https://frosthead.com

Вайоминг Палеонтологическая рассылка № 3: Как датировать ископаемое

Первый день полевого сезона рассветает ясным и ярким, и из-за облачного пика, самого высокого в Бигхорнских горах, скользит уже сильное солнце. Здесь, в бассейне, в 6 утра уже тепло, а внутри палатки невыносимо жарко в течение часа восхода солнца, поэтому есть все основания вставать, варить кофе, упаковывать бутерброды, наполнять емкости для воды и прыгать в Дино для езды на первый сайт, где мы собираемся собирать. По дороге мы ненадолго останавливаемся, чтобы забрать четвертого члена команды, Элизабет Денис, аспирантуру Университета штата Пенсильвания.

Участок ископаемых растений, к которому мы направляемся, и который имеет только мое поле с номером SW1010 в качестве своего обозначения, был захватывающей находкой ближе к концу полевого сезона прошлого года. Мы подходим по обходному маршруту - сначала по окружной гравийной дороге, затем по грунтовой дороге, пролегающей между полями люцерны и сахарной свеклы, затем вдоль ирригационного канала через перемычку моста, и, наконец, обнаруживаем неопределенный двухпутный путь, который проходит через полынь и опунция к крутому склону неплодородной земли. Мы застряли в грязи в первый час полевого сезона. Застревание с самого начала вызывает смех у команды, но я снова обретаю немного уважения, когда оказывается, что это всего лишь несколько минут работы, чтобы выкопать шины и снова отправиться в путь.

Прибыв на место, мы смотрим на узкую долину, засыпанную полынью и окруженную крутыми непроходимыми склонами в полоску с красными, оранжевыми и фиолетовыми полосами. Эти яркие полосы, за которыми наши глаза могут проследить, как если бы они были слоями гигантского пирога, представляют собой древние отложения поймы, а их цвета отражают окисление железа, поскольку отложения были химически изменены в результате выветривания во время PETM. Это ископаемые горизонты почвы, и они прекрасны! Местонахождение ископаемых растений, напротив, не является широким плоским слоем и не имеет яркого цвета. Это коричневато-серый осадок аргиллита толщиной около 10 футов и шириной 100 футов. Яркие слои ископаемого грунта лежат над и под ним на одном и том же склоне холма.

Скала, которая содержит окаменелости растений, может быть не очень красивой, но тусклый цвет является секретом сохранения окаменелостей растений - это указывает на то, что эта линза породы никогда не окислялась, и это потому, что она состоит из осадков, которые были отложены под водой в заброшенное русло реки, куда кислород не мог попасть из атмосферы. Тот факт, что он образовался в бывшем русле реки, также объясняет, почему эти ископаемые породы растений имеют форму линзы в поперечном сечении - канал был глубоким в середине и мелким по краям.

На мой взгляд, ископаемые листья, которые мы находим здесь, прекрасны - сложные запечатления, которые фиксируют микроскопические детали структуры вен. Некоторые экземпляры сохранились в таких деталях, что с помощью ручной линзы мы можем увидеть отпечатки тонких волосков или даже желто-красное мерцание крошечных янтарных пятен - остатки заполненных маслом клеток внутри листа, как те, которые можно увидеть в заливе. листья, обычно используемые в приготовлении супа. Оранжевые и красные оттенки в ископаемых листьях не являются оригинальной чертой какой-то давней осени; они возникают в результате отложения железа во время химических реакций, вызванных распадом листьев. Мы также находим плесени раковин древних пресноводных улиток и ракообразных и даже случайный отпечаток чешуи рыбы, все это согласуется с идеей, что эти камни были отложены на дне тихого пруда, который образовался, когда небольшой речной канал закрылся во время пэтм.

Один общий вопрос, который возникает при обсуждении окаменелостей: «Как вы узнаете, сколько им лет?». Этот вопрос особенно важен для нас, потому что мы ищем ископаемые с такого узкого промежутка времени. Ответ состоит из нескольких частей. Самый прямой ответ состоит в том, что мы знаем, что камни вокруг SW1010 были отложены во время PETM, потому что мой коллега Кен Роуз из Университета Джона Хопкинса собирал здесь ископаемых млекопитающих в течение ряда лет. Многие виды, которые Кен обнаружил в этой области, встречаются только во время ПЭТМ, а не до или после. Такой подход к определению возраста горных пород называется биостратиграфией.

Лист Macginitiea и лист Populus. Ископаемые из нового раннего эоцена ископаемого завода. (Скотт Винг) Часть окаменелой пальмовой ветви из палеоцен-эоценового теплового максимума в Вайоминге. (Скотт Винг) Первая спущенная шина полевого сезона. К счастью, это произошло на двухуровневом патче уровня. Спустившая шина привела к задержке всего 15 минут. (Скотт Винг)

Конечно, биостратиграфия поднимает другой вопрос - откуда мы знаем, что эти виды жили только во время ПЭТМ? Для этого мы обратимся к отличительной химической характеристике ПЭТМ: во время мероприятия произошел глобальный сдвиг в соотношении изотопов углерода. Более легкая форма углерода, углерод 12, стала гораздо более распространенной по сравнению с более тяжелой формой, углеродом 13. Этот сдвиг, который мы называем «экскурсией по изотопам углерода», наблюдается повсеместно, от глубоководных отложений до скал, откладываемых реками в Бигхорнский бассейн. Этот химический маркер для ПЭТМ был обнаружен в породах, несущих ископаемых млекопитающих в нескольких частях бассейна Бигхорн, и он всегда связан с определенным набором видов, которые не встречаются в породах до или после экскурсии по изотопам углерода.

Тем не менее, мы не ответили на вопрос о том, как мы знаем точный возраст окаменелостей PETM. Для получения этой информации мы должны обратиться к работе в других странах мира, в местах, где обнаружена экскурсия по изотопам углерода в непосредственной близости от горных пород, содержащих вулканические кристаллы, подходящие для радиометрического датирования. Здесь, наконец, ученые могут измерить соотношение «родительских» и «дочерних» изотопов радиоактивных материалов в вулканических кристаллах. Зная период полураспада родительского изотопа, они могут рассчитать, сколько миллионов лет назад образовались кристаллы. Это долгий, но логичный процесс перехода от странствования по бесплодным землям бассейна Бигхорн до осознания того, что вы собираете окаменелости 56 миллионов лет назад (дайте или возьмите несколько сотен тысяч лет). Большую часть времени мы не думаем об этом, пока находимся в поле!

Первый день начинается с волнения любого первого дня, но мы не можем начать собирать сразу. Сначала мы должны очистить грязь, которую зимние дожди сделали из поверхностных камней, которые мы обнажили в прошлом году. Это тяжелая работа по подбору и экскаватору, которую мы выполняем, в то время как несколько опасно сидели на крутой стороне пустынного холма. Тем не менее, это прекрасное утро, и примерно через час мы можем начать вытаскивать из обнажения более твердые, свежие камни. Каждый камень - это шанс найти ископаемое! Мы подбираем их один за другим и стучим по ним торцом долота кирпичного молотка, надеясь, что они расколются вдоль древней плоскости подстилки, где скопились листья. Иногда блок сотрудничает, иногда нет, но ископаемые награды приходят довольно стабильно в течение полудня и раннего дня. Мы накапливаем довольно хорошую кучу образцов - может быть, 20 или 30 - на выступах, которые мы врезали в склон. И в волнении дня мы забыли пообедать!

К 2 или 3 дням мы все немного отмечаем - не слишком удивительно, учитывая, что температура достигает 90 градусов, воздух очень сухой и немного тоньше на 5000 футов, чем мы привыкли, и, о да, бутерброды PB & J все еще в наших упаковках. Сара, Пэм и Лиз - явно солдаты, которые все еще работают, но нам всем нужен быстрый перерыв на обед. После того, как бутерброды поджарены, он возвращается к работе, и в убывающей жаре мы начинаем думать о конце дня. Мы должны запаковать все наши находки, чтобы их можно было положить в наши рюкзаки, сзади Дино и обратно в лагерь, чтобы они не сломались.

Это начинается самая утомительная часть дня. Каждый экземпляр, который мы собираем, должен быть помечен номером местности и указателем количества штук (не каждый камень ломается так, как мы хотим!). Пометив их ручкой Sharpie, мы обертываем их ископаемыми в промышленную туалетную бумагу. Лучшие бренды - это те, у которых нет перфорации, и я покупаю их в гигантских рулонах, потому что мы много их используем! Это очень похоже на завершение вывихнутой лодыжки Ace-повязкой, в которой мы оказываем небольшое давление при обертывании. Это удерживает камень и ископаемое вместе и защищает деликатную поверхность от соскабливания или удара другой скалой. Мы используем клейкую ленту, чтобы закрыть упаковку, и мы снова отмечаем номер сайта снаружи, чтобы пакеты могли быть отсортированы, когда мы вернемся в Смитсоновский музей естествознания. К тому времени, когда мы наткнемся на овраги и полынь в лагере, уже почти 7 часов вечера, и свет снова станет золотым. Ужин еще предстоит приготовить, готовить блюда, но это был долгий и сытный день.

«Отправка № 2 | Рассылка № 4 »

Скотт Винг - научный сотрудник и куратор отдела палеобиологии Смитсоновского института.

Вайоминг Палеонтологическая рассылка № 3: Как датировать ископаемое