Ово је четврти у петодијелној серији коју су написали стручњаци представљени на Смитхсониановој новој изложби фосила - Дееп Тиме, а сада је разгледана у Националном природном историјском музеју. Комплетну серију можете пронаћи посетом нашег Дееп Тиме Специал Репорт-а
„Ни један фосил није сахрањен са његовим изводом о рођењу“, написао је познати научни уредник Хенри Гее у свом трактату из 2000. године, у потрази за дубоким временом . Иако су истинити, фосили су затрпани са доста трагова који нам омогућавају да реконструишемо њихову историју. Низ апсолутних техника датирања омогућио је утврђивање временске скале Земљине историје, укључујући старост и порекло живота, време масовних изумирања и записе о еволуцији човека.
Године 2013., у регији Етиопије Афар, наш истраживачки тим је открио ретку фосилну вилицу која припада нашем роду, Хомо . Да бисмо решили мистерију када је овај људски предак живео на Земљи, тражили смо одговоре до оближњих слојева вулканског пепела. Користећи геолошко повећало, можемо пажљиво скенирати пепео у потрази за ситним минералима мањим од појединачне прскања на колачу са шећером и који држе кључ за утврђивање старости фосила.
Рад у овом делу Етиопије прилично је авантура. То је регија у којој се 90 степени Фаренхајта чини цоол, прашина је дата, воде нема, а нормално дневно путовање укључује тркаће нојеве и кочење камила док крећемо стазама кроз пустињу. Али, овај неплодни и непријатељски пејзаж једна је од најважнијих локација на свету за проучавање када и како рани људи су почели да ходају усправно, користећи алате и прилагођавајући се свом променљивом окружењу.
Регион Афар има слојевите седиментне стијене, које садрже танки бијели вулкански пепео који бисмо могли употријебити за датирање фосилне вилице. (Ерин ДиМаггио, Пенн Стате Университи) У почетку, пре него што смо добили прецизније начине за проналажење фосила, геолози и палеонтолози ослањали су се на релативне методе датирања. Погледали су положај седиментних стена да би одредили редослед. Замислите да ваша корпа за рубље - прљава одећа коју сте носили прошлог викенда сједи на дну, а данашњи остатак на врху хрпе. Концепт седиментних стијена је исти. Старије стијене су на дну, а млађе на врху. Истраживачи су такође користили биостратиграфију, што је студија о томе како се фосили појављују, шире и нестају током стене, како би утврдили релативно старост. И данас користимо ове релативне методе датирања као први приступ за фосирање датирања пре додјељивања бројчане или апсолутне старости.
Можемо ли датирати стварне фосиле? Понекад.
Научници названи геохронолози стручњаци су за датирање стијена и фосила и често могу датирати фосиле млађе од 50.000 година користећи радиокарбонско датирање. Ова метода је коришћена за давање датума за све врсте занимљивог материјала попут пећинске стенске уметности и фосилизованог потока. Нажалост, фосили попут наше вилице, као и диносауруси на новој изложби „Фосилна дворана - дубоко време“ у Националном историјском музеју Смитсонија, превише су стари за радиокарбонско датирање. У тим случајевима морамо се ослонити на саме стене. Ми датирамо камење и према закључку можемо датирати фосиле.
У Афару, Етиопији, реткој фосилној вилици која припада нашем роду, наш истраживачки тим је открио Хомо током 2013. Да бисмо решили мистерију када је овај људски предак живео на Земљи, тражили смо одговоре од вулканског слоја пепела. (Виллиам Х. Кимбел, Државни универзитет у Аризони) Први велики изазов је пронаћи одговарајућу врсту стена за прикупљање ради лабораторијске анализе. Имамо срећу да у региону Афар постоје хоризонти вулканског пепела у седиментним слојевима стијена. У ствари, одмах испод места фосилне вилице, наш тим је пронашао нови слој вулканског пепела који смо прозвали Гурумаха Туфф. Ријеч гурумаха на локалном језику значи милксхаке - одраз нашег размишљања током поподневне врућине од 90 степени. У одређеном смислу, слојеви вулканског пепела можемо сматрати закопаним штоперицама. Када вулкан еруптира, тајмер се покреће, а ми користимо апсолутне технике упознавања како бисмо исказали протекло време.
Вулканске стијене обично садрже природно радиоактивне минерале - наш шећерни колачић испија. Ове минерале можемо датирати користећи технике засноване на радиоактивном распаду изотопа, што се догађа познатим брзинама. Мерење изотопа обично укључује ласере и масене спектрометре, а понекад чак и нуклеарне реакторе. Израчунавамо старост помоћу мерења брзине пропадања и изотопских мерења, што нам омогућава да прође време на штоперици.
Успјешно смо бацили туф Гурумаха на 2, 82 милиона година упознавањем природно радиоактивног минералног поља. Пошто је вилица коштана изнад ерупције Гурумаха, мора да је млађа. Прорачунали смо да вилица постоји између 2, 80 и 2, 75 милиона година, што је чини најстаријим познатим фосилом нашег рода Хомо .
Успјешно смо бацили туф Гурумаха на 2.82 милиона година спајајући природно радиоактивни минерални фелдспрат (изнад, гледано микроскопом.) (Ерин ДиМаггио, Универзитет Пенн.) Геохролози имају на располагању мноштво алата, али ипак се чини да су неке стијене и фосили тешки до данас. Иновације постојећих метода датирања уклањају ове баријере. На пример, ревизије методе која се зове спинона резонанца електрона омогућавају научницима да дају датум ријетких фосила, попут зуба хоминина, јер могу директно датирати фосил, а да при томе не видљиво оштете узорак. У Афару научници покушавају датирати стварне слојеве из којих фосили еродирају, уместо да се ослањају на присуство вулканског пепела. То би нам тачније показало старост стијена које носе фосиле и отворило нова поља на пољу за истраживање којима недостају такви слојеви.
Фосили обухваћају геолошко вријеме од стотина до чак милијарди година и откривени су у многим врстама стијена. Одабир одговарајуће технике упознавања је пресудан корак ка достизању смислене и тачне старости.
Научници су одредили фосиле пронађене у јужноафричким пећинама старим између 236.000 и 335.000 година користећи неколико различитих геохронометра, укључујући оптички стимулисану луминисценцију, алат који нам омогућава да израчунају последњи пут који су седименти пећине били изложени светлости. Друга уобичајена метода, датирање улова са оловом, ослања се на радиоактивно распадање уранијума и може се користити за датирање стијена које садрже најстарије познате фосиле на Земљи - старије од 3, 5 милијарди година! Да се то стави у контекст, старост Земље је 4, 54 милијарде година, али наша врста постоји тек око 300 000 година.
Старост Земље и порекло живота су готово непролазни, али Смитхсонианова нова дворана дубоког времена дизајнирана је да нам помогне да схватимо огромност Земљине историје у светлу данашњих утицаја. Геолог из 18. века Јамес Хуттон препознао је да геолошки процеси захтевају дуге временске размере, концепт који је средишњи за оно што подразумевамо под појмом дубоко време. Сврха геохронологије - датирање стијена и фосила - је сједињење датума које смо добили да бисмо испричали изванредну причу о дубоком времену Земље.
