https://frosthead.com

Paleontološka odprava Wyoming # 3: Kako datirati fosil

Prvi dan poljske sezone zori jasno in svetlo, že močno sonce je zdrsnilo izza Oblačnega vrha, najvišjega v gorah Bighorn. Spodaj v kotlini je že ob 6h zjutraj toplo, notranjost šotora pa se v eni uri sončnega vzhoda neznosno segreje, zato obstajajo vsi razlogi, da se dvignete, skuhate kavo, pospravite nekaj sendvičev, napolnite posode z vodo in skočite v Dino za vožnjo do prve lokacije, kjer se bomo zbirali. Na poti se na kratko ustavimo, da poberemo svojo četrto članico, Elizabeth Denis, študentko na univerzi Penn State.

Kraj rastlinskih fosilov, kamor smo se napotili, ki ima samo mojo polju SW1010 kot svojo oznako, je bila konec lanske poljske sezone vznemirljiva najdba. Pristopimo po zaokroženi poti - najprej po okrajni makadamski cesti, nato po makadamski cesti, ki poteka med polji lucerne in sladkorne pese, nato pa skupaj z namakalnim kanalom, čez planški most, na koncu pa najdemo nejasen dvotir, ki se sprehaja skozi žajbelj in korenita hruška proti strmemu enostranskemu loputu. V blatu se zataknemo v prvi uri terenske sezone. Če se zataknemo na začetku, med posadko sproži smeh, vendar sem znova deležen spoštovanja, ko se izkaže, da gre le za nekaj minut dela, da izkopljem pnevmatike in se spet odpravimo na pot.

Ko prispemo do mesta, si ogledujemo ozko dolino, zajeto z žajbeljjo in obzidjo po strmih brežinastih pobočjih z rdečimi, oranžnimi in vijoličnimi pasovi. Tiste svetle črte, ki jim lahko naše oči sledijo, kot da so plasti velikanske pogače, so starodavne poplavne usedline in njihove barve odražajo oksidacijo železa, saj so se nahajališča kemično spremenila z vremenskimi vplivi med PETM. So obzorja fosilnih tal in lepa so! Nasprotno mesto fosilnih rastlin ni širok, raven sloj in ni svetlo obarvan. To je rjavkasto sivo nahajališče blatnika, debelo približno 10 čevljev in široko 100 čevljev. Plasti svetle fosilne zemlje ležijo nad in pod njim na istem pobočju.

Kamnina, ki vsebuje rastlinske fosile, morda ni lepa, toda dolgočasna barva je skrivnost ohranjanja rastlinskih fosilov - to kaže, da ta leča kamnine ni bila nikoli oksidirana, in to zato, ker je narejena iz usedlin, ki so bile odstranjene pod vodo v zapuščen kanal reke, kjer kisik iz atmosfere ni mogel priti do njega. Dejstvo, da se je oblikovalo v nekdanjem kanalu reke, tudi razloži, zakaj imajo te rastlinsko-fosilne kamnine v prerezu obliko leče - kanal je bil globoko na sredini in na robovih plitv.

Fosilni listi, ki jih najdemo tukaj, so po mojem pristranskem mnenju ljubki - zapleteni odtisi, ki beležijo mikroskopske podrobnosti o strukturi žil. Nekateri primerki so ohranjeni tako podrobno, da lahko z ročno lečo vidimo odtise drobnih dlačic ali celo rumeno-rdeče svetleče drobne jantarne pege - ostanke napolnjenih z oljem celic v listih, kot jih je mogoče videti v zalivu listi, ki se pogosto uporabljajo pri pripravi juhe. Oranžni in rdeči odtenki v fosilnih listih niso izvirna značilnost neke davno jeseni; nastanejo pri odlaganju železa med kemičnimi reakcijami, ki nastanejo z razpadanjem listov. Najdemo tudi plesni školjk starodavnih sladkovodnih polžev in rakov in celo občasni odtis ribje skale, vse skladno z idejo, da so se te kamnine odlagale na dnu tihega ribnika, ki je nastal, ko se je majhen rečni kanal zaprl med PETM.

Eno pogosto vprašanje, ki se pojavi pri pogovorih o fosilih, je: "Kako veste, koliko so stari?" To vprašanje je za nas še posebej pomembno, ker iščemo fosile iz tako ozkega časovnega intervala. Odgovor ima več delov. Najbolj neposreden odgovor je, da vemo, da so bile kamnine okoli SW1010 odstranjene med PETM, ker moj kolega Ken Rose z univerze Johns Hopkins že vrsto let tukaj nabira fosilne sesalce. Številne vrste, ki jih je Ken ugotovil na tem območju, se pojavljajo samo med PETM, ne pred ali po njem. Ta pristop k določanju starosti kamnin se imenuje biostratigrafija.

List Maccinitiea in list Populus. Fosil je iz novega zgodnjega eocenskega fosilnega obrata. (Scott Wing) Del fosilne palme iz paleocensko-eocenskega toplotnega maksimuma v Wyomingu. (Scott Wing) Prva ravna pnevmatika terenske sezone. Na srečo je prišlo na ravni ravni dvotirne proge. Ravna pnevmatika je povzročila le 15 minutno zamudo. (Scott Wing)

Seveda biostratigrafija postavlja drugo vprašanje - kako vemo, da so te vrste živele samo med PETM? Za to se obrnemo na izrazit kemični podpis PETM: med dogodkom je prišlo do globalnega premika razmerja med izotopi ogljika. Lažja oblika ogljika, ogljik 12, je postala mnogo bolj obilna glede na težjo obliko, ogljik 13. Ta premik, ki mu rečemo "izlet ogljikovega izotopa", je viden povsod od globokomorskih sedimentov do kamnin, ki jih odložijo reke v Bighorn Basin. Ta kemični marker za PETM je bil najden v kamninah, ki vsebujejo fosilne sesalce v več delih pogorja Bighorn, in je vedno povezan z izrazitim naborom vrst, ki se v skalah ne pojavijo pred ali po izletu ogljikovega izotopa.

Na vprašanje, kako natančno poznamo starost fosilov PETM, nismo odgovorili. Za te informacije se moramo obrniti drugam po svetu, kamor smo našli izlet ogljikovega izotopa v bližini kamnin, ki vsebujejo vulkanske kristale, primerne za radiometrično datiranje. Tu končno lahko znanstveniki izmerijo razmerje med matičnim in hčerinskim izotopom radioaktivnih snovi v vulkanskih kristalih. Če poznajo razpolovno dobo matičnega izotopa, lahko izračunajo, koliko milijonov let nazaj so nastali kristali. Dolg, a logičen postopek je, da se sprehodite po močvirjih Bighornove kotline do spoznanja, da zbirate fosile izpred 56 milijonov let (dajte ali traja nekaj sto tisoč let). Večino časa ne razmišljamo o tem, ko smo na terenu!

Prvi dan se začne z navdušenjem katerega koli prvega dne, vendar ga ne moremo začeti zbirati takoj. Najprej moramo očistiti blato, ki ga je pozimi deževalo na površinskih skalah, ki smo jim bili izpostavljeni lani. To je naporno delo z nabiranjem in lopatami, ki ga počnemo, medtem ko se nekoliko strmo postavljamo na strmo stran jamove deske. Kljub temu je lepo jutro, in po uri ali približno tako lahko začnemo izvleči bloke trše, sveže skale. Vsaka skala je priložnost, da najdete fosil! Poberemo jih enega za drugim in jih z dletom zaključimo z dletom na koncu opečnega kladiva, v upanju, da se bodo razcepili ob starodavni posteljni ravnini, kjer so se nabrali listi. Včasih blok sodeluje, včasih ne, vendar fosilne nagrade prihajajo precej vztrajno skozi sredino dopoldne in zgodaj popoldne. Na policah, ki smo jih zarezali v pobočje, nabiramo kar lep primerek - morda 20 ali 30. In v navdušenju dneva smo pozabili pojesti kosilo!

Do 2. ali 3. ure popoldne vsi malo označimo - ne preveč presenetljivo, saj je temperatura v visokih 90. letih, zrak je zelo suh in nekoliko tanjši na 5000 čevljev kot smo vajeni, in, o ja, sendviči s PB&J so še vedno v naših pakiranjih. Sarah, Pam in Liz očitno še vedno delujejo, toda vsi potrebujemo hiter oddih za kosilo. Po privitju sendvičev spet delujemo, v slabi vročini pa začnemo razmišljati o koncu dneva. Vse najdbe moramo zaviti, da jih bomo lahko spravili v nahrbtnike, v hrbet Dina in nazaj v tabor, ne da bi jih zlomili.

S tem se začne najbolj mučen del dneva. Vsak primerek, ki ga zberemo, mora biti označen s krajevno številko in indikatorjem, koliko kosov je v njem (ni vsaka skala, ki se zlomi tako, kot želimo!). Ko jih označimo s pisalom Sharpie, skale zavijemo s fosili na njih v industrijsko toaletno tkivo. Najboljše blagovne znamke so tiste brez lukenj, kupim pa jih v velikanskih zvitkih, ker veliko uporabljamo! Zelo podobno je, da zaviti gleženj zavijemo z Ace povojom, s čimer pritiskamo, ko zavijemo. To drži skalo in fosile skupaj in ščiti občutljivo površino, da jo ne bi strgala ali razbila druga skala. Zapiramo paket z maskirnim trakom, na zunanji strani pa ponovno označimo številko spletnega mesta, da bomo pakete lahko razvrstili, ko se vrnemo v Smithsonian's Natural History Museum. Ko bomo čez tabor naleteli na požiralnike in žajbelj, je že blizu 19. ure, luč pa je spet zlata. Večerja je še vedno pripravljena, jedi je treba narediti, vendar je bil dolg in zadovoljiv dan.

«Odprema št. 2 | Odprema št. 4 »

Scott Wing je znanstvenik in kustos na oddelku za paleobiologijo Smithsonian Institution.

Paleontološka odprava Wyoming # 3: Kako datirati fosil