Среда, 15 июля: погода, 62 градуса, солнечно в 7 часов утра.
Прекрасный день для приключений. Сначала мы направляемся в продуктовый магазин, чтобы получить продукты для обеда и много воды, что будет очень необходимо в сухом климате и жаре дня. Скотт объясняет, что мы посетим три сайта, где команды работают, чтобы исследовать PETM и его последствия с разных точек зрения. Он и его коллеги считают этот район идеальным для своей работы, поскольку глубокие осадочные отложения бассейна отражают стратиграфический профиль времени, предшествовавшего тепловому максимуму палеоценового эоцена или PETM, самому PETM и последующим годам. Слои породы в этом большом бассейне имеют наклон по сторонам и относительно горизонтальны в центре, но региональное поднятие за последние несколько миллионов лет еще раз утратило силу эрозии, образовав глубокие овраги и долины, которые обнажают породы ПЭТМ и позволяют исследователи, чтобы найти ископаемые и другие доказательства, которые они ищут. В дополнение к благоприятным геологическим условиям, большая часть земли находится под управлением Бюро по управлению земельными ресурсами США, которое было полезным для исследовательских групп, и оно пересекается сетью грунтовых дорог, поддерживаемых энергетической компанией, которая управляет энергетической компанией. много нефтяных домкратов, которые удаляют нефть из зрелого нефтяного месторождения в регионе.
Поездка до исследовательских площадок из Worland составляет около 15 миль. Они расположены таким образом, чтобы извлечь максимальную выгоду из воздействия слоев, отложенных во время PETM. Соответствующая стратиграфия начинается с нижележащих серых, коричневых и рыжих отложений, известных как форт Юнион Форминг, которые сформировались в эпоху палеоцена незадолго до периода PETM. Это был период относительно стабильных уровней углекислого газа в атмосфере и теплого, умеренного климата, который позволил растениям с умеренным и субтропическим климатом расти так же далеко на севере, как Вайоминг. Палеоцен был временем быстрой эволюции среди млекопитающих, вероятно, потому что динозавры вымерли в его начале. Многие из этих ранних млекопитающих не пережили ПЭТМ или начали уменьшаться в разнообразии в то время.
PETM произошел в начале эоценовой эпохи около 55 миллионов лет назад и, по оценкам, просуществовал около 200 000 лет, что является мерцанием в глазах геологической шкалы времени. PETM, возможно, был вызван периодом интенсивного вулканизма, который согрел климат, в свою очередь вызывая выброс дополнительного углерода в атмосферу из таких источников, как сжигание торфяников и угольных пластов или нестабильные гидраты метана на дне океана ( там выделяется большое количество метана, содержащего мощный парниковый газ). Удивительным открытием является то, что наиболее быстрое добавление парниковых газов произошло быстро, в первые 10000 лет PETM. Уровень углекислого газа в атмосфере, вероятно, превысил 1000 частей на миллион. Сегодняшние уровни содержания углерода в атмосфере составляют 385 частей на миллион, что на более чем 100 частей на миллион выше самых высоких уровней за последние 500 000 лет, причем самый большой рост произошел за последние 150 лет индустриализации и интенсивного использования угля и других видов топлива на основе углерода. Высокие уровни углекислого газа на ранних этапах РЕТМ поддерживались на протяжении более 80 000-100 000 лет, а затем медленно снижались в течение еще 90 000 лет.
Активное выветривание почвенных минералов, в частности окисление (ржавление) соединений железа, было связано с ПЭТМ, вероятно, в результате высоких температур и колебаний уровня грунтовых вод, вызванных сезонными дождями. Окаменелые горизонты почвы дают стратиграфическому столбу отчетливые красные слои. Цвета очень помогают Скотту и его коллегам, которые используют их, чтобы отслеживать кровати на больших расстояниях и сопоставлять коллекции ископаемых из мест, которые находятся на расстоянии нескольких миль. Самые драматичные ископаемые почвы находятся в «Большой красной последовательности» - наборе ярко-красных и пурпурных слоев толщиной около 25 метров, которые можно легко увидеть с шоссе. Big Red был сформирован во время последних стадий PETM, и поэтому регистрирует охлаждение от очень теплых условий раннего и среднего PETM. Наибольший интерес представляют слои под Большой Красной и над базовой формой Союза Фортов, но Большой Красный служит для их обнаружения. Самый старый из слоев PETM также имеет красноватый оттенок и расположен непосредственно над фортом Union Union. Его толщина составляет от одного до двух метров и отражает ранние стадии ПЭТМ. Это был переходный период, и он интересен тем, что говорит нам о том, как быстро изменился климат и что изменило баланс в направлении нового климатического режима. Вышеуказанная последовательность отражает более длительный период, возможно, от 90 000 до 100 000 лет, и ей присваиваются различные прозвища, в том числе «зона хаоса» или любимая Скоттом «зона, полная разрушения ада». Она серого цвета, от 10 до 20 метров, и богатый источник окаменелостей, показывающих период резких изменений во флоре, фауне и окружающей среде. Глядя на склоны холмов с возвышенности, чередующиеся слои красного и серого настолько заметны, что некоторые называют их «полосками конфет».
Три места, выбранные для моего визита, и полевые работы отражают опыт междисциплинарной команды, работающей со Скоттом. Геологи Мэри Краус из Университета Колорадо в Боулдере и Франческа Макинерни из Северо-западного университета в Чикаго сосредотачивают внимание на ископаемых почвах и каменных столбах, которые помогают распутать изменения окружающей среды и обеспечивают контекст для найденных окаменелостей. Их химический анализ пород помогает отсортировать климатические процессы, которые были в работе в PETM. Джон Блох из Государственного музея естественной истории Флориды, палеонтолог позвоночных, ищет информацию о млекопитающих, которые бродили по области, включая тех, которые появились во время PETM. Наконец, Скотт и его команда работают над ботанической стороной книги. С каждым из этих людей работает группа студентов из нескольких университетов, каждый из которых трудится в сложных условиях, чтобы стать частью процесса открытия.
Норт Бьютт Сайт
Дино прогуливается по покрытым кустарником холмам вдоль грунтовых дорог к участку Норт-Бьютт, где Мэри и Франческа выбрали крутой склон, который позволяет им обнажить и исследовать весь стратиграфический профиль от формирования Форт-Юнион до конца PETM, Доступ к нетронутым материалам обеспечивается траншеей глубиной в один метр, которую старательно выкапывает команда преподавателей и студентов, состоящая исключительно из женщин. Это позволяет исследователям четко видеть переход от одного слоя к другому, индикатор изменения климатических условий. По химическому анализу образцов горных пород они могут определить источник, время начала и характер затухания углерода, который был выделен в начале ПЭТМ. Это основано на соотношении стабильных изотопов углерода, присутствующего в различных органических материалах. Исследователи также могут отслеживать изменения в активности мелких почвенных животных и глубине укоренения растений.
Downtown Worland, штат Вайоминг. (Смитсоновский институт) 
Секретарь Смитсоновского института Г. Уэйн Клаф отправился в Уэрленд, штат Вайо, чтобы увидеть, как Скотт Винг и его команда добывают ископаемый источник, который они нашли. (Смитсоновский институт) 
Скотт Винг указывает на красные и серые слои, видимые на далеких холмах. (Смитсоновский институт) 
Скотт Винг и его Chevy Suburban 1970 года, Дино. (Смитсоновский институт) 
Уэйн Клаф сидит в центре команды во главе с Мэри Краус и Франческой Макинерни на площадке Норт Бьютт. (Скотт Винг) 
Секретарь Смитсоновского института Дж. Уэйн Клаф раскапывает окаменелые листья. (Скотт Винг) 
Окаменелость пальмового листа из периода палеоценового эоцена. (Смитсоновский институт) 
Крошечные окаменелые кости челюсти доисторического коня (вверху) и свиньи. (Смитсоновский институт) 
Вернувшись в базовый лагерь, команды собираются, чтобы обсудить находки дня. (Смитсоновский институт) Сайт вторжения гусеницы
От северного участка Бьютта Дино ведет нас по дорогам на вершине холма к нынешнему месту Скотта, известному как «Вторжение гусениц», потому что в тот день, когда оно было обнаружено, оно кишело большими зелеными гусеницами. К счастью для команды, гусеницы загадочным образом покинули помещение, прежде чем они начали свою работу. Это место было выбрано потому, что его склон холма позволяет получить доступ к части слоя «хаоса» РЕТМ, богатой ископаемыми растениями. «Карьер» был вырыт в склоне холма, обнажая слой алевролита, который выветривается и выходит на лопату в виде кусков размером с кулак, которые при тщательном раскалывании с помощью каменного молотка часто дают ископаемое растение. Солнце становится горячим и высоко над головой, когда мы прибываем, и команда уже выкопала небольшой набор образцов для Скотта, чтобы исследовать. Скотт внимательно слушает, как каждый член команды объясняет, что, по его мнению, они нашли, а затем проверяет их, используя ручную линзу и свой многолетний опыт, чтобы определить, что на самом деле там. Энтузиазм Скотта, когда он рассматривает каждую часть, воодушевляет начинающих ученых, и чувство открытия о том, что каждая находка может добавить к более широкой картине, является захватывающим.
Мне дают шанс выкопать осколки и расколоть их в надежде найти ископаемое. Это оказывается захватывающим и унизительным опытом. Даже после обнаружения шва, чтобы сломать камень, ложный удар может привести к разрыву по кровати и потере шансов найти ископаемое. В начале я теряю больше, чем выигрываю, но со временем я начинаю понимать это. Довольно скоро молодая команда поощряет старожила, так как мои образцы возвращают чистые окаменелости листьев и цветов, каждый из которых был скрыт от глаз в течение 55 миллионов лет. Я раскопал несколько разных экземпляров, в том числе «тонкий», их прозвище для составного листа с удлиненными листочками, небольшого составного листа от родственника мимозы и пальмовой ветви. Каждый из этих деликатных фрагментов является свидетельством способности природы творить с изобилием, которое мы можем только трепетать. Я также нахожу скелет маленькой рыбы, показывающий, как говорит Скотт, отложение окаменелостей в древнем пруду. Из окаменелостей растений «тонкий» является уникальным для PETM видом, который встречается только в трех из восьми участков ископаемых растений, обнаруженных в этот период времени. Это в семействе Sapindaceae, которое включает в себя мыльное дерево, клены и дерево золотого дождя. Пальмовая ветвь и мимозоподобный лист, среди прочего, являются сигналами о том, что во время ПЭТМ этот район был теплым круглый год, вероятно, с ярко выраженным засушливым сезоном, подобным частям сухой субтропической Мексики или Центральной Америки сегодня.
Поиск окаменелостей является захватывающим и напоминает нам немного о Смитсоновской истории. В начале 20-го века секретарем Смитсоновского института был выдающийся геолог и палеонтолог Чарльз Д. Уолкотт. Он известен как первооткрыватель сланца Берджесс в Канаде, месторождения, содержащего замечательные количества и разновидности ранних окаменелостей морских животных. Скотт предполагает, что мое обнаружение нескольких окаменелостей в этот день может быть впервые после того, как министр Уолкотт обнаружил ископаемое секретарем Смитсоновского института.
После рассмотрения всех ископаемых, найденных в карьере, Скотт и его команда начинают тщательный процесс упаковки образцов, чтобы защитить их во время их отправки обратно в Смитсоновский институт. Окаменелости будут доставлены в лабораторию Скотта в Музее естественной истории, где они будут тщательно проверены и каталогизированы. Они будут помогать в постоянных усилиях по выявлению климатических, растительных и экологических изменений во время ПЭТМ.
Пикник Хилл Сайт
Наш последний сайт посвящен палеонтологам позвоночных под руководством Джона Блоха. Джон приветствует нас на вершине холма, возвышающегося над его участком, и делится двумя находками дневной работы - частичными костями челюсти с неповрежденными зубами двух маленьких млекопитающих, которые жили в бассейне Большого Рога во время PETM. Окаменелости известны по двум причинам: это млекопитающие, которые прибыли или эволюционировали в Северной Америке во время PETM, примитивные предки лошади и свиньи. Обе линии разнообразились и стали обильными после их прибытия в начале PETM, но примерно через 50 миллионов лет лошадь вымерла в Новом Свете и не была вновь введена, пока испанские исследователи не вернулись в 1500-х годах. Оба млекопитающих были очень маленькими, отражая тенденцию во время ПЭТМ. Лошадь, возможно, была не больше, чем маленькая кошка. Похоже, что в период высоких температур у млекопитающих PETM эволюционировали до меньших размеров, чтобы лучше справляться с необходимым энергетическим балансом между питанием и ростом.
Мы сопровождаем Джона до подножия холма, где его команда разбросана по области в поисках окаменелостей и других улик. Там, где они находят окаменелость или даже ее фрагмент, они ставят маленький флажок и записывают информацию о находке. Этот флаг используется членом экипажа, который документирует положение окаменелости с точностью до метра с помощью системы GPS. Данные о местонахождении позволяют команде узнать точный уровень, с которого поступает каждый образец, критический элемент в восстановлении последовательных изменений у животных через PETM.
Мы прогуливаемся по площадке и говорим с каждым из членов экипажа, группой молодых студентов и несколькими старшими учеными из других учреждений, которые заинтересованы в работе, которую делает Джон, и рады помочь. Несмотря на то, что этот сайт не производит много крупных шарнирных скелетов, он дает множество мелких фрагментов кости, суставов и зубов, каждый из которых, при добавлении в большую коллекцию, помогает рассказать историю PETM.
С наступлением дня Джон сообщает команде, что пора возвращаться в базовый лагерь. Даже после долгого жаркого дня на солнце экипаж, похоже, не хочет уходить - еще одна окаменелость может быть самой важной находкой дня. В базовом лагере они будут определять и каталогизировать свои находки, а также сравнивать и обсуждать результаты своей дневной работы с другими командами.
Базовый лагерь
Полевая работа дня заканчивается в базовом лагере, месте, выбранном командой, чтобы быть центральным для всех мест. Это хорошее место на склоне холма, защищенное от ветров, но достаточно высокое, чтобы открывать прекрасный вид на окружающие горы. Каждый член команды остается в лагере, в том числе старшие сотрудники. Скотт сообщает мне, что это помогает с расходами, которые составляют около 7 долларов в день на человека, а также позволяет всей команде обсуждать свою работу в течение ночи. Все устали, но довольны достижениями дня. Поджаривающее рагу готовится к обеду и с удовольствием едят все. Солнце начинает садиться за холмом, и воздух значительно охлаждается. Мягкий свет позднего вечера освещает склоны. На видном месте в шести милях к востоку находится Северный Бьютт, где Большой Красный выделяется в свете заходящего солнца как напоминание о том, почему мы здесь.
Я прощаюсь со своими спутниками, чтобы подготовиться к возвращению рано утром следующего дня. Они пробудут еще неделю и завершат полевую экспедицию этого года. Это был волнующий опыт, один из обучения и откровения. Я возвращаюсь в Вашингтон с более глубокой оценкой того, каково это работать в этой области в качестве палеонтолога - радость от поиска окаменелостей, радость от интерпретации того, что они говорят об этом важном событии, и как после 55 миллионов лет новых знаний о том, как работает наша планета, исходит из изучения ее прошлого.
Я также лучше понимаю, насколько важна эта работа. Мы сами столкнулись с периодом глобального потепления такого же масштаба, но гораздо более быстрого, чем период PETM. Мы еще не знаем, какое количество потепления может вызвать выброс углерода из дополнительных резервуаров, и мы не знаем, сможем ли мы замедлить или остановить эти выбросы, если они начнутся. Раскрывая, как наша сложная и взаимосвязанная планета меняется с быстрым потеплением, понимание того, что произошло 55 миллионов лет назад, может помочь тем из нас, кто сейчас живет, понять, с чем мы можем столкнуться в будущем. Существа, которые существовали во время PETM, не включали в себя шесть миллиардов людей, но уроки, которые мы извлекаем из наблюдения этих давних климатических и экологических изменений, вероятно, будут полезны для всех нас и наших потомков.
