https://frosthead.com

Wyoming Paleontology Dispatch # 3: Sådan dateres fossil

Den første dag i feltsæsonen er klar og lys med en allerede stærk sol, der glider op bag Cloud Peak, den højeste i Bighorn-bjergene. Nede her i bassinet er det allerede varmt kl. 06.00, og indersiden af ​​et telt bliver uudholdeligt varmt inden for en times solopgang, så der er al grund til at rejse sig, lave kaffe, pakke nogle sandwich, fyld vandbeholdere og hoppe i Dino til drevet til det første sted, hvor vi skal samle. På vejen stopper vi kort for at hente vores fjerde teammedlem, Elizabeth Denis, en kandidatstuderende ved Penn State University.

Plantefossilpladsen, vi er på vej hen til, som kun har mit feltnummer SW1010 som betegnelse, var et spændende fund nær slutningen af ​​sidste års feltsæson. Vi nærmer os en kredsløb - først ned ad en amtsgrusvej, derefter en grusvej, der løber mellem felter med lucerne og sukkerroer, derefter ved siden af ​​en kunstvandingskanal, over en plankebro og endelig finder vi en vag to-spor, der vandrer gennem sagebrush og stikkende pære mod et stejlt sidet badland skiller sig. Vi sidder fast i mudderet i den første time af feltsæsonen. At sidde fast i starten medfører lidt latter blandt besætningen, men jeg genvinder en smule respekt, når det viser sig at være et par minutters arbejde at grave frem dækkene og komme på vej igen.

Når vi ankommer til stedet, kigger vi op i en smal dal, der er oversvømmet med sagebrush og indmuret af stejle badlandshældninger med stribe med røde, orange og lilla bånd. Disse lyse striber, som vores øjne kan følge omkring, som om de var lag af en kæmpe kage, er gamle oversvømmelsesslette sedimenter, og deres farver afspejler oxidation af jern, da aflejringerne blev kemisk ændret ved vejrforhold under PETM. Det er fossile jordhorisonter, og de er smukke! Derimod er stedet for fossile planter ikke et bredt, fladt lag, og det er ikke lyse. Det er en brunlig grå aflejring af mudsten omkring 10 meter tyk og 100 fod bred. De lysfarvede fossile jordlag ligger over og under det på den samme bjergside.

Klippen, der indeholder plantefossiler, er muligvis ikke smuk, men den kedelige farve er hemmeligheden bag bevarelsen af ​​plantefossilerne - det indikerer, at denne klippeobjektiv aldrig blev oxideret, og det er fordi den er lavet af sedimenter, der blev afsat under vand i en forladte flodkanal, hvor ilt fra atmosfæren ikke kunne komme til det. Den kendsgerning, at den dannede sig i en tidligere flodkanal, forklarer også, hvorfor disse plantefossile bærende klipper har en linseform i tværsnit - kanalen var dybt i midten og lav i kanterne.

De fossile blade, vi finder her, er dejlige efter min stærkt partiske opfattelse - indviklede aftryk, der registrerer mikroskopiske detaljer om venestruktur. Nogle eksemplarer er bevaret i så detaljeret, at vi med en håndlinser kan se aftryk af fine hår eller endda den gulrøde skimmer af små ravfarvede klatter - resterne af oliefyldte celler i bladet som dem, der kan ses i bugten blade, der ofte bruges til at fremstille suppe. De orange og røde nuancer i de fossile blade er ikke et originalt træk ved noget længe siden efterår; de er resultatet af afsætning af jern under kemiske reaktioner, der er oprettet ved forfaldet af bladene. Vi finder også forme af skaller fra gamle ferskvandssnegle og krebsdyr og endda det lejlighedsvise aftryk af en fiskeskala, alt sammenhængende med tanken om, at disse klipper blev afsat i bunden af ​​en stille dam, der dannede sig, da en lille flodkanal lukkede af i løbet af PETM.

Et almindeligt spørgsmål, der kommer op i at tale om fossiler, er “Hvordan ved du, hvor gamle de er?” Dette spørgsmål er især vigtigt for os, fordi vi søger efter fossiler fra et så snævert tidsinterval. Svaret har flere dele. Det mest direkte svar er, at vi ved, at klipperne omkring SW1010 blev deponeret under PETM, fordi min kollega Ken Rose fra Johns Hopkins University har samlet fossile pattedyr her i et antal år. Mange af de arter, Ken har fundet i dette område, forekommer kun under PETM, ikke før eller efter. Denne tilgang til bestemmelse af klippernes alder kaldes biostratigrafi.

Macginitiea-blad og Populus-blad. Fossil er fra et nyt tidligt eocent fossilanlæg. (Scott Wing) En del af et fossilt palme fra Paleocene-Eocene Thermal Maximum i Wyoming. (Scott Wing) Feltsæsonens første flade dæk. Heldigvis forekom det på en plan patch med to spor. Det flade dæk resulterede i kun 15 minutters forsinkelse. (Scott Wing)

Naturligvis rejser biostratigrafi et andet spørgsmål - hvordan ved vi, at disse arter levede kun under PETM? Til dette henvender vi os til en markant kemisk signatur af PETM: under begivenheden skete der et globalt skift i forholdet mellem kulstofens isotoper. Den lettere form for kulstof, kulstof 12, blev meget mere rigelig i forhold til den tungere form, kulstof 13. Dette skift, som vi kalder "kulstofisotopudflugt", ses overalt fra dybhavsedimenter til klipper afsat af floder i Bighorn Basin. Denne kemiske markør for PETM er fundet i klipper, der bærer fossile pattedyr i flere dele af Bighornbassinet, og det er altid forbundet med et tydeligt sæt af arter, der ikke forekommer i klipper før eller efter kulstofisotopenudflugt.

Vi har stadig ikke besvaret spørgsmålet om, hvordan vi kender den nøjagtige alder på PETM-fossiler. Til den information må vi henvende os til at arbejde andetsteds i verden, steder, hvor kulstofisotopudflugten er fundet i nærheden af ​​klipper, der indeholder vulkanske krystaller, der er egnede til radiometrisk datering. Her til sidst kan forskere måle forholdet mellem "forælder" til "datter" -isotoper af radioaktive materialer i de vulkanske krystaller. Når de kender halveringstiden for forælderisotopen, kan de beregne, hvor mange millioner år siden krystalerne dannede sig. Det er en lang, men logisk proces at gå fra at vandre rundt i badelandene i Bighornbassinet til at vide, at du samler fossiler fra 56 millioner år siden (give eller tage et par hundrede tusind år). Det meste af tiden tænker vi ikke over det, mens vi er i marken!

Den første dag starter med spændingen fra enhver første dag, men vi kan ikke begynde at samle med det samme. Først skal vi rydde det mudder, som vinterregn har lavet af de overfladeberg, som vi udsatte sidste år. Det er anstrengende, plukke- og skovlarbejde, som vi gør, mens vi ligger lidt usikkert på den stejle side af en badlandsbute. Det er dog en smuk formiddag, og efter en times tid kan vi begynde at trække blokke med hårdere, frisk klippe ud af bjergene. Hver klippe er en chance for at finde et fossil! Vi henter dem én efter én og smager dem på siden med mejselenden af ​​en mursten i håb om, at de vil splitte langs et gammelt strøelsesplan, hvor blade ophobes. Nogle gange samarbejder blokken, andre gange ikke, men de fossile belønninger kommer temmelig støt ud midt på morgenen og tidlig eftermiddag. Vi akkumulerer en dejlig bunke eksemplarer - måske 20 eller 30 - på afsatser, vi har skåret ned i skråningen. Og i spændingen over dagen har vi glemt at spise frokost!

Ved 2 eller 3 om eftermiddagen markerer vi alle lidt - ikke for overraskende i betragtning af at temperaturen er i de høje 90'ere, luften er meget tør og lidt tyndere på 5.000 fod end vi er vant til, og, oh yeah, PB&J-sandwichene er stadig i vores pakker. Sarah, Pam og Liz er klart troopere, der stadig arbejder, men vi har alle brug for en hurtig frokostpause. Efter at have smørt sandwich er det tilbage til arbejde, og i den svagere varme begynder vi at tænke på slutningen af ​​dagen. Vi er nødt til at få alle vores fund indpakket, så vi kan få dem i vores rygsække, på bagsiden af ​​Dino og tilbage til lejren uden at have dem brudt.

Dette begynder den mest kedelige del af dagen. Hvert eksemplar, vi indsamler, skal markeres med lokalitetsnummeret og med en indikator for, hvor mange stykker det er i (ikke hver klippe bryder som vi vil!). Efter at have markeret dem med en Sharpie-pen, pakker vi klipperne med fossiler på dem i industrielt toiletvæv. De bedste mærker er dem uden perforeringer, og jeg køber dem i kæmpe ruller, fordi vi bruger meget! Det er meget som at indpakke en forstuvet ankel med en Ace-bandage, idet vi lægger lidt pres på, mens vi indpakker. Dette holder klippen og fossilen sammen og beskytter den sarte overflade mod at blive skrabet eller bundet af en anden klippe. Vi bruger maskeringsbånd for at lukke pakken, og vi markerer webstedsnummeret igen på ydersiden, så pakkerne kan sorteres, når vi kommer tilbage til Smithsonian's Natural History Museum. På det tidspunkt, hvor vi støder over sluk og sagebrush tilbage til lejren, er det tæt på kl. 19, og lyset bliver gyldent igen. Der er stadig middag, der skal tilberedes middag, retter der skal gøres, men det har været en lang og tilfredsstillende dag.

«Forsendelse # 2 | Forsendelse # 4 »

Scott Wing er forsker og kurator i Smithsonian Institution's Department of Paleobiology.

Wyoming Paleontology Dispatch # 3: Sådan dateres fossil