Ini adalah keempat dalam siri lima bahagian yang ditulis oleh pakar-pakar yang dipaparkan di pameran Hall of Fossils-Deep Time yang baru di Smithsonian, kini dipandang di Muzium Nasional Sejarah Alam. Siri penuh dapat dijumpai dengan melawati Laporan Khusus Masa Deep
"Tiada fosil dikebumikan dengan sijil kelahirannya, " tulis editor sains terkenal Henry Gee dalam risalah 2000nya, Dalam Mencari Masa Deep . Walaupun benar, fosil dikebumikan dengan banyak petunjuk yang membolehkan kita membina semula sejarah mereka. Pelbagai teknik temu janji mutlak telah memungkinkan untuk menubuhkan skala masa sejarah bumi, termasuk umur dan asal hidup, masa kepupusan besar-besaran dan rekod evolusi manusia.
Pada tahun 2013, di rantau Afar Ethiopia, pasukan penyelidikan kami menemui tulang rahang fosil yang tergolong dalam genus kami, Homo . Untuk menyelesaikan misteri apabila nenek moyang manusia ini hidup di Bumi, kita melihat ke lapisan abu vulkanik berhampiran untuk jawapan. Menggunakan kaca pembesar ahli geologi, kita boleh mengimbas dengan teliti abu untuk mencari mineral kecil yang lebih kecil daripada satu taburan pada kue gula dan yang memegang kunci untuk menentukan usia fosil.
Bekerja di bahagian Ethiopia ini agak pengembaraan. Ia adalah sebuah kawasan di mana 90 darjah Fahrenheit kelihatan sejuk, debu diberikan, air tidak, dan perjalanan sehari-hari biasa termasuk burung unta dan brek untuk unta kerana kita menempa laluan melalui padang pasir. Tetapi, landskap yang mandul dan bermusuhan ini adalah salah satu lokasi terpenting di dunia untuk mengkaji masa dan bagaimana manusia awal mula berjalan tegak, menggunakan alat dan beradaptasi dengan persekitaran yang berubah-ubah.
Wilayah Afar mempunyai lapisan batu sedimen, yang mengandungi abu gunung berapi putih tipis yang boleh kita gunakan hingga kini rahang fosil. (Erin DiMaggio, Universiti Penn State) Awalnya, sebelum kita mempunyai cara yang lebih tepat untuk tarikh fosil, ahli geologi dan ahli paleontologi bergantung pada kaedah temu ramah. Mereka memandang kedudukan batu sedimen untuk menentukan susunan. Bayangkan bakul pakaian anda - pakaian kotor yang anda pakai pada hujung minggu lalu di bahagian bawah, tetapi rehat hari ini di atas timbunan itu. Konsep bagi batu sedimen adalah sama. Batuan yang lebih tua berada di bahagian bawah, yang lebih muda berada di atas. Penyelidik juga menggunakan biostratigraphy, yang merupakan kajian bagaimana fosil muncul, berkembang dan hilang di sepanjang rekod rock, untuk menubuhkan umur relatif. Kami masih menggunakan kaedah temu janji relatif hari ini sebagai pendekatan pertama untuk fosil kencan sebelum menugaskan usia berangka atau mutlak.
Bolehkah kita memerhati fosil sebenar? Kadang-kadang.
Ahli-ahli sains yang dipanggil ahli geokronologi adalah pakar dalam batuan dan fosil kencan, dan sering kali membuat fosil lebih muda daripada sekitar 50, 000 tahun menggunakan kelahiran radiokarbon. Kaedah ini telah digunakan untuk menyediakan tarikh untuk semua jenis bahan menarik seperti seni batu gua dan kotoran fosil. Malangnya, fosil seperti tulang rahang kami, serta dinosaur memandangkan pameran baru "Fosil Hall-Deep Time" di Smithsonian's National Museum of Natural History, adalah terlalu tua untuk temu janji radiokarbon. Dalam kes ini, kita perlu bergantung kepada batuan itu sendiri. Kami tarikh batu dan kesimpulannya, kita boleh buat tarikh fosil.
Di Afar, Ethiopia, tulang rahang fosil yang terdapat dalam genus kami, Homo ditemui oleh pasukan penyelidikan kami pada tahun 2013. Untuk menyelesaikan misteri apabila nenek moyang manusia ini hidup di Bumi, kami melihat lapisan abu gunung berapi untuk jawapannya. (William H. Kimbel, Universiti Negeri Arizona) Cabaran besar pertama adalah mencari jenis batu yang tepat untuk dikumpulkan untuk analisis makmal. Kami bernasib baik kerana kawasan Afar mempunyai cakrawala abu vulkanik di lapisan batu sedimen. Bahkan, di bawah mana rahang fosil ditemui, pasukan kami menemui lapisan abu gunung berapi baru yang kami namakan Gurumaha Tuff. Perkataan gurumaha dalam bahasa setempat bermaksud milkshake-refleksi minda kita pada musim panas 90 darjah. Dalam erti kata lain, kita boleh memikirkan lapisan abu gunung berapi sebagai jam randaan yang dikebumikan. Apabila gunung berapi meletus pemasa bermula, dan kami menggunakan teknik kencan mutlak untuk memberitahu masa berlalu.
Batu-batu vulkanik biasanya mengandungi mineral radioaktif semulajadi-taburan gula gula kami. Kita boleh melihat galian-galian ini menggunakan teknik berdasarkan peluruhan isotop radioaktif, yang berlaku pada kadar yang diketahui. Isotop pengukuran biasanya melibatkan laser dan spektrometer jisim dan kadang kala juga reaktor nuklear. Kami mengira umur menggunakan kadar pereputan dan pengukuran isotop, yang memberi kita masa berlalu pada jam randik kami.
Kami berjaya bertarikh Gurumaha Tuff hingga 2.82 juta tahun dengan menemui feldspar mineral radioaktif secara semulajadi. Oleh kerana tulang rahang yang terhakis dari atas Gurumaha Tuff, ia mestilah lebih muda. Kami mengira tulang rahang adalah antara 2.80 dan 2.75 juta tahun, menjadikannya fosil yang paling lama diketahui oleh genus kami Homo .
Kami berjaya bertarikh Gurumaha Tuff hingga 2.82 juta tahun dengan menemui feldspar mineral radioaktif secara semula jadi, (di atas, dilihat dengan mikroskop.) (Erin DiMaggio, Penn State University.) Ahli geokronologi mempunyai alat yang banyak, tetapi masih terdapat beberapa batu dan fosil yang sukar dibina. Inovasi untuk kaedah temu janji sedia ada menghilangkan halangan ini. Sebagai contoh, semakan kepada kaedah yang dipanggil resonans spin elektron membolehkan para saintis untuk menentukan fosil yang jarang berlaku, seperti gigi hominin, kerana mereka boleh membuat fosil secara langsung tanpa merosakkan spesimen. Di Afar, para saintis cuba untuk menetapkan lapisan sebenar yang mana fosil mengikis, dan bukan bergantung kepada kehadiran abu gunung berapi. Ini akan lebih tepat memberitahu kita usia batu-batu yang mempunyai fosil, dan membuka laman lapangan baru untuk penerokaan yang tidak mempunyai lapisan tersebut.
Fosil menjejaskan masa geologi dari ratusan hingga bahkan berbilion tahun dan ditemui dalam pelbagai jenis dan tetapan batu. Memilih teknik kencan yang sesuai adalah langkah penting untuk mendapatkan usia yang bermakna dan tepat.
Para saintis telah memaparkan fosil-fosil yang terdapat di gua-gua Afrika Selatan di antara 236, 000 hingga 335, 000 tahun menggunakan beberapa geokronometer yang berbeza, termasuk luminescence optik yang dirangsang, alat yang membolehkan kita mengira sedimen gua kali terakhir terdedah kepada cahaya. Kaedah lain yang biasa, temu janji uranium, bergantung pada pelepasan radioaktif uranium dan boleh digunakan untuk tarikh batu-batu yang mengandungi fosil-fosil tertua yang diketahui di Bumi yang berusia lebih dari 3.5 bilion tahun! Untuk meletakkannya dalam konteks, umur Bumi ialah 4.54 bilion tahun, tetapi spesies kami hanya sekitar sekitar 300, 000 tahun.
Usia Bumi dan asal hidup hampir tidak dapat diukur, tetapi Dewan Waktu Deep Smith baru Smithsonian dirancang untuk membantu kita memahami sejarah bumi yang sangat besar berdasarkan kesan masa kini. Ahli geologi abad ke-18, James Hutton mengakui bahawa proses geologi memerlukan masa yang panjang, satu konsep yang penting kepada apa yang kita maksudkan dengan istilah dalam masa yang mendalam. Tujuan batu-batu dan fosil-geochronology-dating adalah menenun bersama-sama tarikh-tarikh yang kita perolehi untuk menceritakan kisah luar biasa masa Bumi.
