https://frosthead.com

2. дан: Откривање историје Земље у сливу Бигхорна

Среда, 15. јул: Време, 62 степена и сунчано у 7 сати

Дан саврсен за слику за улазак у поље. Прво се упућујемо до продавнице намирница како бисмо набавили залихе за ручак и пуно воде, нешто што ће бити потребно у сувој клими и врућини дана. Сцотт објашњава да ћемо обићи три локације на којима тимови раде на истраживању ПЕТМ-а и његових последица из различитих перспектива. Он и његове колеге сматрају да је ово подручје идеално за њихов рад, јер дубоки седиментни талози базена обухватају стратиграфски профил времена које води до палеоценског еоценског топлотног максимума или ПЕТМ-а, самог ПЕТМ-а и година које су уследиле након њега. Каменски слојеви у овом великом сливу нагибају се према бочним странама и релативно су хоризонтални у центру, али регионални успон у последњих неколико милиона година поново је изгубио снагу ерозије, резбатујући дубоке јарке и долине који откривају ПЕТМ стене и омогућавају истраживачи да пронађу фосиле и друге доказе које траже. Поред повољних геолошких околности, велики део земље је под управом америчког Бироа за управљање земљиштем, што је било од помоћи истраживачким тимовима, а пресечено је мрежом земљаних путева које одржава енергетска компанија која управља много нафтних дизалица које уклањају нафту са зрелог нафтног поља у региону.

Вожња до места истраживања од Ворланда износи око 15 миља. Они су лоцирани да максимално искористе изложеност кревета одложених у време ПЕТМ-а. Одговарајућа стратиграфија започиње сродним сивим, смеђим и жутим наслагама познатим под називом Форт Унион Форматион, који су настали током палеоценске епохе непосредно пре времена ПЕТМ. То је било раздобље релативно стабилних нивоа угљен-диоксида у атмосфери и топле, умјерене климе, што је омогућило умереним и суптропским биљкама да расту све сјеверније од Виоминга. Палеоцен је био период брзе еволуције код сисара, вероватно зато што су диносауруси у његовом почетку изумрли. Многи од ових раних сисара нису преживели ПЕТМ нити су у то време почели да опадају.

ПЕТМ се догодио на почетку еоценске епохе пре око 55 милиона година, а процењује се да је трајао око 200 000 година, трептај у оку геолошке временске скале. ПЕТМ је можда покренут период интензивног вулканизма, који је загрејао климу, заузврат изазивајући ослобађање додатног угљеника у атмосферу из извора као што су спаљивање тресета и угљених лежишта или нестабилних хидрата метана у океанском дну ( тамо се издвајају велике количине метана са ефектом стаклене баште). Изненађујући налаз је да се најбрже додавање гасова са ефектом стаклене баште десило брзо, у првих 10.000 година ПЕТМ. Ниво угљен-диоксида у атмосфери вероватно премашује 1.000 делова на милион. Данашњи нивои угљеника у атмосфери су 385 ппм, што је више од 100 ппм током највиших нивоа у последњих 500.000 година, а највећи пораст долази у последњих 150 година индустријализације и интензивне употребе угља и других горива на бази угљеника. Високи нивои угљен диоксида почетком ПЕТМ одржавани су више од 80.000 до 100.000 година, а након тога су се полако смањивали још 90.000 година.

Активно прозрачивање минерала у тлу, посебно оксидација (хрђање) једињења гвожђа, било је повезано са ПЕТМ, вероватно као резултат високих температура и колебања водног стола изазваних сезонским кишама. Фосилизовани хоризонти тла дају стратиграфској колони изразите црвене слојеве. Боје су од велике помоћи Сцотту и његовим колегама који их користе за праћење кревета на великим даљинама и за корелирање колекција фосила с локација удаљених миљама. Најдраматичнија фосилна тла налазе се у „Великој црвеној секвенци“, низу јарко црвених и љубичастих слојева дебљине око 25 метара који се лако могу видети са аутопута. Биг Ред је настао током последњих фаза ПЕТМ-а и тако бележи хлађење из врло топлих услова раног и средњег ПЕТМ-а. Управо су слојеви испод Великог Црвеног и изнад доњих формација Форт Унион највише занимљиви, али Биг Ред служи за њихово лоцирање. Најстарији од ПЕТМ слојева је такође црвенкаст и лежи непосредно изнад формације Форт Унион. Дебела је око један до два метра и одражава рану фазу ПЕТМ-а. Ово је било време транзиције и занимљиво је то што нам говори о брзини промене климе и ономе што се догодило да би се показала равнотежа према новом климатском режиму. Слијед изнад овог одражава дужи период, вјероватно од 90.000 до 100.000 година и дају му различите надимке, укључујући „зону хаоса“ или Сцоттову омиљену, „зону која пробија све паклене“. Сива је, између 10 и 20 метар дебљине и богат извор фосила који приказују период драстичних промена у флори, фауни и животној средини. Када посматрате обронке с висине, наизменични слојеви црвене и сиве боје су толико истакнути да их неки називају "бомбонске пруге".

Три локације одабране за моју посету и теренски рад одражавају стручност интердисциплинарног тима који ради са Скотом. Геолози Мари Краус са Универзитета у Колораду у Боулдеру и Францесца МцИнернеи са Универзитета Северозападни у Чикагу фокусирају се на фосилна тла и стенске стубове који помажу у откривању промена у животној средини и пружају контекст за пронађене фосиле. Њихове хемијске анализе стијена помажу у сортирању климатских процеса који су били на дјелу у ПЕТМ-у. Јон Блоцх из Природног историјског музеја на Флориди, палеонтолог је кичмењака и тражи информације о сисарима који су лутали тим подручјем, укључујући и оне који су се појавили током ПЕТМ-а. Коначно, Сцотт и његов тим раде на ботаничкој страни књиге. Сваки од ових људи има мулти-универзитетску групу студената који раде са њима, а сви они под тешким условима учествују у процесу откривања.

Нортх Бутте Сите

Дино чангризави брдима прекривеним жалфијама дуж земљаних путева до места Северни Бутте, места где су Марија и Франческа изабрале стрмо брдо које им омогућава да открију и истраже цео стратиграфски профил од Форт Форт Формације до краја ПЕТМ-а . Приступ несметаном материјалу пружа један метар дубок ров, који је марљиво ископан од стране свих женских посада факултета и студената. То омогућава истраживачима да јасно виде прелазак из једног слоја у други, показатељ променљивих климатских услова. Из хемијских анализа узорака стена могу се закључити извор, време настанка и образац пропадања угљеника који је ослобођен на почетку ПЕТМ. Ово се заснива на односу стабилних изотопа угљеника присутних у различитим органским материјалима. Истраживачи такође могу да прате промене у активности малих животиња на тлу и дубини укорењавања биљака.

Довнтовн Ворланд, Виоминг (Смитхсониан Институтион) Секретар Смитсонијана, Г. Ваине Цлоугх, отпутовао је у Ворланд, Вио, како би посматрао Сцотта Винга и његов тим минирање фосилних остатака који су пронашли. (Смитхсониан Институтион) Сцотт Винг истиче црвене и сиве слојеве видљиве на далеким брдима. (Смитхсониан Институтион) Сцотт Винг и његов Цхеви Субурбан из 1970. године, Дино. (Смитхсониан Институтион) Ваине Цлоугх седи у центру тима који су водили Мари Краус и Францесца МцИнернеи на локацији Нортх Бутте. (Сцотт Винг) Секретар Смитсонијана, Г. Ваине Цлоугх, откопава фосилни лист. (Сцотт Винг) Фосил палминог листа из раздобља термичког максимума палеоценског еоцена. (Смитхсониан Институтион) Ситне фосилизоване вилице праисторијског коња (врха) и свиње. (Смитхсониан Институтион) Назад у базном кампу, тимови се окупљају како би разговарали о налазима дана. (Смитхсониан Институтион)

Цатерпиллар Инвасион Сите

Са места Нортх Бутте, Дино нас води брдским путевима до Скотовог тренутног налазишта, познатог као "Цатерпиллар Инвасион", јер се на дан када је откривен закрчио великим зеленим гусеницама. Срећом за посаду, гусјенице су мистериозно напустиле просторије прије него што су започеле свој посао. Ово место је одабрано зато што његово брдо омогућава приступ делу слоја „хаоса“ ПЕТМ-а који је богат биљним фосилима. На брежуљку је ископан каменолом који открива слој муља, који је изваљен и излази на лопату у фрагменте величине шаке, који се пажљиво поделе чекићем за камен, често дају биљни фосил. Сунце је вруће и високо изнад нас када смо стигли и посада је већ ископала малу узорак примерка које ће Сцотт прегледати. Сцотт пажљиво слуша како сваки члан тима објашњава за шта верују да су пронашли, а затим их испитује помоћу ручних сочива и дугогодишњег искуства како би утврдио шта се ту заиста налази. Сцоттово ентузијазам док испитује сваки комад нуди охрабрење научницима који се крећу, а узбудљив је осећај открића о томе шта би сваки налаз могао да дода широј слици.

Дајем прилику да ископам фрагменте и отворим их у нади да ћу пронаћи фосил. Ово је узбудљиво и понижавајуће искуство. Чак и након лоцирања шава да би се стена отворила, лажни удар може проузроковати пробој преко корита и губитак шансе да се нађе фосил. У почетку губим више него што побеђујем, али с временом почињем да се надимам. Врло брзо младеначки тим охрабрује старцере док моји примерци враћају чисте листове и цветне фосиле, од којих је сваки скривен од погледа већ 55 милиона година. Откривам неколико различитих примерка, укључујући „витак“, њихов надимак за сложен лист са издуженим листићима, мали сложени лист рођака стабла мимозе и палминог предњег листа. Сваки од ових деликатних фрагмената свједочи о снази природе за стварање с обиљем које можемо само посрамити. Налазим и мали костур рибе, каже ми Сцотт, таложење фосила у древном рибњаку. Међу биљним фосилима „витка“ је врста јединствена за ПЕТМ, која се може видети само на три од осам налазишта фосилних биљака пронађених у овом временском периоду. То је у породици Сапиндацеае, која укључује стабло сапунице, јаворове и златно дрво кише. Палмин лист и лист сличан мимози, између осталог, сигнали су да је током ПЕТМ-а ово подручје било топло током целе године, вероватно са израженом сушном сезоном, попут делова сувог субтропског Мексика или Централне Америке данас.

Проналажење фосила је узбудљиво и подсећа нас на мало Смитхсониан хисторије. Почетком 20. века, Смитхсониан-ов секретар био је Цхарлес Д. Валцотт, еминентни геолог и палеонтолог. Познат је као откривач шкриљаца Бургесс у Канади, лежишта које садржи невероватан број и сорти фосила раних морских животиња. Сцотт сугерише да је мој проналазак неколико фосила на данашњи дан можда први пут од када је секретар Валцотт тајник Смитхсониан нашао фосил.

Након прегледа свих фосила који су пронађени у каменолому, Сцотт и његова посада започињу пажљив поступак умотавања примерака како би се заштитили током њихове испоруке назад у Смитхсониан. Фосили ће бити достављени у Скотову лабораторију у Природњачком музеју, уколико буду детаљно прегледани и каталогизирани. Они ће служити као помоћ у континуираном настојању да се разријеше климатске, вегетацијске и еколошке промјене током ПЕТМ-а.

Сите Пицниц Хилл

Наше последње место је да раде палеонтолози краљежњака под надзором Јон Блоцха. Јон нас поздравља на врху брда, гледајући на његово место и дели два открића свакодневног дела - делимичне кости вилице са нетакнутим зубима два мала сисара која су живела у сливу Великог рога током ПЕТМ-а. Фосили су истакнути из два разлога: То су сисари који су стигли или еволуирали у Северну Америку током ПЕТМ-а, примитивни преци коња и свиње. Оба рода су се разноликовала и постала обилна након доласка близу почетка ПЕТМ-а, али након 50 милиона година или нешто више, коњ је изумро у Новом свету и није поново представљен све док се шпански истраживачи нису вратили 1500-их. Оба сисара била су врло мала, што је одражавало тренд током ПЕТМ-а. Коњ можда није већи од мале мачке. Чини се да су се током периода високих температура ПЕТМ сисари развили у мање величине како би се боље носили са потребном енергетском равнотежом између исхране и раста.

Пратимо Јона до дна брда где се његова посада раширила по подручју тражећи фосиле и друге доказе. Тамо где пронађу фосил или чак његов уломак поставе малу заставу и забележе податке о налазу. Заставу користи члан посаде који документом о положају фосила прецизира подметар помоћу ГПС система. Подаци о локацији омогућавају тиму да зна тачан ниво из којег долази сваки узорак, што је критични елемент у реконструкцији узастопних промена на животињама кроз ПЕТМ.

Шетамо по месту и разговарамо са сваким од чланова посаде, мешавином младих студената и неколико старијих научника из других институција који су заинтересовани за посао који Јон ради и који радо помажу. Иако ова локација не производи много великих зглобних костура, она ствара мноштво ситних фрагмената кости, зглобова и зуба, од којих сваки, када се дода у већу колекцију, помаже да се исприча прича о ПЕТМ-у.

Како дан промиче, Јон обавјештава посаду да је вријеме да се врате у базни камп. Чак и након дугог врућег дана на сунцу, чини се да посада не жели да оде - још један фосил могао би бити најважнији налаз дана. У базном кампу ће идентификовати и каталогизирати своје налазе, те упоредити и разговарати о резултатима свог данашњег рада са осталим тимовима.

Стационар

Теренски рад овог дана се завршава у базном кампу, локацији коју је одабрао тим који ће бити средишњи на свим локацијама. То је добро место, на боку брда и заштићено од ветрова, али довољно високо да себи омогући прелеп поглед на сјајно окружење. Сваки члан посаде остаје у кампу, укључујући и старије особље. Сцотт ме обавештава да помаже у трошковима, који се крећу око 7 долара дневно по особи, а такође омогућава целој посади да разговара о свом раду у ноћ. Сви су уморни, али срећни због постигнућа дана. Ролада се припрема за вечеру и сви једу с ужитком. Сунце почиње залазити иза брда и ваздух се знатно хлади. Блаже свјетло касног поподнева освјетљава падине. На прегледу шест миља на истоку налази се Нортх Бутте, где се Биг Ред истиче у светлу залазећег сунца као подсетник зашто смо овде.

Одлазим од својих другова како бих се наредног јутра припремио за мој повратак. Остаће још недељу дана и употпуниће овогодишњу теренску експедицију. Било је то узбудљиво искуство, учења и откривења. Враћам се у Васхингтон са дубљим схватањем шта значи радити на терену као палеонтолог - радост проналаска фосила, узбуђење тумачења онога што кажу о овом важном догађају и како, после 55 милиона година, нових сазнања о томе како функционише наша планета долази из студије њене прошлости.

Такође боље ценим колико је овај рад важан. Ми се суочавамо са периодом глобалног загревања сличне величине, али много већег наглости од оног ПЕТМ-а. Још не знамо која количина загревања може да изазове ослобађање угљеника из додатних резервоара и не знамо да ли можемо да успоримо или зауставимо та испуштања ако се почну. Откривањем како се наша сложена и међусобно повезана планета мења брзим загревањем, разумевање онога што се десило пре 55 милиона година може помоћи онима од нас у нашем времену да схвате са чим бисмо могли да се суочимо у будућности. Створења која су постојала током ПЕТМ-а нису укључивала шест милијарди људи, али лекције које научимо из посматрања тих давно климатских и еколошких промена вероватно ће бити корисне свима нама и нашим потомцима.

2. дан: Откривање историје Земље у сливу Бигхорна