At finde et fossil i en kulmine er ikke nogen stor ting. Kulaflejringer er trods alt forstenede tørvesvampe, og tørv fremstilles af forfaldne planter, der efterlader deres aftryk i mudder og ler, når det hærder til skifersten.
Relateret indhold
- The Burgess Shale: Evolution's Big Bang
- Hvad dræber Aspen?
Men det var helt en anden ting, da John Nelson og Scott Elrick, geologer med Illinois State Geological Survey, undersøgte Riola og Vermilion Grove kulminer i det østlige Illinois. Ætset i lofterne i mineakslerne er den største intakte fossile skov nogensinde set - mindst fire kvadrat miles af tropisk vildmark bevaret for 307 millioner år siden. Det var, da et jordskælv pludselig sænkede sumpen 15 til 30 fod, og mudder og sand skyndte sig ind og dækkede alt med sediment og dræbte træer og andre planter. "Det må have sket i løbet af uger, " siger Elrick. "Det, vi ser her, er døden af et tørvemyr, et øjeblik i geologisk tid frosset af en ulykke af naturen."
For at se denne lidt kendte undring sluttede jeg mig med Nelson og Elrick på Vermilion Grove-stedet, en arbejdsgruve, der drives af St. Louis-baserede Peabody Energy og lukket for offentligheden. Jeg tilsluttede en hård hat, en lys, handsker og ståltåede støvler. Jeg modtog en iltflaske og et sikkerhedsforedrag. I nødstilfælde - giftgas, ild eller en eksplosion - følg de røde lys for at finde vej ud af minen, rådgiver sikkerhedschef Mike Middlemas. Vi kunne støde på "tyk sort røg, og du kan ikke se noget foran dig." Han sagde at bruge livlinjen, der løber langs loftet, med et slankt reb trådet gennem trækegler, som svæver i en swimmingpool.
Den fossile rige kulssøm er 230 fod under jorden, og vi red der i en åben-sidet, Humvee-lignende dieseljitney, kendt som en "man-trip". Chaufføren tog os gennem fire miles af forvirrende vendinger og sving i tunneler, der kun er oplyst med flugtbeaconer og køretøjets forlygter. Turen tog 30 minutter og sluttede i område 5. Tunnelerne her er 6, 5 fod høje og omkring bredden af en tovejs forstædergade.
Tunnelerne var tavse og oplyst af pærer med lav watt, dystre. Fugtig sommerluft, trukket ind ovenfra, var kølig og klamrende under jorden, hvor temperaturerne svæver omkring 60 grader Fahrenheit året rundt. Gruvearbejdere er færdige med at udvinde kul her, og siderne af tunnelen er blevet sprøjtet med quickkalk for at undertrykke eksplosivt kulstøv. Skifertaget - lavet af sedimentet, der ødelagde skoven for så længe siden - krakner og flager af nu, når kulet derunder er fjernet. Trådnet dækker loftet for at forhindre, at store stykker falder ned i kørebanerne eller rammer minearbejdere.
Nelson plukkede sig hen ad tunnellen, trådte omkring bunker med brudt sten og kulkul klodset som sorte terninger over det støvede gulv. Han stoppede og så opad. Der, skinnende i gløden fra hans hjelmlys, er skoven - et opløb af sammenflettede træstammer, blade, bregne fronds og kviste silhuet sort-på-grå på den klamme skiferoverflade af tunneltaket. ”Jeg havde set fossiler før, men intet lignende, ” siger han.
Nelson, der nu er pensioneret, besøgte først Riola-Vermilion Grove-stedet under en rutinemæssig inspektion kort efter, at minen åbnede i 1998. Han opdagede fossiler, men pegede ikke meget på dem. Han så flere fossiler, da han inspicerede forskellige tunneler næste år, og endnu mere året efter. Elrick sluttede sig til ham i 2005, og på det tidspunkt tilføjede fossilerne "for mange", siger Elrick. "Noget underligt foregik."
Nelson indkaldte to paleobotanister, William DiMichele, fra Smithsonian's National Museum of Natural History, og Howard Falcon-Lang, fra det britiske universitet i Bristol, for at se stedet. Falcon-Lang beskriver det som "en spektakulær opdagelse", fordi hele skoven - ikke kun individuelle træer eller planter - er intakt i loftet. De fleste gamle torvskove dør gradvist og efterlader kun plettet bevis på, hvad der voksede der. Fordi denne blev begravet på én gang, er næsten alt, hvad der var der stadig der. "Vi kan se på træerne og den omkringliggende vegetation og prøve at forstå hele skoven, " siger DiMichele.
Herrene i denne jungle var lycopsiderne: skællende planter med kufferter op til 6 meter i omkreds, der voksede op til 120 fod i højden og bar sporproducerende kegler. De lignede gigantiske aspargesspyd. I tunnels lys lys lyser 30-fots fossile spor af lycopsid glat i skifertaget som alligatorskind.
Ved siden af lycopsiderne er calamites - 30 fod høje fætre af den moderne hestehal - og gamle, mangrove størrelse nåletræer kendt som cordaites. Frøbregner (som ikke hænger sammen med moderne bregner) voksede 25 fod høje. Træbregner voksede 30 meter med kroner af store, fjedrende fronds.
Der er fundet få dyrefossiler i minen - kemikalier i det gamle sumpvand kan have opløst skaller og knogler - men andre steder fra mere end 300 millioner år siden, en periode kendt som kulstofholdige, har afgivet fossiler af tusinder, edderkopper, kakerlakker og amfibier. Monster Dragonflyer med 2, 5-fods vingespæner styrede himlen. (Det ville gå yderligere 70 millioner år før de første dinosaurer.)
Og så ramte jordskælvet, og denne sumpige regnskov var væk.
En af grundene til, at webstedet er så værdifuldt for forskere, er, at det åbner et vindue på den naturlige verden lige inden en periode med store og forundrende forandringer. I flere hundrede tusinde år efter at denne regnskov var begravet, konkurrerede træbregner, lycopsider og andre planter om dominans - ”en slags vegetativt kaos, ” siger DiMichele. Af en eller anden ukendt årsag sejrede træbregnerne, siger han, og til sidst overtog verdens tropiske vådområder skove. To tredjedele af de arter, der findes i Riola-Vermilion Grove, ville forsvinde. De mægtige lycopsids forsvandt næsten.
Forskere tilbyder flere mulige årsager til den store makeover i plantesamfund for omkring 306 millioner år siden: bundfældede ændringer i globale temperaturer; tørring i troperne; eller måske tektonisk omvæltning, der eroderede endnu ældre kulaflejringer og udsatte kulstof, der derefter blev til kuldioxid. Uanset årsagen erhvervede jordens atmosfære pludselig meget mere kuldioxid. At bestemme forholdet mellem denne gamle atmosfæriske ændring og ændringerne i vegetation kunne give spor om, hvordan nutidens økosystem vil reagere på stigninger i kuldioxid forårsaget af forbrænding af fossile brændstoffer.
DiMichele siger, at Riola-Vermilion Grove-teamet bruger fossilskoven som referencepunkt. Forskerne analyserer den kemiske sammensætning af tidligere og senere kulaflejringer for målinger af antik kuldioxid, temperatur, nedbør og andre variabler. Indtil videre synes stigningen i kuldioxid at være temmelig jævn over tid, men ændringen i vegetation er rykkere.
Sammenligning af fossiler fra før 306 millioner år siden og derefter, "du har en total regimeændring uden megen advarsel, " siger DiMichele. ”Vi er nødt til at se meget nærmere på fortiden, ” tilføjer han. "Og dette er vores første mulighed for at se det hele."
Guy Gugliotta har skrevet om geparder og menneskelige migrationer for Smithsonian .
Den mest intakte fossiliserede skov (spidsen af en træbregne-frond) er en "spektakulær opdagelse", siger paleobotanister. (Layne Kennedy) 
Resterne af en skov af lycopsider og andre mænd er 230 fod under jorden (John Nelson, venstre, og Scott Elrick inspicerer et mineskaftloft rig på fossiler.) (Layne Kennedy) 
En lycopsid gren. (Layne Kennedy) 
Død et pludseligt klimaforskyvning for 306 millioner år siden det gamle økosystem? Fossiler fra kulminen Vermillion Grove kan indeholde spor. (Layne Kennedy)
