https://frosthead.com

Wyoming Paleontology Dispatch # 3: Jak datować skamielinę

Pierwszy dzień sezonu polowego zapowiada się jasno i jasno, z już i tak silnym słońcem sunącym zza szczytu Cloud Peak, najwyższego w górach Bighorn. Tutaj, w basenie, jest już ciepło o 6 rano, a wnętrze namiotu staje się nieznośnie gorące w ciągu godziny wschodu słońca, więc istnieją wszelkie powody, by wstać, zrobić kawę, zapakować kanapki, napełnić pojemniki z wodą i wskoczyć do Dino na przejażdżkę do pierwszej strony, w której będziemy zbierać. Po drodze zatrzymujemy się na krótko, aby odebrać naszą czwartą członkinię zespołu, Elizabeth Denis, absolwentkę Penn State University.

Miejsce skamielin, do którego zmierzamy, które ma tylko mój numer pola SW1010, było ekscytującym odkryciem pod koniec zeszłorocznego sezonu polowego. Zbliżamy się okrężną drogą - najpierw w dół żwirową drogą powiatową, potem polną drogą, która biegnie między polami lucerny i buraków cukrowych, a następnie wzdłuż kanału irygacyjnego, przez most z desek, w końcu znajdując niejasny dwutorowy, który wędruje przez szałwia i kłująca gruszka w kierunku stromego podziału pustkowia. Utknęliśmy w błocie w pierwszej godzinie sezonu. Utknięcie na samym początku powoduje trochę śmiechu wśród załogi, ale odzyskuję trochę szacunku, gdy okazuje się, że wystarczy kilka minut pracy na wykopanie opon i powrót na naszą drogę.

Po przybyciu na miejsce patrzymy na wąską dolinę pokrytą pędzelkiem szałwii i otoczoną stromymi zboczami badlandu z czerwonymi, pomarańczowymi i fioletowymi paskami. Te jasne pasy, którymi nasze oczy mogą podążać, jakby były warstwami gigantycznego ciasta, są starożytnymi osadami powodziowymi, a ich kolory odzwierciedlają utlenianie żelaza, ponieważ złoża zostały chemicznie zmienione przez wietrzenie podczas PETM. Są to kopalne horyzonty glebowe i są piękne! Natomiast miejsce, w którym znajduje się skamielina, nie jest szeroką, płaską warstwą i nie ma jasnych kolorów. Jest to brązowo-szary osad z mułu o grubości około 10 stóp i szerokości 100 stóp. Jasne zabarwienie kopalnych warstw gleby leży nad i pod nim na tym samym zboczu wzgórza.

Skała, która zawiera skamieliny roślinne, może nie być piękna, ale matowy kolor jest sekretem zachowania skamielin roślinnych - wskazuje, że ta soczewka skały nigdy się nie utleniała, a to dlatego, że składa się z osadów osadzonych pod wodą w opuszczony kanał rzeczny, do którego tlen z atmosfery nie mógł się dostać. Fakt, że utworzyła się w byłym kanale rzecznym, wyjaśnia również, dlaczego te skały kopalne zawierające rośliny mają kształt soczewki w przekroju - kanał był głęboko w środku i płytki na brzegach.

Znajdujące się tutaj skamieliny są piękne, moim bardzo stronniczym zdaniem - skomplikowane odciski, które rejestrują mikroskopijne szczegóły struktury żył. Niektóre okazy są zachowane tak szczegółowo, że za pomocą soczewki ręcznej możemy zobaczyć odciski drobnych włosów lub nawet żółto-czerwony połysk drobnych bursztynowych kropelek - resztki wypełnionych olejem komórek w liściu, takich jak te, które można zobaczyć w zatoce liście powszechnie używane do przyrządzania zupy. Pomarańczowe i czerwone odcienie w liściach kopalnych nie są oryginalną cechą dawnej jesieni; powstają w wyniku osadzania się żelaza podczas reakcji chemicznych wywołanych rozkładem liści. Znajdziemy także formy skorup starożytnych ślimaków słodkowodnych i skorupiaków, a nawet sporadyczny ślad skali ryb, wszystko zgodne z ideą, że skały te zostały osadzone na dnie spokojnego stawu, który powstał, gdy zamknął się mały kanał rzeczny podczas PETM.

Jednym z typowych pytań, które pojawiają się w rozmowach na temat skamielin, jest: „Skąd wiesz, ile mają lat?” To pytanie jest dla nas szczególnie ważne, ponieważ szukamy skamielin z tak wąskiego przedziału czasu. Odpowiedź składa się z kilku części. Najbardziej bezpośrednią odpowiedzią jest to, że wiemy, że skały wokół SW1010 zostały zdeponowane podczas PETM, ponieważ mój kolega Ken Rose z Johns Hopkins University od wielu lat zbiera tu ssaki kopalne. Wiele gatunków, które Ken znalazł na tym obszarze, występuje tylko podczas PETM, nie przed ani po nim. Takie podejście do określania wieku skał nazywa się biostratygrafią.

Liść Macginitiea i Liść Populus. Skamielina pochodzi z nowego wczesnego eoceńskiego zakładu kopalnego. (Scott Wing) Część kopalnej liści palmowych z paleocenu i eocenu w maksimum termalnym w Wyoming. (Scott Wing) Pierwsza płaska opona sezonu polowego. Na szczęście zdarzyło się to na łatce dwutorowej. Ta zła opona spowodowała zaledwie 15 minut opóźnienia. (Scott Wing)

Oczywiście biostratygrafia rodzi inne pytanie - skąd wiemy, że te gatunki żyły tylko podczas PETM? W tym celu przechodzimy do charakterystycznej sygnatury chemicznej PETM: podczas tego wydarzenia nastąpiła globalna zmiana stosunku izotopów węgla. Lżejsza forma węgla, węgiel 12, stała się znacznie bardziej rozpowszechniona w porównaniu z cięższą formą, węglem 13. To przesunięcie, które nazywamy „wypływem izotopów węgla”, jest widoczne wszędzie, od osadów głębinowych po skały osadzone przez rzeki w Bighorn Basin. Ten chemiczny marker dla PETM został znaleziony w skałach zawierających skamieniałe ssaki w kilku częściach basenu Bighorn i zawsze jest powiązany z wyraźnym zestawem gatunków, które nie występują w skałach przed lub po wyparciu izotopu węgla.

Mimo to nie odpowiedzieliśmy na pytanie o to, skąd znamy dokładny wiek skamielin PETM. Aby uzyskać te informacje, musimy zwrócić się do pracy w innym miejscu na świecie, w miejscach, w których stwierdzono izotop węgla w pobliżu skał zawierających kryształy wulkaniczne odpowiednie do datowania radiometrycznego. W końcu naukowcy mogą zmierzyć stosunek izotopów „macierzystych” do „potomnych” materiałów radioaktywnych w kryształach wulkanicznych. Znając okres półtrwania izotopu macierzystego, mogą obliczyć, ile milionów lat temu powstały kryształy. To długi, ale logiczny proces, od wędrówki po złych terenach dorzecza Bighorn do wiedzy, że zbierasz skamieliny sprzed 56 milionów lat (daj lub zabierz kilkaset tysięcy lat). Przez większość czasu nie myślimy o tym, gdy jesteśmy w terenie!

Pierwszy dzień zaczyna się od emocji pierwszego dnia, ale nie możemy od razu zacząć zbierać. Najpierw musimy usunąć błoto, jakie ulewają zimowe deszcze ze skał powierzchniowych, które odsłoniliśmy w zeszłym roku. To ciężka praca, zbieranie i łopata, którą wykonujemy, będąc nieco niepewnie po stromej stronie buttlandu badland. Jest jednak piękny poranek i po około godzinie jesteśmy w stanie zacząć wyciągać bloki twardszej, świeżej skały z wychodni. Każda skała to szansa na znalezienie skamieliny! Podnosimy je jeden po drugim i trzepoczymy nimi z boku dłutowym końcem ceglanego młotka, mając nadzieję, że podzielą się wzdłuż starożytnej płaszczyzny ściółki, gdzie gromadzą się liście. Czasami blok współpracuje, czasem nie, ale nagrody kopalne przychodzą dość stabilnie przez cały poranek i wczesne popołudnie. Gromadzimy całkiem niezły stos okazów - może 20 lub 30 - na półkach, które wycięliśmy na zboczu. A w podnieceniu dnia zapomnieliśmy zjeść lunch!

O 2 lub 3 po południu wszyscy trochę się marnujemy - nic dziwnego, biorąc pod uwagę, że temperatura jest w latach 90., powietrze jest bardzo suche i nieco cieńsze na 5000 stóp niż jesteśmy przyzwyczajeni, i, o tak, kanapki PB&J są nadal w naszych paczkach. Sarah, Pam i Liz są wyraźnie żołnierzami, aby nadal pracować, ale wszyscy potrzebujemy szybkiej przerwy na lunch. Po skręceniu kanapek wraca do pracy, aw słabnącym upale zaczynamy myśleć o końcu dnia. Musimy spakować wszystkie znaleziska, abyśmy mogli je umieścić w plecakach, na grzbiecie Dino i wrócić do obozu bez konieczności ich niszczenia.

Zaczyna się to najbardziej nużąca część dnia. Każdy okaz, który zbieramy, musi być oznaczony numerem miejscowości i wskaźnikiem liczby sztuk (nie każda skała łamie się tak, jak chcemy!). Po zaznaczeniu ich piórem Sharpie owijamy skały skamielinami w przemysłową chusteczkę toaletową. Najlepsze marki to te bez perforacji, a ja kupuję je w gigantycznych rolkach, ponieważ dużo używamy! To bardzo przypomina owijanie skręconej kostki bandażem Ace, w którym kładziemy niewielki nacisk podczas owijania. Trzyma to skałę i skamielinę razem i chroni delikatną powierzchnię przed zeskrobaniem lub uderzeniem przez inną skałę. Używamy taśmy maskującej do zamykania paczki i ponownie zaznaczamy numer strony na zewnątrz, aby paczki mogły zostać posortowane, gdy wrócimy do Smithsonian's Natural History Museum. Kiedy wpadamy na wąwozy i pędzel szałwii z powrotem do obozu, jest już prawie godzina dziewiętnasta, a światło znów robi się złote. Kolacja pozostaje do ugotowania, dania do zrobienia, ale to był długi i satysfakcjonujący dzień.

«Wysyłka nr 2 | Wysyłka nr 4 »

Scott Wing jest naukowcem i kuratorem w Departamencie Paleobiologii w Smithsonian Institution.

Wyoming Paleontology Dispatch # 3: Jak datować skamielinę