Bagaimana Fosil Dapat Terbentuk? Proses Pembentukan dan Jenis Fosil dalam Paleontologi

Fosil adalah semua bentuk bukti kehidupan masa lalu yang terawetkan dalam batuan. Masa lampau dalam perspektif geologi adalah waktu geologi yang paling muda, yakni kala Pleistosen (11,7 ribu hingga 2,5 juta tahun yang lalu). Dengan demikian, tidak semua sisa tubuh makhluk hidup yang ditemukan dapat dikategorikan sebagai fosil, terutama organisme yang hidup dan mati relatif di masa kini.

Fosil dapat berupa sisa bagian tubuh, cetakan dari bagian tubuh yang lunak, cast dan mold (cetakan) dari bagian tubuh tertentu, bagian tubuh yang tergantikan dengan mineral lain atau bukti dari aktivitas hewan seperti jejak kaki dan lubang galian. Bagian tubuh makhluk hidup mulai dari tulang yang keras dan cangkang hewan, sel lunak pada tanaman, bagian tubuh yang lunak dari ubur-ubur hingga organisme bersel tunggal seperti bakteri dan alga dalam kondisi yang tepat dapat menjadi fosil.

Kondisi yang paling baik bagi pembentukan fosil adalah di lingkungan laut, namun berbagai proses dan fenomena di lautan dapat melarutkan bagian tubuh yang keras dan hewan pemakan bangkai dapat merusak bahkan menghilangkan sisa-sisa tubuh lainnya. Dengan demikian, bahkan dalam kondisi yang ideal di dalam lautan, kemungkinan terbentuknya fosil menjadi sangat kecil. Bagi kehidupan di darat, kemungkinan sisa organisme untuk terkubur dan terawetkan bahkan lebih kecil lagi. Dengan kata lain, fosil yang ditemukan di alam wujudnya tidak akan sempurna atau utuh, sehingga hanya merekam sebagian kecil dari bentuk organisme yang pernah hidup.

Meskipun tidak sempurna, rekaman fosil digunakan dalam korelasi stratigrafi dengan menerapkan prinsip suksesi fauna hingga menghasilkan metode untuk menentukan umur suatu formasi batuan dalam skala waktu geologi.

Fosil ikan pari purba ini adalah contoh spesimen yang ditemukan dengan kondisi yang baik. Material sedimen halus yang mengubur jasadnya menjadi salah satu pendukung terbentuknya fosil (museum geologi Bandung)

1. Syarat Terbentuknya Fosil

Suatu sisa organisme dapat menjadi fosil apabila memenuhi kondisi-kondisi berikut.

Makhluk hidup tersebut bagian tubuh yang relatif keras sehingga resisten terhadap perubahan-perubahan yang terjadi setelah kematiannya. Bagian tubuh yang keras umumnya terbentuk dari unsur-unsur seperti di bawah ini.

Pada tumbuhan dapat berupa:

• Celulosa (C₆H₁₀O₆), seperti yang terdapat pada fungi, alga, mycomycites, dsb.
• Silika (SiO₂), seperti pada diatom, carex, equisites (tanaman ekor kuda)
• Kalsium karbonat (CaCO₃), seperti yang dimiliki Coralina officinalis (alga merah), Halimeda (alga hijau).

 

Tulang belulang adalah bagian tubuh yang paling umum menjadi fosil dari makhluk vertebrata seperti gajah purba. Kandungan kalsium phospat dalam tulang yang keras dan resisten menjadi faktor utamanya (museum geologi Bandung)

 

Pada hewan unsur yang membentuk bagian tubuh yang keras dapat berupa:

• Kalsit (CaCO₃), seperti yang terdapat pada koral, bryozoa, brachiopoda, globigerina dan sebagian besar anggota filum echinodermata
• Aragonit (CaCO₃) elemen ini dimiliki oleh miliolina, quinqueloculina, triloculina (ketiganya merupakan foraminifera yang memiliki test dari porselen). Coral jenis madreporaria, scapopoda (unit kelas dari filum moluska)
• Silika (SiO2), seperti yang dimiliki oleh radiolaria, silicispongiae
• Chitine (C₁₅H₂₆N₂O₁₀), seperti yang membentuk tubuh hydrozoa, ceratispongiae, graptozoa dan arthropoda
• Kalsium phospat {(CaPO₄)₂} seperti pada ascidian (anggota filum protozoa) dan tulang hewan vertebrata.

 

Segera terkubur dalam sedimen setelah kematian

Sebagian besar fosil dengan kondisi yang baik dapat terbentuk karena tidak lama setelah organisme tersebut mati jasadnya segera tertutup atau terkubur dalam material sedimen berbutir halus, seperti lempung hingga pasir sangat halus. Syarat ini diperlukan untuk menciptakan kondisi anaerob (tanpa oksigen) sehingga proses pembusukan yang akan merusak jasad atau sisa tubuh oleh bakteri dan mikro organisme tidak terjadi. Dalam banyak kasus ditemukannya fosil dengan detail struktur tubuh yang amat baik disebabkan lokasi terkuburnya makhluk tersebut dahulunya merupakan lingkungan reduksi (misalnya rawa-rawa) yang relatif anaerob.

 

Fosil moluska yang ditemukan di situs Sangiran, Jawa Tengah sebagian besar hidup di lingkungan laut tertutup di masa lampau dengan kondisi arus yang tenang dan terkubur dalam material lempung hingga pasir halus (dok. pribadi)

Terhindar dari kerusakan

Jasad organisme agar dapat membentuk fosil dengan kondisi yang baik juga harus terhindar dari proses-proses destruktif seperti akibat dari aktivitas endogenik seperti gempa bumi dan erupsi gunung api serta faktor eksogenik seperti hujan atau badai yang dapat merusak tubuhnya. Faktor lain seperti jasad tidak dimakan oleh hewan lain (scavenging) atau mengalami pembusukan oleh mikro organisme juga sangat menentukan pembentukan fosil. 

Berdasarkan uraian di atas dapat disimpulkan jika fosil tidak akan ditemukan dalam batuan sedimen yang memiliki ukuran butir yang kasar, misalnya pada batuan konglomerat, breksi, dsb. Selain karena ukuran butir yang besar cenderung akan mengerosi dan merusak jasad organisme ketika sedimentasi terjadi, material berbutir kasar juga memiliki sifat porous sehingga memungkinkan bagi mikro organisme untuk menyusup serta memakan jasad sehingga tidak akan membentuk fosil.

 

2. Jenis-Jenis Fosil

Sisa-sisa atau cetakan dari bagian tubuh yang keras, seperti cangkang tiram laut atau tulang dinosaurus adalah tipe fosil yang paling umum ditemukan. Material aslinya hampir selalu sudah tergantikan dengan mineral baru yang mengawetkan sebagian besar bentuk asli dari cangkang, tulang, atau jaringan sel. Tipe-tipe pengawetan dalam bentuk fosil secara umum terdiri dari pengawetan aktual, permineralisasi, mold dan cast, karbonisasi dan fosil jejak.

Pengawetan aktual (actual preservation) adalah bentuk fosilisasi yang jarang dijumpai dimana material aslinya atau bagian tubuh yang keras dari suatu organisme terawetkan. Pengawetan bagian tubuh yang lunak sangat jarang terjadi karena material organik mudah hancur akibat proses pembusukan oleh bakteri. Contoh dari pengawetan aktual adalah material biologis yang tidak berubah seperti serangga yang terperangkap dalam batu amber atau unsur mineral asli seperti lapisan mutiara di bagian dalam cangkang tiram. Contoh lainnya adalah kulit dan bulu gajah purba yang terawetkan di dalam endapan akhir zaman es di wilayah Artik. Proses mumifikasi yang langka terjadi mengawetkan fragmen-fragmen jaringan lunak, kulit, dan bahkan terkadang pembuluh darah dinosaurus, yang mana protein di dalamnya dapat diekstrak dan bukti fragmen-fragmen DNA ditemukan.

Bison purba ini ditemukan dalam kondisi hampir semua bagian tubuhnya masih utuh, seperti kulit, bulu bahkan daging dan otot. Permafrost di wilayah Alaska, AS dengan suhu dingin yang ekstrim membantu mengawetkan the blue babe dengan nyaris sempurna (ancient-origins.net)

 

Permineralisasi terjadi ketika suatu organisme terkubur dan unsur-unsur dalam air tanah secara menyeluruh menyusup ke dalam setiap rongga yang ada di dalamnya, bahkan hingga ke rongga antar sel. Struktur tubuh yang lunak pada akhirnya dapat terawetkan dengan detail yang sangat baik. Namun biasanya material yang lebih keras seperti tulang dan gigi adalah bagian yang paling sering mengalami permineralisasi. Fosil kayu adalah contoh bagaimana struktur selulosa pada tanaman dapat terawetkan dengan detail yang mengagumkan. 

Spesimen fosil kayu dari Arizona, AS. Jaringan selulosa di dalam batang kayu mengalami permineralisasi oleh silika yang berasal dari abu gunung api yang menimbun daerah sekitar yang dahulunya adalah hutan. Mineral silika memberikan beragam warna pada fosil kayu di situs nasional ini (pinterest)

Mold dan cast terbentuk ketika material asli suatu organisme terlarut dan menciptakan rongga di dalam batuan yang melingkupinya. Bentuk dari rongga ini adalah cetakan bagian luar (external mold). Jika mold ini kemudian terisi dengan material sedimen atau mineral presipitasi (seperti silika), maka bentuk bagian luar organisme tersebut akan terawetkan dalam bentuk cast. Terkadang rongga dalam organisme, seperti tiram, siput dan bahkan tengkorak manusia yang terfosilkan sebagai cast mengawetkan struktur bagian dalam tubuh yang lunak dengan detail yang sangat baik. Jika kondisi kimiawi lingkungannya tepat dan proses penguburannya berlangsung cepat, nodul-nodul mineral akan terbentuk di sekitar struktur tubuh yang lunak dan mengawetkan wujudnya dalam bentuk tiga dimensi. Fenomena ini dikenal sebagai authigenic mineralization.

Sebagian moluska air tawar memiliki cangkang yang relatif tipis, sehingga beberapa fosil gastropoda purba air tawar ditemukan dalam bentuk cast atau mold karena cangkangnya hancur dalam proses fosilisasi (dok. pribadi)

Karbonisasi terjadi ketika jaringan organik suatu organisme mengalami tekanan hingga unsur-unsur volatil di dalamnya terkompresi keluar. Semua elemen kecuali karbon akan menghilang hingga meninggalkan siluet/cetakan karbon dari bentuk organisme aslinya. Fosil daun dan tumbuhan paku adalah contoh dari karbonisasi yang umum ditemukan.

Fosil tumbuhan paku yang terfosilkan melalui proses karbonisasi (thefossilforum.com)

Fosil jejak adalah bukti tidak langsung yang ditinggalkan oleh suatu makhluk hidup, seperti lubang galian dan jejak kaki, sebagaimana organisme tersebut hidup di masa lampau. Iknologi adalah suatu studi khusus terhadap jejak-jejak hewan purba. Jejak-jejak kaki dinosaurus dapat menunjukkan kehadiran dan cara bergeraknya pada suatu daerah dan bahkan memberikan informasi mengenai ukuran, kecepatan, cara bergerak dan tingkah lakunya. Liang yang dibuat oleh hewan penggali dapat menyiratkan keberadaan dan cara hidupnya. Fosil jejak lainnya termasuk kotoran yang terfosilkan atau yang disebut koprolit dan batu perut atau gastrolit dapat memberikan informasi tentang jenis makanan dan habitat makhluk tersebut.

Fosil jejak dinosaurus yang dijumpai di salah satu situs purba di Arizona, AS. Fosil jejak suatu makhluk purba dapat membantu untuk mengintepretasi kondisi fisik dan tingkah laku organisme tersebut (onlyinyourstate.com)

Sumber:
Johnson, Chris, dkk. 2017. An Introduction to Geology. Libretexts.
Sukandarrumidi. 2008. Paleontologi Aplikasi: Penuntun Praktis untuk Geologist Muda. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.