Keskiviikko, 15. heinäkuuta: Sää, 62 astetta ja aurinkoista klo 7
Kuva täydellinen päivä pellolle pääsemiseen. Suuntaamme ensin ruokakauppaan hankkimaan lounasta ja runsaasti vettä, jota tarvitaan paljon kuivassa ilmastossa ja päivän lämmössä. Scott selittää, että vierailemme kolmessa paikassa, joissa ryhmät työskentelevät tutkia PETM: ää ja sen seurauksia eri näkökulmista. Hän ja hänen kollegansa pitävät tätä aluetta ihanteellisena työhönsä, koska altaan syvät sedimenttivarastot vangitsevat sen ajan stratigrafisen profiilin, joka johtaa Paleoceen Eocene Thermal Maximumiin eli PETM: ään, itse PETM: ään ja sitä seuraaviin vuosiin. Kalliokerrokset tässä suuressa valuma-alueen kaltevuudessa osoittavat sivusuunnassa sisäänpäin ja ovat suhteellisen vaakasuorassa keskellä, mutta alueellinen nousu viimeisen miljoonan vuoden aikana on jälleen vähentänyt eroosion voimaa, veistämällä syviä kaivoksia ja laaksoja, jotka paljastavat PETM-kiviä ja sallivat tutkijat löytävät etsimänsä fossiilit ja muut todisteet. Hyvien geologisten olosuhteiden lisäksi suuri osa maasta on Yhdysvaltojen maankäyttötoimiston hallinnassa, joka on ollut avuksi tutkimusryhmille, ja sitä erottaa hiekkatiet-verkko, jota ylläpitää energiayhtiö. monia öljyjakkeja, jotka poistavat öljyn alueen kypsältä öljykentältä.
Aja Worlandin tutkimuspaikoille on noin 15 mailia. Ne sijaitsevat hyödyntämään mahdollisimman paljon PETM-ajan aikana talletettujen sänkyjen valotusta. Asiaan liittyvä stratigrafia alkaa taustalla olevilla harmaan, ruskean ja ruskeanruskealla kerrostumilla, jotka tunnetaan nimellä Fort Union-muodostelma ja jotka muodostuivat paleokeenikaudella juuri ennen PETM-aikaa. Tänä aikana hiilidioksiditaso oli suhteellisen vakaa ilmakehässä ja lämmin, kohtalainen ilmasto, jonka ansiosta lauhkeat ja subtrooppiset kasvit voivat kasvaa niin kaukana pohjoisessa kuin Wyoming. Paleoseeni oli nisäkkäiden nopean kehityksen aika, luultavasti siksi, että dinosaurukset olivat kuolleet sukupuuttoon sen alussa. Monet näistä varhaisista nisäkkäistä eivät selvinneet PETM: stä tai alkoivat vähentyä monimuotoisuutta tuolloin.
PETM tapahtui eoseenikauden alussa noin 55 miljoonaa vuotta sitten, ja sen arvioidaan kestäneen noin 200 000 vuotta, vilkkua geologisen aikataulun silmässä. PETM: ää on saattanut siirtää voimakas vulkaaninen aika, joka lämmitti ilmastoa, mikä puolestaan aiheutti lisähiilen vapautumista ilmakehään lähteistä, kuten polttavista turvesoista ja hiilipeiteistä, tai epävakaista metaanihydraateista merenpohjassa ( siellä erotellaan suuret määrät voimakasta kasvihuonekaasujen metaania). Yllättävä havainto on, että kasvihuonekaasujen nopein lisäys tapahtui nopeasti, PETM: n ensimmäisen 10 000 vuoden aikana. Hiilidioksidipitoisuudet ilmakehässä ylittivät todennäköisesti 1 000 miljoonasosaa. Nykyinen ilmakehän hiilitaso on 385 ppm, mikä on enemmän kuin 100 ppm viimeisen 500 000 vuoden korkeimmalla tasolla, ja nousu on suurin viimeisen 150 vuoden teollisuuden ja hiilen ja muiden hiilipohjaisten polttoaineiden intensiivisen käytön aikana. Korkeat hiilidioksidipitoisuudet varhaisessa vaiheessa PETM: ää säilyivät ylöspäin 80 000 - 100 000 vuotta ja sen jälkeen laskivat hitaasti vielä 90 000 vuotta.
Maaperän mineraalien aktiivinen säänkestävyys, erityisesti rautayhdisteiden hapettuminen (ruostuminen), liittyi PETM: iin, todennäköisesti korkeiden lämpötilojen ja kausittaisten sateiden aiheuttamien vesitason heilahtelujen seurauksena. Kivettyneet maaperän näkymät antavat stratigrafiselle sarakkeelle selkeät punaiset kerrokset. Värit ovat huomattava apu Scottille ja hänen kollegoilleen, jotka käyttävät niitä seuraamaan sänkyjä pitkillä etäisyyksillä ja korreloimaan fossiilikokoelmia mailin päässä sijaitsevista paikoista. Kaikkein dramaattisimmat fossiiliset maaperät ovat ”Big Red Sequence” -sarjassa, noin 25 metrin paksuisissa kirkkaan punaisissa ja violetissa kerroksissa, jotka ovat helposti nähtävissä moottoritieltä. Iso punainen muodostui PETM: n jälkimmäisissä vaiheissa, ja siten se tallentaa jäähtymistä varhaisen ja keskimmäisen PETM: n erittäin lämpimistä olosuhteista. Juuri mielenkiintoisimpia ovat kerrokset, jotka ovat Big Red -pisteen alla ja taustalla olevan Fort Union -muodostuman yläpuolella, mutta Big Red toimii niiden löytämisessä. Vanhin PETM-kerroksista on myös punertavaa ja sijaitsee välittömästi Fort Union-muodostelman yläpuolella. Se on noin yhden tai kahden metrin paksuinen ja heijastaa PETM: n alkuvaiheita. Tämä oli siirtymäaika ja kiinnostaa sitä, että se kertoo meille, kuinka nopeasti ilmasto muuttui ja mitä tapahtui, jotta päästään tasapainoon kohti uutta ilmastojärjestelmää. Tämän yläpuolella oleva sekvenssi heijastaa pidempää ajanjaksoa, luultavasti 90 000–100 000 vuotta, ja sille annetaan erilaisia lempinimiä, mukaan lukien ”kaaosvyöhyke” tai Scottin suosikki, ”kaiken helvettiä murtava löysä vyöhyke”. Se on harmaa, välillä 10–20. metriä paksu, ja rikas fossiililähde osoittaa dramaattisia muutoksia kasvisto-, eläimistö- ja ympäristössä. Kun katsot rinteitä korkeasta maasta, punaisen ja harmaan vuorottelevat kerrokset ovat niin näkyviä, että jotkut kutsuvat niitä "karkkinauhoiksi".
Vierailulleni valitut kolme sivustoa ja kenttätyö heijastavat Scottin kanssa työskentelevän monitieteisen ryhmän asiantuntemusta. Geologit Mary Kraus Coloradon yliopistosta Boulderissa ja Francesca McInerney Luoteis-yliopistosta Chicagossa keskittyvät fossiilisiin maaperään ja kalliopilareihin, jotka auttavat purkamaan ympäristön muutosta ja tarjoavat kontekstin löydetyille fossiileille. Heidän kivien kemialliset analyysit auttavat lajittelemaan ilmastoprosessit, jotka olivat toiminnassa PETM: ssä. Jon Bloch Floridan osavaltion luonnonhistoriallisesta museosta on selkärankaisten paleontologi ja etsii tietoa alueella liikkuneista nisäkkäistä, mukaan lukien ne, jotka syntyivät PETM: n aikana. Lopuksi, Scott ja hänen tiiminsä työskentelevät pääkirjan kasvitieteellisellä puolella. Jokaisella näistä ihmisistä on heidän kanssaan työskentelevä useiden yliopistojen opiskelijaryhmä, jotka kaikki vaivaavat haastavissa olosuhteissa ollakseen osa löytöprosessia.
Pohjois-Butten sivusto
Dino haukkuu salvanharjalla peittämien kukkuloiden läpi likaa pitkin Pohjois-Butten alueelle, paikkaan, jossa Mary ja Francesca ovat valinneet jyrkän rinteen, jonka avulla he voivat paljastaa ja tutkia koko stratigrafisen profiilin Fort Union-muodostelmasta PETM: n loppuun. . Pääsy häiritsemättömään materiaaliin saadaan yhden metrin syvyiseltä kaivokselta, jonka tiedekunnan ja opiskelijoiden naispuoliset henkilökunnat ovat työlästi kaivanneet. Tämän avulla tutkijat näkevät selvästi siirtymisen kerroksesta toiseen, osoituksena muuttuvista ilmasto-olosuhteista. Kivinäytteiden kemiallisista analyyseistä he kykenevät päättämään PETM: n alussa vapautuneen hiilen lähteestä, alkamisajasta ja kulumisesta. Tämä perustuu erilaisissa orgaanisissa materiaaleissa läsnä olevien stabiilien hiilen isotooppien suhteeseen. Tutkijat pystyvät myös seuraamaan pienten maaperäisten eläinten aktiivisuuden muutoksia ja kasvien juurtumisen syvyyttä.
Downtown Worland, Wyoming. (Smithsonian instituutio) 
Smithsonianin sihteeri G. Wayne Clough matkusti Wlandiin, Worlandiin tarkkailemaan Scott Wingiä ja hänen ryhmäänsä kaivostensa löytämäänsä fossiilikuitua. (Smithsonian instituutio) 
Scott Wing huomauttaa punaisista ja harmaista kerroksista, jotka näkyvät kaukaisissa kukkuloissa. (Smithsonian instituutio) 
Scott Wing ja hänen 1970 Chevy Suburban, Dino. (Smithsonian instituutio) 
Wayne Clough istuu Mary Krausin ja Francesca McInerneyn johtaman joukkueen keskustassa Pohjois-Buttessa. (Scott Wing) 
Smithsonianin sihteeri G. Wayne Clough paljastaa fossiilisen lehden. (Scott Wing) 
Palmulehden fossiili paleokeeni-eoseenin termisestä enimmäisjaksosta. (Smithsonian instituutio) 
Esihistoriallisen hevosen (yläosa) ja sian pienet kivettyneet leukaluut. (Smithsonian instituutio) 
Perusleirillä joukkueet kokoontuvat keskustelemaan päivän löytöistä. (Smithsonian instituutio) Caterpillarin hyökkäyspaikka
Pohjois-Butte-sivustolta Dino vie meidät kukkulan rinteitä pitkin Scottin nykyiselle sivustolle, joka tunnetaan nimellä “Caterpillar Invasion”, koska havaitsemisen päivänä se pari suuria vihreitä toukkia. Miehistön onneksi tiskit vapauttivat salaperäisesti tilat ennen työn aloittamista. Tämä paikka valittiin, koska sen rinteessä pääsee PETM: n ”kaaoskerroksen” osaan, joka on runsaasti kasvi fossiileja. Rinteeseen on kaivettu ”louhos” paljastaen silmäkivikerros, joka on haalistua ja tulee ulos lapalla nyrkkikokoisina palasina, jotka, kun ne huolellisesti halkaistaan kivivasaralla, tuottavat usein kasvi fossiilisia. Aurinko on kuuma ja korkea yläpuolella saavuttaessamme ja miehistö on jo kaivanut pienen näytteenottoelimen Scottia tutkimaan. Scott kuuntelee tarkkaan, kun jokainen joukkueen jäsen selittää löytämänsä, minkä jälkeen hän tutkii heitä käsin käytettävän linssin avulla ja pitkäaikaisen kokemuksensa perusteella selvittääkseen mitä siellä todella on. Scottin innostus tutkiessaan jokaista kappaletta tarjoaa rohkeutta orastaville tutkijoille, ja löytötaju siitä, mitä kumpikin löytö voi lisätä suurempaan kuvaan, on jännittävä.
Minulle on annettu laukaus kaivaa fragmentit ulos ja murtaa ne auki toivoen löytävän fossiilisen. Tämä osoittautuu jännittäväksi ja nöyräksi kokemukseksi. Jopa sen jälkeen kun sauma on löydetty murtamaan kivi auki, väärä isku voi aiheuttaa murtuman sängyn poikki ja menetyksen fossiilin löytämismahdollisuuksista. Aluksi menetän enemmän kuin voitan, mutta ajan myötä aloitan saada sen kiinni. Melko pian nuorekas joukkue kannustaa vanhaa ajastinta, kun mallini palauttavat kirkkaat lehti- ja kukkafossiilit, joista kukin on piilotettu näkymästä 55 miljoonan vuoden ajan. Löysän useita erilaisia näytteitä, mukaan lukien ”ohut”, heidän lempinimensä yhdistelmälehdelle, jossa on pitkänomaiset esitteet, pieni yhdistelmälehti mimoosapuun sukulaiselta ja kämmenkoru. Jokainen näistä herkistä palasista on osoitus luonnon voimasta luoda sellaisella runsaudella, jota voimme vain pelätä. Löydän myös pienen kalarunko, josta Scott kertoo fossiilien laskeutumisen muinaiseen lampiin. Kasvien fossiileista "ohut" on laji, joka on ainutlaatuinen PETM: lle, ja se näkyy vain kolmessa kahdeksasta fossiilisten kasvien paikoista, jotka on löydetty tänä aikana. Se kuuluu Sapindaceae-perheeseen, johon kuuluvat saippamanpuu, vaahterat ja kultainen sadepuu. Muun muassa kämmenkorvas ja mimoosimainen lehti ovat signaaleja siitä, että PETM: n aikana tämä alue oli lämmin ympäri vuoden, luultavasti voimakkaalla kuivalla vuodenajalla, kuten kuivan subtrooppisen Meksikon tai Keski-Amerikan osissa.
Fossiilien löytäminen on jännittävää ja muistuttaa meitä vähän Smithsonian historiasta. 1900-luvun alkupuolella Smithsonianin sihteeri oli Charles D. Walcott, tunnettu geologi ja paleontologi. Hän on kuuluisa Burgess Shale -kanavan löytäjästä Kanadassa. Talletus sisältää merkittäviä määriä ja varhaisia merieläinten fossiileja. Scott ehdottaa, että löysin muutamia fossiileja tänä päivänä saattaa olla ensimmäinen kerta sihteerin Walcottin jälkeen siitä, että Smithsonianin sihteeri on löytänyt fossiilin.
Tarkasteltuaan kaikkia louhoksesta löydettyjä fossiileja, Scott ja hänen miehistönsä aloittavat huolellisen näytteiden käärimisen prosessin suojelemiseksi niitä kuljetettaessa takaisin Smithsonianiin. Fossiilit toimitetaan Scottin laboratorioon Luonnontieteellisessä museossa, jos ne tutkitaan huolellisesti ja luetteloidaan. Niiden avulla pyritään jatkuvasti purkamaan ilmastolliset, kasvilliset ja ekologiset muutokset PETM: n aikana.
Picnic Hill -sivusto
Viimeinen sivumme on selkärankaisten paleontologien työskentelemä Jon Blochin valvonnassa. Jon tervehtii meitä mäen yläosassa näkymistä hänen sivustolleen ja jakaa kaksi löytöä päivätyöstä - osittaiset leualuut, joiden hampaat ovat ehjiä kahdelle pienelle nisäkkäälle, jotka asuivat Ison sarven altaalla PETM: n aikana. Fossiilit ovat merkittäviä kahdesta syystä: Nämä ovat nisäkkäitä, jotka saapuivat tai kehittyivät Pohjois-Amerikkaan PETM: n aikana, hevosen ja sian alkukantaista esi-isää. Molemmat suvut monipuolistuivat ja tulivat runsaiksi saapumisensa jälkeen lähellä PETM: n alkua, mutta noin 50 miljoonan vuoden kuluttua hevonen kuoli Uudessa maailmassa, eikä sitä tuotu uudelleen, ennen kuin espanjalaiset tutkijat palasivat 1500-luvulla. Molemmat nisäkkäät olivat hyvin pieniä, mikä heijastaa suuntausta PETM: n aikana. Hevonen ei ehkä ole suurempi kuin pieni kissa. Näyttää siltä, että korkeiden lämpötilojen aikana PETM-nisäkkäät kehittyivät pienemmiksi, jotta pystytään paremmin käsittelemään tarvittavaa energiatasapainoa ravinnon ja kasvun välillä.
Seuraamme Jonia alas mäen pohjalle, missä hänen miehistönsä on levinnyt alueelle etsien fossiileja ja muita todisteita. Jos he löytävät fossiilin tai jopa sen fragmentin, he sijoittavat pienen lipun ja kirjaavat tiedot löytöstä. Lippua käyttää miehistön jäsen, joka dokumentoi fossiilin sijainnin suuntausmerkin tarkkuudella GPS-järjestelmän avulla. Sijaintitietojen avulla ryhmä voi tietää tarkan tason, jolta kukin näyte tulee, mikä on kriittinen tekijä rekonstruoitaessa peräkkäisiä muutoksia eläimissä PETM: n avulla.
Kävelemme sivuston yli ja keskustelemme jokaisen miehistön jäsenen, joukon nuorten opiskelijoiden ja useiden vanhempien tutkijoiden kanssa muista instituutioista, jotka ovat kiinnostuneita Jonin tekemästä työstä ja auttavat mielellään. Vaikka tämä sivusto ei tuota monia suuria, nivellettyjä luurankoja, se tuottaa lukuisia pieniä luun, nivelten ja hampaiden fragmentteja, joista jokainen, kun se lisätään suurempiin kokoelmiin, auttaa kertomaan tarinan PETM: stä.
Päivän kuluessa Jon ilmoittaa miehistölle, että on aika palata takaisin perusleiriin. Jopa pitkän aurinkoisen päivän jälkeen miehistö näyttää haluttomalta lähteä - vielä yksi fossiili voi olla päivän tärkein löytö. Tukileirillä he tunnistavat ja luetteloivat löytönsä, vertaavat ja keskustelevat päivätyönsä tuloksista muiden ryhmien kanssa.
Perusleiri
Päivän kenttätyöt tulevat lopussa tukileiriin, tiimin valitsemaan sijaintiin, joka on keskeinen kaikille kohteille. Se on hyvä paikka, kukkulan kyljessä ja suojattu tuulelta, mutta tarpeeksi korkea, jotta sieltä on kaunis näköala karuun ympäristöön. Jokainen miehistön jäsen pysyy leirillä, mukaan lukien vanhempi henkilökunta. Scott ilmoittaa, että se auttaa kustannuksissa, jotka juoksevat noin 7 dollaria päivässä per henkilö, ja antaa myös koko miehistölle keskustella työstään yöhön. Kaikki ovat väsyneitä, mutta onnellisia päivän saavutuksista. Herättävä muhennos valmistetaan illalliseksi ja syödään kaikkien mieltymysten avulla. Aurinko alkaa laskea mäen taakse ja ilma viilenee huomattavasti. Myöhäisen iltapäivän pehmeämpi valo valaisee rinteet. Näkyvästi kuusi mailia itään on Pohjois-Butte, jossa iso punainen erottuu laskevan auringon valossa muistutuksena siitä, miksi olemme täällä.
Annan loman seuralaisistani valmistautuakseni paluuni varhain seuraavana aamuna. He oleskelevat vielä yhden viikon ja suorittavat tämän vuoden kenttämatkan. Se on ollut innostava kokemus, oppimisen ja ilmoituksen kokemus. Palaan Washingtoniin ymmärtäessään syvemmin, mitä on työskennellä kentällä paleontologina - iloa fossiilien löytämisestä, innostusta tulkita mitä he sanovat tästä tärkeästä tapahtumasta ja kuinka 55 miljoonan vuoden kuluttua uutta tietoa siitä, miten planeettamme toimii, tulee tutkimuksesta menneisyydestään.
Arvioin myös paremmin, kuinka tärkeätä tämä työ on. Meillä on edessään samanlainen ilmaston lämpenemiskausi, mutta paljon nopeampi kuin PETM: llä. Emme vielä tiedä, mikä määrä lämpenemistä voi laukaista hiilen vapautumisen lisävarastoista, emmekä tiedä, voimmeko hidastaa tai pysäyttää nämä päästöt, jos ne alkavat. Paljastamalla, kuinka monimutkainen ja toisiinsa kytketty planeettamme muuttuu nopean lämpenemisen avulla, 55 miljoonan vuoden takaisen tapahtuman ymmärtäminen voi auttaa meitä aikamme ihmisiä ymmärtämään, mitä meillä saattaa olla tulevaisuudessa. Omistuksiin, jotka olivat olemassa PETM: n aikana, ei kuulunut kuutta miljardia ihmistä, mutta oppitunnit, jotka opimme havaitsemalla näitä kauan sitten tehtyjä ilmasto- ja ekologisia muutoksia, ovat todennäköisesti hyödyllisiä meille kaikille ja jälkeläisillemme.
