Rabu, 15 Julai: Cuaca, 62 darjah dan cerah pada pukul 7 pagi
Hari yang sempurna untuk meneroka bidang. Kami mengetuai terlebih dahulu ke kedai runcit untuk mendapatkan peruntukan untuk makan tengahari dan banyak air, sesuatu yang amat diperlukan dalam iklim kering dan panas pada hari itu. Scott menjelaskan bahawa kami akan melawat tiga tapak di mana pasukan sedang berusaha untuk menyiasat PETM dan akibatnya dari perspektif yang berbeza. Beliau dan rakan-rakannya menganggap kawasan ini sesuai untuk kerja mereka kerana deposit sedimen yang mendalam di lembangan menangkap profil stratigrafik masa yang menjurus kepada Paleocene Eocene Thermal Maximum, atau PETM, PETM itu sendiri dan tahun-tahun berikutnya. Strata batu di lereng lembah yang besar di dalamnya di sisi dan relatif mendatar di tengah, tetapi peningkatan serantau dalam beberapa juta tahun terakhir sekali lagi telah melepaskan kekuatan hakisan, mengukir gullies dan lembah yang mendalam yang mendedahkan batu-batu PETM dan membenarkan penyelidik untuk mencari fosil dan bukti lain yang mereka cari. Menambah keadaan geologi yang menguntungkan, kebanyakan tanah berada di bawah pengurusan Biro Pengurusan Tanah AS, yang telah membantu pasukan penyelidikan, dan ia disalurkan oleh rangkaian jalan kotor yang dikendalikan oleh sebuah syarikat tenaga yang mengendalikan banyak bilah minyak yang mengeluarkan minyak dari medan minyak matang di rantau ini.
Pemanduan ke tapak penyelidikan dari Worland adalah kira-kira 15 batu. Mereka terletak untuk mengambil keuntungan maksimum dari pendedahan tempat tidur yang didepositkan semasa PETM. Stratigrafi yang berkaitan bermula dengan deposit kelabu, coklat dan tan yang dikenali sebagai Formasi Fort Union, yang dibentuk semasa Paleocene Epoch sebelum masa PETM. Ini adalah tempoh tahap karbon dioksida yang relatif stabil di atmosfera dan iklim yang hangat, sederhana yang membolehkan tumbuhan sederhana dan subtropika tumbuh sejauh utara sebagai Wyoming. Paleocene adalah masa evolusi pesat di kalangan mamalia, mungkin kerana dinosaur telah pupus pada permulaannya. Banyak daripada mamalia awal ini tidak dapat bertahan hidup di PETM atau mula menurunkan kepelbagaian pada masa itu.
PETM berlaku pada awal zaman Eocene sekitar 55 juta tahun yang lalu dan dianggarkan telah berlangsung sekitar 200, 000 tahun, sekelip mata di mata skala geologi. PETM mungkin telah diturunkan oleh tempoh volkanisme yang sengit, yang memanaskan iklim, seterusnya menyebabkan pelepasan karbon tambahan ke atmosfera daripada sumber-sumber seperti membakar tanah gambut dan katil arang batu, atau hidrat metana yang tidak stabil di dasar lautan jumlah kuantiti gas rumah hijau yang kuat diasingkan di sana). Penemuan yang mengejutkan ialah penambahan gas rumah kaca yang paling cepat berlaku dalam 10, 000 tahun pertama PETM. Tahap karbon dioksida di atmosfer mungkin melebihi 1, 000 bahagian per juta. Tahap karbon atmosfera hari ini adalah 385 ppm, naik lebih daripada 100 ppm berbanding paras tertinggi dalam 500, 000 tahun yang lalu, dengan kenaikan terbesar yang datang dalam 150 tahun terakhir perindustrian dan penggunaan sengit arang batu dan bahan api berasaskan karbon lain. Tahap karbon dioksida yang tinggi pada awal PETM telah dikekalkan selama 80, 000 hingga 100, 000 tahun dan seterusnya menurun secara perlahan selama 90, 000 tahun lagi.
Pelaporan aktif galian tanah, khususnya pengoksidaan (karat) sebatian besi, dikaitkan dengan PETM, mungkin akibat suhu tinggi dan turun naik dalam jadual air yang disebabkan oleh hujan bermusim. Horizon tanah fosil memberikan lapisan merah stratigrafi yang berbeza. Warna-warna adalah bantuan yang besar kepada Scott dan rakan-rakannya, yang menggunakannya untuk mengesan tempat tidur dalam jarak jauh dan menghubungkan koleksi fosil dari lokasi yang berjauhan. Tanah fosil yang paling dramatik berada dalam "Urutan Besar Merah", satu set lapisan merah dan ungu yang cerah kira-kira 25 meter tebal yang dapat dilihat dari lebuh raya. Big Red dibentuk pada peringkat akhir PETM, dan merekodkan penyejukan dari keadaan panas PETM di awal dan tengah. Ia adalah lapisan di bawah Big Red dan di atas pembentukan Fort Union yang paling menarik, tetapi Big Red berfungsi untuk mencari mereka. Lapisan lapisan PETM yang tertua juga berwarna merah dan terletak tepat di atas Formasi Fort Union. Ia adalah sekitar satu hingga dua meter tebal dan mencerminkan peringkat awal PETM. Ini adalah masa peralihan dan menarik kerana ia memberitahu kita bagaimana iklimnya berubah dengan pantas dan apa yang berlaku untuk mengimbangi ke arah rejim iklim yang baru. Urutan di atas ini mencerminkan tempoh yang lebih panjang, mungkin 90, 000 hingga 100, 000 tahun dan diberi pelbagai nama samaran, termasuk "zon huru-hara" atau kegemaran Scott, "zon pecah semua-neraka." Ia adalah kelabu, antara 10 dan 20 meter tebal, dan sumber fosil yang kaya menunjukkan tempoh perubahan drastik dalam flora, fauna dan alam sekitar. Apabila melihat lereng bukit dari tanah tinggi, lapisan berganti warna merah dan kelabu sangat menonjol yang beberapa merujuk kepada mereka sebagai "jalur gula-gula."
Tiga tapak yang dipilih untuk lawatan saya dan kerja lapangan mencerminkan kepakaran pasukan interdisipliner yang bekerja dengan Scott. Ahli geologi Mary Kraus dari University of Colorado di Boulder dan Francesca McInerney dari Northwestern University di Chicago memberi tumpuan kepada tanah fosil dan tiang batu yang membantu menguraikan perubahan alam sekitar dan menyediakan konteks bagi fosil yang dijumpai. Analisis kimia mereka terhadap batu membantu menyelesaikan proses-proses iklim yang sedang berjalan di PETM. Jon Bloch dari Muzium Sejarah Alam Florida Negeri, adalah ahli paleontologi vertebrata dan mencari maklumat tentang mamalia yang menjelajah kawasan itu, termasuk yang muncul semasa PETM. Akhirnya, Scott dan pasukannya bekerja di sisi botani dari lejar. Setiap orang ini mempunyai kumpulan pelajar pelbagai universiti yang bekerja dengan mereka, semuanya bekerja di bawah keadaan yang mencabar untuk menjadi sebahagian daripada proses penemuan.
Tapak Butte Utara
Dino berayun melalui bukit-bukit yang dipenuhi sagebrush sepanjang jalan-jalan tanah ke kawasan Butte Utara, sebuah tempat di mana Mary dan Francesca telah memilih bukit yang curam yang membolehkan mereka mendedahkan dan menyiasat keseluruhan profil stratigrafi dari Formasi Fort Union hingga akhir PETM . Akses kepada bahan yang tidak terganggu disediakan oleh parit satu meter dalam, yang digerakkan oleh kru fakulti dan pelajar seluruh wanita. Ini membolehkan penyiasat melihat dengan teliti peralihan dari satu lapisan ke lapisan lain, penunjuk keadaan cuaca yang berubah-ubah. Daripada analisis kimia sampel batu, mereka dapat menyimpulkan sumber, masa permulaan dan corak pemutihan karbon yang dikeluarkan pada awal PETM. Ini berdasarkan nisbah isotop stabil karbon yang terdapat dalam pelbagai bahan organik. Para penyelidik juga dapat mengesan perubahan dalam aktiviti haiwan tanah kecil dan kedalaman perakaran tumbuhan.
Downtown Worland, Wyoming. (Institusi Smithsonian) 
Setiausaha Smithsonian, G. Wayne Clough, mengembara ke Worland, Wyo, untuk memerhatikan Scott Wing dan lombong pasukannya fosil yang mereka dapati. (Institusi Smithsonian) 
Scott Wing menunjukkan strata merah dan kelabu yang kelihatan di bukit-bukit yang jauh. (Institusi Smithsonian) 
Scott Wing dan 1970 Chevy Suburban, Dino. (Institusi Smithsonian) 
Wayne Clough duduk di tengah-tengah pasukan yang diketuai oleh Mary Kraus dan Francesca McInerney di laman Butte Utara. (Scott Wing) 
Setiausaha Smithsonian, G. Wayne Clough menggali daun fosil. (Scott Wing) 
Fosil daun sawit dari Tempoh Maksimum Termosal Paleocene Eocene. (Institusi Smithsonian) 
Jawbone kecil fosil kuda prasejarah (atas) dan babi. (Institusi Smithsonian) 
Kembali ke kem asas, pasukan berkumpul untuk membincangkan penemuan hari ini. (Institusi Smithsonian) Tapak Pencerobohan Caterpillar
Dari tapak Butte Utara Dino membawa kami di sepanjang jalan bukit ke tapak semasa Scott, yang dikenali sebagai "Pencerobohan Caterpillar, " kerana pada hari itu ia mendapati ia penuh dengan ulat besar hijau. Nasib baik untuk anak kapal, ulat-ulat itu secara misterius mengosongkan premis sebelum mereka memulakan kerja mereka. Laman web ini dipilih kerana kawasan lereng bukitnya membolehkan akses kepada seksyen lapisan "kekacauan" PETM yang kaya dengan fosil tumbuhan. Sebuah "kuari" telah digali di lereng bukit yang mendedahkan lapisan siltstone yang dilalukan dan keluar pada sekop dalam serpihan berukuran fist, yang, apabila hati-hati berpecah menggunakan tukul batu, sering menghasilkan fosil tumbuhan. Matahari terbenam panas dan tinggi ketika kami tiba dan krew telah menggali spesimen kecil untuk Scott untuk memeriksa. Scott mendengar dengan teliti kerana setiap ahli pasukan menerangkan apa yang mereka percaya yang telah mereka temui, dan kemudian dia meneliti mereka menggunakan kanta tangan dan pengalamannya yang panjang untuk menentukan apa yang sebenarnya ada. Semangat Scott semasa dia mengkaji setiap bahagian memberi galakan kepada para saintis yang semakin meningkat, dan rasa penemuan tentang apa yang setiap penemuan dapat menambah gambaran yang lebih besar adalah menarik.
Saya diberi pukulan untuk menggali serpihan dan memecahkan mereka terbuka dengan harapan mencari fosil. Ini membuktikan pengalaman yang menarik dan merendah diri. Walaupun selepas mencari jahitan untuk memecahkan batu terbuka, mogok palsu boleh menyebabkan pecah di tempat tidur dan kehilangan peluang mencari fosil. Pada permulaannya, saya kalah lebih daripada menang tapi dengan masa saya mula meraihnya. Tidak lama lagi, pasukan muda menggalakkan pemasa lama bersama-sama kerana spesimen saya mengembalikan daun dan bunga fosil yang jelas, masing-masing telah tersembunyi dari pandangan selama 55 juta tahun. Saya menemui beberapa spesimen yang berbeza, termasuk "langsing, " nama samaran mereka untuk daun sebatian dengan risalah yang panjang, daun majmuk kecil dari saudara pokok mimosa, dan kelapa sawit. Setiap serpihan halus ini adalah bukti kekuatan alam untuk menghasilkan dengan banyaknya kita hanya dapat kagum. Saya juga mendapati tulang ikan kecil menunjukkan, Scott memberitahu saya, pemendapan fosil di kolam kuno. Daripada fosil tumbuhan, "langsing" adalah spesies yang unik kepada PETM, yang dilihat hanya dalam tiga daripada lapan tapak tumbuhan fosil yang terdapat dalam tempoh masa ini. Ia adalah dalam keluarga Sapindaceae, yang termasuk pokok sabun, maple dan pokok hujan emas. Antara daun kelapa sawit dan daun mimosa, antara lain, adalah petanda bahawa semasa PETM kawasan ini adalah musim panas yang hangat, mungkin dengan musim kemarau yang ketara, seperti bahagian subtropika kering Mexico atau Amerika Tengah hari ini.
Mencari fosil menarik dan mengingatkan kita sedikit sejarah Smithsonian. Pada awal abad ke-20, Setiausaha Smithsonian ialah Charles D. Walcott, ahli geologi terkenal dan ahli paleontologi. Beliau terkenal sebagai penemu Burgess Shale di Kanada, sebuah deposit yang mengandungi jumlah dan jenis fosil haiwan marin awal yang luar biasa. Scott mencadangkan bahawa saya mendapati beberapa fosil pada hari ini mungkin kali pertama sejak Setiausaha Walcott bahawa Setiausaha Smithsonian telah menemui fosil.
Setelah mengkaji semula semua fosil yang terdapat di kuari itu, Scott dan krewnya memulakan proses berhati-hati membungkus spesimen untuk melindungi mereka semasa penghantaran kembali ke Smithsonian. Fosil akan dihantar ke makmal Scott di Muzium Sejarah Semula Jadi, mereka akan diperiksa dengan teliti dan mengkatalogkannya. Mereka akan membantu dalam usaha berterusan untuk membongkar perubahan iklim, vegetasi dan ekologi semasa PETM.
Tapak Bukit Berkelah
Tapak terakhir kami ialah kerja-kerja oleh ahli paleontologi vertebrata di bawah pengawasan Jon Bloch. Jon menyambut kami di puncak bukit yang menghadap laman webnya dan berkongsi dua penemuan tulang rahang separa kerja sehari dengan gigi yang utuh dari dua mamalia kecil yang tinggal di Big Horn Basin semasa PETM. Fosil ini penting kerana dua sebab: Ini adalah mamalia yang tiba atau berkembang di Amerika Utara semasa PETM, nenek moyang primitif kuda dan babi. Kedua-dua keturunan itu mempelbagaikan dan menjadi banyak selepas kedatangan mereka berhampiran permulaan PETM, tetapi selepas 50 juta tahun atau lebih, kuda itu mati di Dunia Baru dan tidak diperkenalkan semula sehingga penjelajah Sepanyol kembali pada tahun 1500an. Kedua-dua mamalia itu sangat kecil, mencerminkan trend semasa PETM. Kuda itu mungkin tidak lebih besar daripada kucing kecil. Nampaknya dalam tempoh suhu tinggi mamalia PETM berkembang menjadi lebih kecil untuk lebih baik menangani keseimbangan tenaga yang diperlukan antara pemakanan dan pertumbuhan.
Kami menemani Jon ke bahagian bawah bukit di mana krewnya telah tersebar ke kawasan mencari fosil dan bukti lain. Di mana mereka mendapati fosil atau pun serpihan, mereka meletakkan bendera kecil dan merekodkan maklumat mengenai penemuan itu. Bendera ini digunakan oleh anggota kru yang mendokumenkan kedudukan fosil dengan ketepatan submeter menggunakan sistem GPS. Data lokasi membenarkan pasukan mengetahui tahap yang tepat dari mana setiap spesimen datang, elemen kritikal dalam membina semula perubahan berturut-turut dalam haiwan melalui PETM.
Kami berjalan di laman web ini dan berbincang dengan setiap anggota kru, gabungan pelajar muda dan beberapa ahli sains kanan dari institusi lain yang berminat dalam kerja Jon yang sedang berbuat dan gembira untuk membantu. Walaupun laman web ini tidak menghasilkan banyak kerangka yang telah diartikulasikan, ia menghasilkan banyak serpihan kecil tulang, sendi dan gigi, masing-masing, apabila ditambah ke koleksi yang lebih besar, membantu menceritakan kisah PETM.
Pada hari yang semakin pupus, Jon memberitahu anak kapal itu tiba masanya untuk kembali ke pangkalan bas. Walaupun selepas hari yang panas di bawah matahari, para kru kelihatan enggan meninggalkan-satu lagi fosil boleh menjadi penemuan yang paling penting pada hari itu. Di kem asas mereka akan mengenal pasti dan menemui hasil carian mereka, dan membandingkan dan membincangkan hasil kerja hari mereka dengan pasukan lain.
Kem
Kerja lapangan hari ini berakhir di kem asas, lokasi yang dipilih oleh pasukan untuk menjadi pusat kepada semua tapak. Ia adalah tempat yang baik, di sisi bukit dan dilindungi dari angin, tetapi cukup tinggi untuk mendapatkan pemandangan indah persekitaran yang luar biasa. Setiap anggota kru tinggal di kem, termasuk kakitangan kanan. Scott memaklumkan kepada saya bahawa ia membantu dengan perbelanjaan, yang berjalan sekitar $ 7 sehari setiap orang, dan juga membolehkan seluruh kru membincangkan kerja mereka ke dalam malam. Semua orang letih, tetapi gembira dengan pencapaian hari itu. Hidangan rebus disediakan untuk makan malam dan dimakan bersama dengan semua orang. Matahari mula bertukar di belakang bukit dan udara sejuk. Cahaya yang lebih lembut pada waktu petang akan menerangi lereng bukit. Secara tegas memandangkan enam batu ke timur adalah Butte Utara, di mana Big Red menonjol dalam terang matahari terbenam sebagai peringatan mengapa kita berada di sini.
Saya mengambil cuti daripada sahabat saya untuk bersiap sedia untuk kembali saya keesokan harinya. Mereka akan bertahan selama seminggu dan menyelesaikan ekspedisi lapangan tahun ini. Ia merupakan satu pengalaman yang menggembirakan, salah satu pembelajaran dan wahyu. Saya kembali ke Washington dengan penghargaan yang lebih mendalam tentang bagaimana ia bekerja di lapangan sebagai ahli paleontologi-kegembiraan mencari fosil, keseronokan menafsirkan apa yang mereka katakan tentang peristiwa penting ini, dan bagaimana, selepas 55 juta tahun, pengetahuan baru tentang bagaimana planet kita berfungsi datang dari kajian masa lalu.
Saya juga lebih menghargai betapa pentingnya kerja ini. Kita sendiri menghadapi masa pemanasan global dengan magnitud yang sama tetapi pesat lebih tinggi daripada PETM. Kami masih belum tahu apa jumlah pemanasan boleh mencetuskan pelepasan karbon dari takungan tambahan, dan kami tidak tahu sama ada kami boleh melambatkan atau menghentikan siaran ini jika mereka mula. Dengan mendedahkan bagaimana perubahan planet kita yang kompleks dan saling berkaitan dengan pemanasan pesat, pemahaman apa yang berlaku 55 juta tahun yang lalu dapat membantu kita pada masa kita memahami apa yang mungkin kita hadapi di masa depan. Makhluk-makhluk yang wujud semasa PETM tidak termasuk enam bilion manusia, tetapi pelajaran yang kita pelajari daripada memerhatikan perubahan iklim dan ekologi yang lama ini mungkin akan membantu semua kita dan keturunan kita.
