Mencari fosil di lombong arang batu bukan masalah besar. Deposit batu arang, bagaimanapun, adalah paya gambut hama, dan gambut dibuat dari tumbuhan mereput, yang meninggalkan cetakannya dalam lumpur dan tanah liat kerana ia menjadi keras menjadi batu syal.
Kandungan Terkait
- The Burgess Shale: Big Bang Evolution
- Apa yang Membunuh Aspen?
Tetapi ia adalah satu perkara yang berbeza apabila John Nelson dan Scott Elrick, ahli geologi dengan Penyiasatan Geologi Negeri Illinois, mengkaji lombong arang batu Riola dan Vermilion Grove di timur Illinois. Dihidupkan ke siling-siling poros lombong adalah hutan fosil utuh terbesar yang pernah dilihat-sekurang-kurangnya empat batu persegi padang pasir tropika yang dipelihara 307 juta tahun yang lalu. Itulah ketika gempa bumi tiba-tiba menurunkan paya 15 hingga 30 kaki dan lumpur dan pasir bergegas ke dalam, meliputi segalanya dengan sedimen dan membunuh pokok dan tumbuhan lain. "Ia telah berlaku dalam masa beberapa minggu, " kata Elrick. "Apa yang kita lihat di sini adalah kematian paya gambut, seketika dalam masa geologi yang dibekukan oleh kemalangan alam semula jadi."
Untuk melihat keajaiban ini, saya menyertai Nelson dan Elrick di tapak Vermilion Grove, sebuah lombong kerja yang dikendalikan oleh Peabody Energy yang berpangkalan di St Louis dan ditutup kepada orang ramai. Saya memakai topi keras, cahaya, sarung tangan dan kasut keluli tahan karat. Saya menerima botol oksigen dan kuliah keselamatan. Dalam kes gas kecemasan, kebakaran atau letupan - ikuti lampu merah untuk mencari jalan keluar dari lombong, pengurus keselamatan Mike Middlemas menasihatinya. Kami dapat menemui "asap hitam tebal, dan anda tidak akan dapat melihat apa-apa di hadapan anda." Dia berkata untuk menggunakan lifeline yang berjalan di sepanjang siling, tali langsing diikat melalui kerusi kayu, seperti terapung di kolam renang.
Jahitan arang batu kaya fosil adalah 230 kaki di bawah tanah, dan kami menungganginya di jitney diesel seperti Humvee yang dikenali sebagai "perjalanan manusia". Pemandu membawa kami melalui empat batu yang membingungkan dan bertukar dalam terowong yang diterangi hanya dengan melepaskan suar dan lampu kenderaan. Perjalanan mengambil masa 30 minit dan berakhir di Kawasan 5. Terowong di sini adalah 6.5 kaki tinggi dan kira-kira lebar jalan pinggir jalan dua hala.
Terowong-terowong itu diam dan, diterangi oleh mentol watt rendah, suram. Udara musim panas yang lembap, ditarik dari atas, adalah sejuk dan lekat di bawah tanah, di mana suhu berlegar sekitar 60 darjah Fahrenheit sepanjang tahun. Miners selesai mengeluarkan arang batu di sini, dan bahagian-bahagian terowong itu disembur dengan kapsul untuk menghalang debu arang batu letupan. Bumbung syal yang terbuat dari sedimen yang memusnahkan hutan sejak dahulu kala adalah retak dan mengelupas sekarang bahawa arang batu di bawahnya telah dikeluarkan. Mesh wire meliputi siling untuk mengelakkan kepingan besar dari jatuh ke jalan raya atau memukul pelombong.
Nelson memilih jalannya di sepanjang terowong itu, melangkah mengelilingi timbunan batu patah dan ketulan arang batu jatuh seperti dadu hitam melintasi lantai berdebu. Dia berhenti dan memandang ke atas. Di sana, bersinar dalam cahaya dari cahaya topi keledar, adalah hutan-rusuhan batang daun, daun, daun pakis pakis dan ranting yang berkilauan hitam pada abu-abu di atas permukaan syal clammy bumbung terowong. "Saya pernah melihat fosil sebelum ini, tetapi tidak ada yang seperti ini, " katanya.
Nelson, yang kini bersara, mula-mula melawat tapak Riola-Vermilion Grove semasa pemeriksaan rutin sejurus selepas lombong dibuka pada tahun 1998. Dia melihat fosil tetapi tidak memberi perhatian kepada mereka. Beliau melihat lebih banyak fosil apabila dia memeriksa terowong yang berbeza pada tahun depan, dan masih lagi tahun selepas itu. Elrick bergabung dengannya pada tahun 2005, dan pada masa itu fosil itu menambah "terlalu banyak, " kata Elrick. "Sesuatu yang aneh berlaku."
Nelson memanggil dua ahli paleobotanis, William DiMichele, dari Muzium Sejarah Alam Nasional Smithsonian, dan Howard Falcon-Lang, Universiti Bristol di Britain, untuk melihat laman web ini. Falcon-Lang menggambarkannya sebagai "penemuan yang hebat" kerana seluruh hutan bukan sahaja pokok atau tumbuhan sahaja-utuh di siling. Kebanyakan hutan gambut kuno mati secara beransur-ansur, meninggalkan keterangan yang jelas tentang apa yang tumbuh di sana. Kerana ini dikebumikan sekaligus, hampir semua yang ada di sana masih ada. "Kita boleh melihat pokok-pokok dan tumbuh-tumbuhan di sekitarnya dan cuba memahami seluruh hutan, " kata DiMichele.
Tuan-tuan hutan ini adalah lycopsids: tumbuh-tumbuhan bersisik dengan batang sehingga 6 kaki di lilitan yang tumbuh sehingga 120 kaki tinggi dan menanggung kon menghasilkan spora. Mereka kelihatan seperti tombak asparagus raksasa. Dalam cahaya terowong terowong, jejak fosil 30 kaki lycopsid berkilau licin di bumbung syal seperti kulit buaya.
Di samping lobakid adalah calamit-sepupu sepuluh kaki tinggi dari ekor kuda moden-dan kuno, saiz mangrove kuno yang dikenali sebagai cordaites. Pakis benih (yang tidak berkaitan paku moden) tumbuh 25 kaki tinggi. Pohon pakis tumbuh 30 kaki, dengan mahkota besar, berbulu busuk.
Beberapa fosil haiwan yang terdapat dalam bahan kimia lombong di dalam air paya purba mungkin telah membubarkan cangkang dan tulang-tetapi laman-laman lain dari lebih dari 300 juta tahun yang lalu, yang dikenali sebagai Carboniferous, telah menghasilkan fosil-folikel millipedes, labah-labah, lipas dan amfibia. Raksasa raksasa dengan sayap 2.5-kaki memerintah langit. (Ia akan menjadi 70 juta tahun sebelum dinosaur pertama.)
Dan kemudian gempa melanda, dan hutan hujan paya ini hilang.
Salah satu sebab laman web ini sangat berharga kepada para saintis ialah ia membuka tingkap di dunia semula jadi sebelum tempoh yang besar, dan membingungkan, perubahan. Selama beberapa ratus ribu tahun selepas hutan hujan ini dikebumikan, pakis-pakis pokok, likuid dan tumbuhan lain bersaing untuk dominasi- "sejenis huru-hara vegetarian, " kata DiMichele. Untuk beberapa sebab yang tidak diketahui, paku-paku pokok menguasai, katanya, dan akhirnya mengambil alih hutan hujan tropika di dunia. Dua pertiga spesies yang terdapat di Riola-Vermilion Grove akan hilang. Lycopsids yang dahsyat hampir hilang.
Penyelidik menawarkan beberapa sebab yang mungkin untuk perubahan besar dalam komuniti tumbuhan sekitar 306 juta tahun yang lalu: perubahan mendadak dalam suhu global; pengeringan di kawasan tropika; atau, mungkin, pergolakan tektonik yang terkikis walaupun deposit batubara yang lebih tua, mendedahkan karbon yang kemudian berubah menjadi karbon dioksida. Apa pun sebabnya, suasana bumi tiba-tiba memperoleh banyak karbon dioksida. Menentukan hubungan antara perubahan atmosfera purba ini dan perubahan tumbuh-tumbuhan boleh memberi petunjuk mengenai bagaimana ekosistem hari ini akan bertindak balas terhadap peningkatan karbon dioksida yang disebabkan oleh pembakaran bahan api fosil.
Pasukan Riola-Vermilion Grove, DiMichele berkata, menggunakan hutan fosil sebagai titik rujukan. Para penyelidik sedang menganalisis susunan kimia deposit arang batu awal dan kemudian untuk mengukur karbon dioksida kuno, suhu, hujan dan pembolehubah lain. Setakat ini, kenaikan karbon dioksida seolah-olah agak lancar dari masa ke masa, tetapi perubahan dalam tumbuh-tumbuhan adalah lebih baik.
Membandingkan fosil sebelum 306 juta tahun yang lalu dan selepas itu, "anda mempunyai perubahan total rejim tanpa banyak amaran, " kata DiMichele. "Kita perlu melihat lebih dekat pada masa lalu, " tambahnya. "Dan inilah peluang pertama kami untuk melihatnya."
Guy Gugliotta telah menulis mengenai cheetah dan migrasi manusia untuk Smithsonian .
Hutan fosil yang paling utuh (hujung pokok pakis pokok) adalah "penemuan hebat, " kata paleobotanis. (Layne Kennedy) 
Sisa-sisa hutan lycopsids dan keanehan lain adalah 230 kaki bawah tanah (John Nelson, kiri, dan Scott Elrick memeriksa siling tambang lombong yang kaya dengan fosil.) (Layne Kennedy) 
Cawangan lycopsid. (Layne Kennedy) 
Adakah perubahan iklim yang mendadak 306 juta tahun yang lalu menghancurkan ekosistem purba? Fosil dari lombong arang batu Vermillion Grove mungkin memegang petunjuk. (Layne Kennedy)
