Onsdag 15. juli: Vejret, 62 grader og solskin kl
En billed perfekt dag til at vove ud i marken. Vi tager først til købmandsforretningen for at skaffe mad til frokost og masser af vand, noget der er meget behov for i det tørre klima og dagens varme. Scott forklarer, at vi vil besøge tre steder, hvor teams arbejder for at undersøge PETM og dens konsekvenser fra forskellige perspektiver. Han og hans kolleger betragter dette område som ideelt til deres arbejde, da de dybe sedimentære aflejringer i bassinet fanger tidens stratigrafiske profil frem til Paleocene Eocene Thermal Maximum, eller PETM, PETM selv og årene efter det. Klippelagene i denne store bassinhældning indad i siderne og er relativt horisontale i midten, men regional opløftning i de sidste par millioner år har igen løsnet kraften fra erosion, udskæring af dybe sluge og dale, der udsætter PETM klipper og tillader forskere til at finde fossiler og andre beviser, de søger. Tilføjelse til de gunstige geologiske omstændigheder er meget af jorden under ledelse af det amerikanske kontor for jordforvaltning, hvilket har været nyttigt for forskerteamene, og det transiteres af et netværk af grusveje vedligeholdt af et energiselskab, der driver mange oliestik, der fjerner olie fra det modne oliefelt i regionen.
Drevet til forskningsstederne fra Worland er cirka 15 miles. De er placeret for at drage størst mulig fordel af eksponeringerne for de aflejrede senge i løbet af PETM-tiden. Den relevante stratigrafi begynder med de underliggende grå, brune og solbrune aflejringer kendt som Fort Union Formation, som dannedes i løbet af Paleocene-epoksen lige før PETM-tiden. Dette var en periode med relativt stabile kuldioxidniveauer i atmosfæren og et varmt, moderat klima, der gjorde det muligt for tempererede og subtropiske planter at vokse så langt nord som Wyoming. Paleocen var en tid med hurtig udvikling blandt pattedyr, sandsynligvis fordi dinosaurerne var udryddet i begyndelsen. Mange af disse tidlige pattedyr overlevede ikke PETM eller begyndte at aftage i mangfoldighed på det tidspunkt.
PETM fandt sted i begyndelsen af Eocen-epoken for omkring 55 millioner år siden og skønnes at have varet omkring 200.000 år, et blink i øjet af den geologiske tidsskala. PETM kan være blevet modregnet af en periode med intens vulkanisme, der varmet klimaet, hvilket igen forårsagede frigørelse af yderligere kulstof i atmosfæren fra kilder, såsom brændende tørvemyrer og kulbund eller ustabile methanhydrater i havbunden ( store mængder af den kraftige drivhusgas-metan sekvestreres der). Det overraskende fund er, at den hurtigeste tilsætning af drivhusgasser skete hurtigt i de første 10.000 år af PETM. Kuldioxidniveauer i atmosfæren oversteg sandsynligvis 1.000 dele pr. Million. Dagens atmosfæriske kulstofniveauer er 385 ppm, mere end 100 ppm over de højeste niveauer i de sidste 500.000 år, med den største stigning, der kommer i de sidste 150 års industrialisering og intens brug af kul og andre kulstofbaserede brændstoffer. De høje kuldioxidniveauer tidligt i PETM blev opretholdt i opad fra 80.000 til 100.000 år og faldt derefter langsomt i yderligere 90.000 år.
Aktiv forvitring af jordmineraler, især oxidation (rustning) af jernforbindelser, var forbundet med PETM, sandsynligvis som et resultat af høje temperaturer og udsving i vandtabellen forårsaget af sæsonbestemt regn. De fossiliserede jordhorisonter giver den stratigrafiske søjle forskellige røde lag. Farverne er til stor hjælp for Scott og hans kolleger, der bruger dem til at spore senge over lange afstande og korrelere fossilsamlinger fra steder, der er adskilte miles. De mest dramatiske fossile jordarter er i ”Big Red Sequence”, et sæt af røde og lilla lag omkring 25 meter tykke, der let kan ses fra motorvejen. Stor rød blev dannet i de sidstnævnte stadier af PETM, og registrerer således afkøling fra de meget varme forhold i det tidlige og midterste PETM. Det er lagene under Big Red og over den underliggende Fort Union-formation, der er mest interessant, men Big Red tjener til at lokalisere dem. Det ældste af PETM-lagene er også rødlige og ligger umiddelbart over Fort Union Formation. Den er omkring en til to meter tyk og afspejler de tidlige stadier af PETM. Dette var en tid med overgang og er af interesse i, at det fortæller os, hvor hurtigt klimaændringen ændrede sig, og hvad der skete for at vippe balancen mod et nyt klimaregime. Sekvensen over dette afspejler en længere periode, sandsynligvis 90.000 til 100.000 år, og får forskellige kaldenavne, herunder ”kaoszonen” eller Scotts favorit, ”den helvede-bryder løs zone.” Den er grå mellem 10 og 20 meter tyk og en rig kilde med fossiler, der viser en periode med drastisk ændring i flora, fauna og miljø. Når man ser på bjergskråningerne fra høj jord, er de skiftende lag med rødt og gråt så fremtrædende, at nogle henviser til dem som ”slikestrimler”.
De tre steder, der blev valgt til mit besøg og feltarbejdet, afspejler ekspertisen fra det tværfaglige team, der arbejder med Scott. Geologer Mary Kraus fra University of Colorado i Boulder og Francesca McInerney fra Northwestern University i Chicago fokuserer på de fossile jordarter og klippesøjler, der hjælper med at opspore miljøændringer og skabe kontekst for de fundne fossiler. Deres kemiske analyser af klipperne hjælper med at sortere de klimaprocesser, der var i arbejde i PETM. Jon Bloch fra Florida State Museum of Natural History, er en hvirveldyr paleontolog og søger information om pattedyr der strejfede rundt i området, inklusive dem der opstod under PETM. Endelig arbejder Scott og hans team på den botaniske side af hovedbogen. Hver af disse mennesker har en gruppe med flere universiteter, der arbejder med dem, som alle arbejder under udfordrende forhold for at være en del af opdagelsesprocessen.
North Butte Site
Dino chugs gennem de sagebrush-dækkede bakker langs snavsveje til North Butte-stedet, et sted, hvor Mary og Francesca har valgt en stejl bjergskråning, der giver dem mulighed for at udsætte og undersøge hele den stratigrafiske profil fra Fort Union-dannelsen til slutningen af PETM . Adgang til uforstyrret materiale tilvejebringes af en meter dyb grøft, der mødes hårdt af det hele kvindelige besætning på fakultetet og studerende. Dette gør det muligt for efterforskerne at se overgangen fra et lag til et andet, en indikator for de skiftende klimatiske forhold. Fra kemiske analyser af stenprøver er de i stand til at udlede kilden, tidspunktet for begyndelsen og mønsteret for aftagelse af det kulstof, der blev frigivet i begyndelsen af PETM. Dette er baseret på forholdet mellem stabile isotoper af kulstof, der er til stede i forskellige organiske materialer. Forskerne er også i stand til at spore ændringer i aktiviteten hos små jorddyr og dybden af planterødder.
Downtown Worland, Wyoming. (Smithsonian Institution) 
Smithsonians sekretær, G. Wayne Clough, rejste til Worland, Wyo, for at observere Scott Wing og hans team, der miner med den fossile lode, de fandt. (Smithsonian Institution) 
Scott Wing peger på de røde og grå lag, der er synlige i de fjerne bakker. (Smithsonian Institution) 
Scott Wing og hans Chevy Suburban fra 1970, Dino. (Smithsonian Institution) 
Wayne Clough sidder i midten af holdet ledet af Mary Kraus og Francesca McInerney på North Butte-stedet. (Scott Wing) 
Smithsonians sekretær, G. Wayne Clough afslører et fossilt blad. (Scott Wing) 
Fossilet af et palmeblad fra Paleocene Eocene Thermal Maximum periode. (Smithsonian Institution) 
De små fossiliserede kæber af en forhistorisk hest (top) og svin. (Smithsonian Institution) 
Tilbage i basecampen samles holdene for at diskutere dagens fund. (Smithsonian Institution) Caterpillar Invasion Site
Fra det nordlige Butte-sted tager Dino os ad bakketopets veje til Scotts nuværende sted, kendt som ”Caterpillar Invasion”, fordi den dag, hvor det blev opdaget, at det sværmede med store grønne larver. Heldigvis for besætningen fraflyttede larverne mystisk lokalerne, før de begyndte deres arbejde. Dette sted blev valgt, fordi dens bjergskråning giver adgang til et afsnit af "kaos" -laget i PETM, der er rig på plantefossiler. En "stenbrud" er blevet gravet ned i bjergskråningen, der udsætter et siltstenlag, der er forvitret og kommer ud på en skovl i knyttede størrelse fragmenter, som, når de omhyggeligt opdeles med en stenhammer, ofte giver en plantefossil. Solen er varm og høj overhead, når vi ankommer, og besætningen har allerede udgravet en lille model af prøver, som Scott kan undersøge. Scott lytter nøje, mens hvert medlem af teamet forklarer, hvad de tror, de har fundet, og derefter undersøger han dem ved hjælp af en håndlinser og hans lange erfaring for at afgøre, hvad der virkelig er der. Scotts begejstring, når han undersøger hvert stykke, giver opmuntring til de spirende videnskabsmænd, og følelsen af opdagelse om, hvad hver finde kan tilføje til det større billede, er spændende.
Jeg får et skud til at grave fragmenterne ud og slå dem åbent i håb om at finde et fossil. Dette viser sig at være en spændende og ydmyg oplevelse. Selv efter at have fundet en søm for at sprænge klippen, kan en falsk strejke forårsage en pause over sengen og tabet af chancen for at finde et fossil. I starten mister jeg mere end jeg vinder, men med tiden begynder jeg at få fat på det. Temmelig snart opmuntrer det ungdommelige hold til oldtimeren, mens mine eksemplarer returnerer klare blad- og blomsterfossiler, som hver er skjult for synet i 55 millioner år. Jeg afdækker flere forskellige eksemplarer, inklusive en "slank", deres kaldenavn for et sammensat blad med aflange foldere, et lille sammensat blad fra en slægtning til mimosa-træet og en palme. Hvert af disse sarte fragmenter er et vidnesbyrd om naturens kraft til at skabe med en overflod, vi kun kan holde ærefrygt. Jeg finder også et lille fiskeskelat, der fortæller Scott, deponering af fossiler i en gammel dam. Af plantefossilerne er den "slanke" en art, der er unik for PETM, kun set i tre af de otte fossile plantesteder, der findes i denne tidsperiode. Det er i Sapindaceae-familien, der inkluderer soapberry-træet, ahorn og det gyldne regntræ. Palmehovedet og mimosa-lignende blad er blandt andet signaler om, at dette område i PETM var varmt året rundt, sandsynligvis med en udtalt tør sæson, som dele af tørt subtropisk Mexico eller Mellemamerika i dag.
At finde fossilerne er spændende og minder os om en smule af Smithsonian-historien. Tidligt i det 20. århundrede var Smithsonians sekretær Charles D. Walcott, en fremtrædende geolog og paleontolog. Han er berømt som opdageren af Burgess Shale i Canada, et depositum, der indeholder bemærkelsesværdige antal og sorter af tidlige marine dyrefossiler. Scott antyder, at jeg finder et par fossiler på denne dag muligvis er første gang siden sekretær Walcott, at en sekretær for Smithsonian har fundet et fossil.
Efter gennemgang af alle de fossiler, der blev fundet ved stenbruddet, begynder Scott og hans besætning den omhyggelige proces med indpakning af prøverne for at beskytte dem under deres forsendelse tilbage til Smithsonian. Fossilerne vil blive leveret til Scotts laboratorium på Natural History Museum, hvis de vil blive undersøgt omhyggeligt og katalogiseret. De vil tjene til at hjælpe i den fortsatte indsats for at afdække klimatiske, vegetative og økologiske ændringer under PETM.
Picnic Hill-sted
Vores sidste side er det, der arbejdes af hvirveldyrspalontologer under opsyn af Jon Bloch. Jon hilser os på toppen af bakken med udsigt over sit sted og deler to fund af dagens arbejde - delvis kæbenknogler med tænder intakt af to små pattedyr, der boede i Big Horn bassinet under PETM. Fossilerne er bemærkelsesværdige af to grunde: Dette er pattedyr, der ankom eller udviklede sig i Nordamerika under PETM, primitive forfædre til hesten og grisen. Begge linjer diversificerede og blev rigelige efter deres ankomst nær starten af PETM, men efter 50 millioner år eller deromkring døde hesten i den nye verden og blev ikke genindført, før de spanske opdagelsesrejsende vendte tilbage i 1500-tallet. Begge pattedyr var meget små, hvilket afspejler en tendens under PETM. Hesten har måske ikke været større end en lille kat. Det ser ud til, at PETM-pattedyrene i perioden med høje temperaturer udviklede sig til mindre størrelser for bedre at håndtere den nødvendige energibalance mellem ernæring og vækst.
Vi ledsager Jon ned til bunden af bakken, hvor hans besætning har spredt sig ud over området på udkig efter fossiler og andre beviser. Hvor de finder et fossil eller endda et fragment af et, placerer de et lille flag og registrerer oplysningerne om fundet. Flaget bruges af et besætningsmedlem, der dokumenterer fossilens position med submeter-præcision ved hjælp af et GPS-system. Placeringsdataene giver teamet mulighed for at kende det nøjagtige niveau, hvorfra hver prøve kommer, et kritisk element i rekonstruktion af successive ændringer i dyrene gennem PETM.
Vi går over stedet og taler med hvert af besætningsmedlemmerne, en blanding af unge studerende og flere seniorforskere fra andre institutioner, der er interesseret i det arbejde, Jon udfører og er glade for at hjælpe. Selvom dette sted ikke producerer mange store, leddede knogler, giver det en mangfoldighed af små fragmenter af knogler, led og tænder, der hver især, når de tilføjes til den større samling, hjælper med at fortælle historien om PETM.
Når dagen går ned, informerer Jon besætningen om, at det er tid til at tage tilbage til baserlejr. Selv efter en lang varm dag i solen synes besætningen tilbageholdende med at forlade - endnu et fossil kunne være dagens vigtigste fund. I basecampen vil de identificere og katalogisere deres fund og sammenligne og diskutere resultaterne af deres dags arbejde med de andre hold.
Base Camp
Dagens feltarbejde kommer til slut ved basecamp, en placering, som teamet har valgt at være centralt for alle siderne. Det er et godt sted på en bakke og beskyttet mod vinden, men højt nok til at give en smuk udsigt over de skarpe omgivelser. Hvert medlem af besætningen forbliver i lejren, inklusive det øverste personale. Scott informerer mig om, at det hjælper med udgifter, der løber omkring $ 7 om dagen pr. Person, og giver også hele besætningen mulighed for at diskutere deres arbejde om natten. Alle er trætte, men glade for dagens resultater. En rystende gryderet er forberedt til middag og spises med velsmagende af alle. Solen begynder at sætte sig bag bakken, og luften afkøles betydeligt. Det blødere lys fra eftermiddagen lyser bjergskråningerne. Fremme med udsigt seks miles mod øst er North Butte, hvor Big Red skiller sig ud i lyset af den solnedgang som en påmindelse om, hvorfor vi er her.
Jeg tager afsked med mine ledsagere for at gøre mig klar til min tilbagevenden tidligt næste morgen. De bliver ved i en uge og afslutter dette års feltekspedition. Det har været en spændende oplevelse, en læring og åbenbaring. Jeg vender tilbage til Washington med en dybere forståelse af, hvordan det er at arbejde i marken som en paleontolog - gleden ved at finde fossiler, spændingen ved at fortolke, hvad de siger om denne vigtige begivenhed, og hvordan, efter 55 millioner år, ny viden om, hvordan vores planet fungerer kommer fra en undersøgelse af dens fortid.
Jeg værdsætter også bedre, hvor vigtigt dette arbejde er. Vi står selv over for en periode med global opvarmning af lignende størrelse, men meget hurtigere end PETM's. Vi ved endnu ikke, hvilken mængde opvarmning der kan udløse frigivelse af kulstof fra yderligere reservoirer, og vi ved ikke, om vi kan bremse eller stoppe disse frigivelser, hvis de begynder. Ved at afsløre, hvordan vores komplekse og sammenkoblede planet ændrer sig med hurtig opvarmning, kan det at forstå, hvad der skete for 55 millioner år siden, hjælpe dem af os i vores tid med at forstå, hvad vi måtte møde i fremtiden. De skabninger, der eksisterede under PETM, omfattede ikke seks milliarder mennesker, men de lektioner, vi lærer af at observere de længe siden klimatiske og økologiske ændringer, er sandsynligvis nyttige for os alle og vores efterkommere.
