Найти ископаемое в угольной шахте нет ничего сложного. Угольные отложения, в конце концов, представляют собой окаменевшие торфяные болота, а торф получают из разлагающихся растений, которые оставляют свои отпечатки в грязи и глине по мере затвердевания в сланцевом камне.
Связанный контент
- Сланец Берджесса: Большой взрыв Эволюции
- Что убивает осину?
Но совсем другое дело, когда Джон Нельсон и Скотт Элрик, геологи из Государственной геологической службы штата Иллинойс, исследовали угольные шахты Риола и Вермилион-Гроув в восточной части штата Иллинойс. На потолке шахты выгравирован самый большой нетронутый ископаемый лес, когда-либо виденный - по крайней мере четыре квадратных мили тропической дикой природы, сохранившейся 307 миллионов лет назад. Именно тогда землетрясение внезапно опустило болото на 15–30 футов, и ворвались грязь и песок, покрывая все осадком, убивая деревья и другие растения. «Должно быть, это произошло за несколько недель», - говорит Элрик. «То, что мы видим здесь, это смерть торфяного болота, момент в геологическом времени, застывший в результате стихийного бедствия».
Чтобы увидеть это малоизвестное чудо, я присоединился к Нельсону и Элрику на площадке Vermilion Grove, работающей шахте, управляемой компанией Peabody Energy из Сент-Луиса и закрытой для публики. Я надел каску, свет, перчатки и сапоги со стальным носком. Я получил кислородный баллон и лекцию по безопасности. В случае чрезвычайной ситуации - отравляющего газа, пожара или взрыва - следуйте за красными огнями, чтобы найти выход из шахты, посоветовал менеджер по безопасности Майк Мидлмас. Мы можем столкнуться с «густым черным дымом, и вы ничего не сможете увидеть перед собой». Он сказал, чтобы использовать спасательный круг, идущий вдоль потолка, тонкую веревку, пронизанную через деревянные конусы, как плавает в бассейне.
Обогащенный ископаемыми угольный пласт находится на глубине 230 футов под землей, и мы поехали туда в открытом дизельном вагоне, похожем на Хамви, известном как «путешествие человека». Водитель провел нас через четыре мили непонятных поворотов в туннелях, освещенных только аварийными маяками и фарами автомобиля. Путешествие заняло 30 минут и закончилось в зоне 5. Туннели здесь имеют высоту 6, 5 футов и ширину пригородной улицы с двусторонним движением.
Туннели были тихими и мрачными, освещенными лампами низкой мощности. Влажный летний воздух, всасываемый сверху, был холодным и цепким под землей, где температура колеблется около 60 градусов по Фаренгейту круглый год. Шахтеры закончили добычу угля здесь, и стороны тоннеля были опрысканы негашеной известью, чтобы подавить взрывную угольную пыль. Сланцевая крыша - сделанная из осадка, который так давно разрушил лес, - теперь трещит и отслаивается, когда уголь под ним удален. Сетка покрывает потолок, чтобы большие куски не падали на дороги и не ударяли по шахтерам.
Нельсон пробирался по туннелю, обходя груды битого камня и куски угля, как черные кубики, по пыльному полу. Он остановился и посмотрел вверх. Там, в свете его шлема, сияет лес - бунт переплетенных стволов деревьев, листьев, папоротниковых веток и веток, вырисовываемых черным по серому на липкой сланцевой поверхности крыши туннеля. «Я видел окаменелости раньше, но ничего подобного», - говорит он.
Нельсон, который сейчас на пенсии, впервые посетил участок Рио-Вермилион-Гроув во время обычной инспекции вскоре после открытия шахты в 1998 году. Он заметил окаменелости, но не обратил на них особого внимания. Он видел больше окаменелостей, когда осматривал различные туннели в следующем году, и еще больше - через год после этого. Элрик присоединился к нему в 2005 году, и к тому времени количество ископаемых составило «слишком много», говорит Элрик. «Что-то странное происходило».
Нельсон вызвал двух палеоботаников, Уильяма ДиМишеле, из Национального музея естественной истории Смитсоновского института, и Говарда Фалькон-Ланга из Британского университета в Бристоле. Сокол-Ланг описывает это как «захватывающее открытие», потому что весь лес - не только отдельные деревья или растения - не поврежден на потолке. Большинство древних торфяников постепенно умирают, оставляя лишь незначительные доказательства того, что там росло. Поскольку этот был похоронен внезапно, почти все, что было там, все еще там. «Мы можем взглянуть на деревья и окружающую растительность и попытаться понять весь лес», - говорит ДиМишеле.
Владыками этих джунглей были ликопсиды: чешуйчатые растения с стволами до 6 футов в окружности, которые выросли до 120 футов в высоту, и имели спорообразующие конусы. Они выглядели как гигантские копья спаржи. В бледном свете туннеля 30-футовые ископаемые следы ликопсида блестят на сланцевой крыше, как кожа аллигатора.
Рядом с ликопсидами находятся каламиты - 30-футовые кузены современного хвоща - и древние хвойные деревья размером с мангровые деревья, известные как кордаиты. Семенные папоротники (которые не связаны с современными папоротниками) выросли на 25 футов. Древовидные папоротники выросли на 30 футов, с кронами больших, перистых листьев.
В шахте было найдено несколько окаменелостей животных - химические вещества в воде древнего болота, возможно, растворили раковины и кости - но в других местах более 300 миллионов лет назад, периода, известного как каменноугольный период, появились окаменелости многоножек, пауков, тараканов и амфибии. Небесами управляли стрекозы-монстры с 2, 5-футовыми размахами крыльев. (Это будет еще 70 миллионов лет до появления первых динозавров.)
А затем произошло землетрясение, и этот болотистый дождевой лес исчез.
Одна из причин, по которой этот сайт так ценен для ученых, заключается в том, что он открывает окно в мир природы незадолго до периода великих и удивительных перемен. В течение нескольких сотен тысяч лет после того, как этот тропический лес был захоронен, папоротники деревьев, ликопсиды и другие растения боролись за господство - «своего рода растительный хаос», говорит ДиМишеле. По какой-то неизвестной причине, папоротники деревьев преобладали, говорит он, и в конечном итоге захватили тропические водно-болотные леса мира. Две трети видов, найденных в Рио-Вермилионовой роще, исчезнут. Могучие ликопсиды практически исчезли.
Исследователи предлагают несколько возможных причин великой перестройки растительных сообществ около 306 миллионов лет назад: резкие изменения глобальных температур; сушка в тропиках; или, возможно, тектонические потрясения, которые разрушили даже более старые залежи угля, обнажив углерод, который затем превратился в углекислый газ. Безотносительно причины земная атмосфера внезапно приобрела намного больше углекислого газа. Определение взаимосвязи между этим древним атмосферным изменением и изменениями растительности может дать подсказки о том, как современная экосистема будет реагировать на увеличение выбросов углекислого газа, вызванное сжиганием ископаемого топлива.
По словам ДиМишеле, команда Riola-Vermilion Grove использует ископаемый лес в качестве ориентира. Исследователи анализируют химический состав ранних и более поздних угольных месторождений для определения показателей древнего углекислого газа, температуры, количества осадков и других переменных. Пока что рост содержания углекислого газа с течением времени выглядит довольно плавным, но изменение растительности резко меняется.
Сравнивая окаменелости до 306 миллионов лет назад и после, «у вас полное изменение режима без особого предупреждения», - говорит ДиМишеле. «Нам нужно более внимательно посмотреть на прошлое», - добавляет он. «И это наша первая возможность увидеть все это».
Гай Гульотта написал о гепардах и человеческих миграциях для Смитсоновского института .
Палеоботаники утверждают, что по большей части нетронутые окаменелые леса (верхушка ветки древовидного папоротника) являются «впечатляющим открытием». (Лэйн Кеннеди) 
Остатки леса ликопсидов и других странностей находятся на глубине 230 футов (Джон Нельсон, слева, и Скотт Элрик осматривают потолок шахты, богатый ископаемыми.) (Лэйн Кеннеди) 
Ликопсидовая ветвь. (Лэйн Кеннеди) 
Неужели резкое изменение климата 306 миллионов лет назад обрекло древнюю экосистему? Окаменелости от угольной шахты Vermillion Grove могут содержать улики. (Лэйн Кеннеди)
