces se han encontrado en otros paises y han permitido el descubrimiento de cientos de especies y generos unas 300 especies animales y 120 generos vegetales Las bolas pueden ser encontradas en vetas de carbon de America del Norte y Eurasia Las de Norteamerica son relativamente generalizadas tanto estratigraficamente y geologicamente en comparacion con las de Europa Las mas antiguas datan de la edad Namuria y son originarias de Alemania y la Republica Checa Indice 1 Introduccion al mundo de la ciencia y la formacion 1 1 Contenido 2 Preservacion 3 Distribucion 4 Metodos de analisis 5 Referencias 6 Bibliografia 7 Vease tambienIntroduccion al mundo de la ciencia y la formacion Editar Sir Joseph Dalton Hooker quien junto a William Edward Binney fue el primero en informar sobre la existencia de las bolas de carbon La primera descripcion cientifica de las bolas de carbon se realizo en 1855 por Sir Joseph Dalton Hooker y Edward William Binney quienes informaron sobre ejemplos encontrados en las vetas de carbon de Yorkshire y Lancashire en Inglaterra Los cientificos europeos hicieron gran parte de las primeras investigaciones 1 2 Las bolas de carbon en America del Norte se encuentra en vetas de carbon de Iowa desde 1894 3 4 aunque la conexion a las bolas de carbon europeas no se hizo hasta Adolf Carl Noe el carbon cuya bola se encuentra en realidad por Gilbert Cady 3 5 senalo a la paralela en 1922 2 La obra de Noe de un renovado interes en las bolas de carbon y por la decada de 1930 senalo a los paleobotanicos de Europa a la Cuenca de Illinois en busca de ellos 6 Hay dos teorias la autoctona in situ la teoria y la teoria aloctona deriva que intentan explicar la formacion de bolas de carbon aunque el tema es sobre todo la especulacion 7 En la teoria en situ se cree que en o cerca de su materia organica presente ubicacion acumulado alrededor de una turbera y poco despues de enterramiento se sometio a permineralizacion minerales filtrado en la materia organica y formo un molde interno de la misma 8 9 El agua con un alto contenido de minerales disueltos fue enterrado junto a la materia vegetal en una turbera A medida que los iones disueltos cristalizados la materia mineral precipitado Esto hizo que las concreciones que contienen material vegetal para formar y conservar como masas redondeadas de piedra La carbonificacion fue impedida debido a eso la turba se conservo y finalmente se convirtio en una bola de carbon 10 La mayoria de las bolas de carbon bituminosas y las vetas de carbon de antracitas 11 se encuentran en lugares donde la turba no se comprimio suficiente como para que el material quede como carbon 10 Marie Stopes y David Watson analizaron sus propias muestras de bolas de carbon Decidieron que las bolas de carbon se habian formado in situ pero hizo hincapie en la importancia de la interaccion con agua de mar creyendo que era necesario que una bola de carbon este a la forma 12 Algunos partidarios de la teoria in situ de la formacion de la bola de carbon se cree que Stopes y el descubrimiento de Watson de un tallo de la planta que se extiende a traves de multiples bolas de carbon muestra que las bolas de carbon formadas in situ que indica que la teoria de la deriva no puede explicar Stopes y la observacion de Watson Tambien citan fragiles piezas de material organico se proyecten fuera de unas bolas de carbon que indican que las proyecciones se habria destruido si la teoria de la deriva era correcta 13 La teoria de la deriva sin embargo se supone que el material organico no se formo en o cerca de su ubicacion actual Por el contrario afirma que el material que se convertiria en una bola de carbon fue transportado desde otro lugar por medio de una inundacion o una tormenta 14 Algunos partidarios de la teoria de la deriva como Sergio Mamay y Yochelson Ellis cree que la presencia de animales marinos en las bolas de carbon es una prueba de material que se transporta de un infante de marina a un medio ambiente no marino 14 Contenido Editar Calcita y micro dolomitas son materiales comunes que se encuentran en las bolas de carbon A pesar de la palabra carbon en su nombre las bolas de carbon no estan hechas de carbon no son inflamables y son inutiles para el combustible 15 16 pero son las formas permineralizadas mas ricas en carbonato de calcio y magnesio pirita de hierro y silice 17 18 Otros minerales como marcasita yeso cuarzo illita caolinita y lepidocrocita tambien aparecen en las bolas de carbon aunque en menores cantidades 19 Aunque las bolas de carbon son generalmente del tamano del puno de un hombre 20 se ha sabido que sus tamanos varian en gran medida habiendo sido descritas como que van desde el de una nuez hasta 3 pies 1 m de diametro Algunas bolas de carbon que se han encontrado eran mas pequenas que un dedal 16 Las bolas de carbon comunmente contienen dolomitas productos de aragonito y las masas de materia organica en las diversas etapas de descomposicion 10 Hooker y Binney analizaron una bola de carbon encontrando una falta de madera de coniferas y las frondas de helechos y que la materia vegetal descubierta parecio haberse organizado apenas cayo de la planta que la produjo 21 Las bolas de carbon por lo general no se conservan en las hojas de las plantas 22 En 1962 Sergio Mamay y Yochelson Ellis analizaron las bolas de carbon de America del Norte 23 Tras el descubrimiento de organismos marinos en una bola de carbon estas se clasifican en tres tipos normal a veces conocido como floral que contiene solamente materia vegetal fauna que contiene fosiles de animales unicos y mixto que contiene tanto material vegetal y animal Las bolas de carbon mixtos fueron divididas en heterogeneas donde se separa el material vegetal del animal claramente y homogeneas las que carecen de esta separacion 24 Preservacion EditarLa calidad de la preservacion en las bolas de carbon varia desde la ausencia de la conservacion hasta el punto de ser capaz de analizar las estructuras celulares 9 Se han encontrado algunas bolas de carbon que contienen preservados los pelos radicales 25 el polen 26 y las esporas 26 y se describen como mas o menos perfectamente conservadas 27 Otras han sido descritas como botanicamente sin valor al no contener material conservado en absoluto 28 Las bolas de carbon con un contenido bien conservado son utiles para los paleobotanicos 29 Se han utilizado como un medio para analizar la distribucion geografica de la vegetacion que contienen proporcionando evidencia de que las plantas ucranianas y de Oklahoma del cinturon tropical fueron una vez las mismas 30 La investigacion sobre las bolas de carbon tambien ha llevado al descubrimiento de mas de 130 generos y 350 especies 1 Tres factores principales que determinan la calidad del material conservado en una bola de carbon Los componentes minerales la velocidad del proceso de enterramiento y el grado de compresion antes de someterse a permineralizacion 31 En general las bolas de carbon que resultan de los restos que tengan un entierro rapido con poco deterioro y la presion son mas bien conservadas aunque la planta se mantiene en la mayoria de las bolas de carbon casi siempre muestran diferentes signos de decadencia y el colapso 10 Las bolas de carbon que contienen cantidades de sulfuro de hierro que la preservacion mucho mas bajo que las bolas de carbon permineralizado por el magnesio o carbonato de calcio 10 que ha obtenido el titulo de sulfuro de hierro la principal maldicion del cazador de bolas de carbon 25 Distribucion Editar Una bola de carbon proveniente del sur de Illinois Las bolas de carbon se encontraron por primera vez en Inglaterra y mas tarde en otras partes del mundo incluyendo Australia 14 32 Belgica los Paises Bajos la ex Checoslovaquia Alemania Ucrania 33 China 34 y Espana 35 Estos tambien fueron encontrados en America del Norte donde en comparacion con Europa que son relativamente generalizado 1 en los Estados Unidos las bolas de carbon se han encontrado en la cuenca de Illinois a Ohio en la region de los Apalaches 26 con edades que van desde el mas Estefaniense aproximadamente 304 a 299 millones de anos hasta el final de Westfalia aproximadamente 313 a 304 millones de anos Las bolas de carbon europeas son por lo general desde el final de la etapa temprana de Westfalia 1 La edad de las bolas de carbon por lo general van desde el Periodo Permico 299 a 251 millones de anos en el Carbonifero superior 36 aunque las bolas de carbon mas antiguas eran de una edad temprana Namurian 326 a 313 millones de anos y fueron descubiertos en Alemania y Checoslovaquia 1 En las vetas de carbon las bolas de carbon estan completamente rodeados por el carbon 37 A menudo se encuentran distribuidos al azar a lo largo de la costura en grupos aislados 29 generalmente en la mitad superior de la costura Su presencia en las vetas de carbon puede ser muy esporadica o regular muchas costuras de carbon se ha encontrado que contienen las bolas de carbon en absoluto 38 Metodos de analisis Editar Una seccion delgada de una bola de carbon El seccionamiento fino era un procedimiento de principios para analizar el material fosil contenido en las bolas de carbon 39 El seccionamiento fino requiere cortar una bola de carbon con una sierra de diamante a continuacion se aplana y se pule de la seccion delgada con un abrasivo 40 Podria ser pegado a una diapositiva y se coloca bajo un microscopio petrografico para su examen 41 Aunque el proceso se podria hacer con una maquina la gran cantidad de tiempo y la mala calidad de las muestras producidas por el seccionamiento delgada dio paso a un metodo mas conveniente 42 43 La tecnica de la seccion delgada fue reemplazada por el liquido ahora comun cascara de la tecnica en 1928 7 39 42 En la tecnica de cascara liquida 44 45 46 las cascaras se obtienen cortando la superficie de una bola de carbon con una sierra de diamante moliendo la superficie de corte sobre una placa de vidrio con carburo de silicio a un acabado liso y el grabado del corte y la superficie con acido clorhidrico 43 El acido disuelve la materia mineral de la bola de carbon y deja una capa saliente de las celulas vegetales Despues de aplicar acetona un trozo de acetato de celulosa se coloca en la bola de carbon Este se incrusta en las celulas que conserva la bola de carbon con el acetato de celulosa Despues del secado el acetato de celulosa puede ser retirado de la bola de carbon con una maquinilla de afeitar y la piel obtenida puede ser tenido con una acidez baja mancha y se observaron bajo un microscopio Hasta 50 exfoliaciones puede ser extraido de 2 milimetros 0 079 pulgadas de bola carbon con este metodo 43 La Difraccion de rayos X en polvo tambien se ha utilizado para analizar las bolas de carbon 47 En la difraccion de rayos X los rayos X de una longitud de onda predeterminada se envian a traves de una muestra para examinar su estructura Se revela informacion sobre la estructura cristalografica la composicion quimica y propiedades fisicas del material examinado La intensidad dispersada del patron de rayos X es observado y analizado con las mediciones de incidente y el angulo de dispersion la polarizacion y longitud de onda o energia 48 Referencias Editar a b c d e 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