Rabu, 15 Juli: Cuaca, 62 derajat dan cerah pukul 7 pagi
Hari yang sempurna untuk menjelajah ke lapangan. Kami pertama-tama pergi ke toko kelontong untuk mendapatkan bekal makan siang dan banyak air, sesuatu yang akan sangat dibutuhkan di iklim kering dan panas hari itu. Scott menjelaskan bahwa kami akan mengunjungi tiga lokasi di mana tim bekerja untuk menyelidiki PETM dan konsekuensinya dari berbagai perspektif. Dia dan rekan-rekannya menganggap daerah ini ideal untuk pekerjaan mereka karena endapan sedimen yang dalam di cekungan menangkap profil stratigrafi waktu yang mengarah ke Paleocene Eocene Thermal Maximum, atau PETM, PETM itu sendiri, dan tahun-tahun berikutnya. Lapisan batuan di lembah besar ini miring ke dalam di sisi dan relatif horizontal di tengah, tetapi peningkatan regional dalam beberapa juta tahun terakhir sekali lagi kehilangan kekuatan erosi, ukiran selokan dalam dan lembah yang mengekspos batu PETM dan memungkinkan peneliti untuk menemukan fosil dan bukti lain yang mereka cari. Menambah keadaan geologis yang menguntungkan, banyak lahan berada di bawah pengelolaan Biro Pengelolaan Lahan AS, yang telah membantu tim peneliti, dan ditransformasikan oleh jaringan jalan tanah yang dikelola oleh perusahaan energi yang mengoperasikan banyak jack minyak yang menghilangkan minyak dari ladang minyak matang di wilayah tersebut.
Perjalanan ke lokasi penelitian dari Worland sekitar 15 mil. Mereka ditempatkan untuk mengambil keuntungan maksimum dari paparan tempat tidur yang disimpan selama PETM. Stratigrafi yang relevan dimulai dengan endapan abu-abu, coklat dan tan yang mendasarinya yang dikenal sebagai Formasi Fort Union, yang terbentuk selama Zaman Paleosen tepat sebelum zaman PETM. Ini adalah periode tingkat karbon dioksida yang relatif stabil di atmosfer dan iklim hangat dan sedang yang memungkinkan tanaman beriklim sedang dan subtropis tumbuh sejauh utara Wyoming. Paleosen adalah masa evolusi yang cepat di antara mamalia, mungkin karena dinosaurus telah punah pada awalnya. Banyak dari mamalia purba ini tidak selamat dari PETM atau mulai menurun dalam keanekaragaman pada waktu itu.
PETM terjadi pada awal zaman Eosen sekitar 55 juta tahun yang lalu dan diperkirakan telah berlangsung sekitar 200.000 tahun, sebuah kedipan di mata skala waktu geologis. PETM mungkin telah dipicu oleh periode vulkanisme yang intens, yang menghangatkan iklim, yang pada gilirannya menyebabkan pelepasan karbon tambahan ke atmosfer dari sumber-sumber seperti membakar rawa gambut dan lapisan batubara, atau hidrat metana yang tidak stabil di dasar laut ( sejumlah besar metana gas rumah kaca yang kuat diasingkan di sana). Temuan mengejutkan adalah bahwa penambahan gas rumah kaca yang paling cepat terjadi dengan cepat, dalam 10.000 tahun pertama PETM. Tingkat karbon dioksida di atmosfer mungkin melebihi 1.000 bagian per juta. Tingkat karbon atmosfer saat ini adalah 385 ppm, naik lebih dari 100 ppm dibandingkan tingkat tertinggi dalam 500.000 tahun terakhir, dengan kenaikan terbesar terjadi dalam 150 tahun terakhir industrialisasi dan penggunaan intensif batubara dan bahan bakar berbasis karbon lainnya. Tingkat karbon dioksida yang tinggi pada awal PETM dipertahankan hingga 80.000 hingga 100.000 tahun dan setelah itu menurun perlahan selama 90.000 tahun lagi.
Pelapukan aktif mineral tanah, khususnya oksidasi (karat) dari senyawa besi, dikaitkan dengan PETM, mungkin sebagai akibat dari suhu tinggi dan fluktuasi dalam tabel air yang disebabkan oleh hujan musiman. Cakrawala tanah fosil memberikan kolom stratigrafi lapisan merah yang berbeda. Warnanya sangat membantu Scott dan rekan-rekannya, yang menggunakannya untuk melacak tempat tidur jarak jauh dan menghubungkan koleksi fosil dari lokasi yang berjarak beberapa mil. Tanah fosil paling dramatis ada di "Big Red Sequence, " satu set lapisan merah dan ungu cerah setebal 25 meter yang dapat dengan mudah dilihat dari jalan raya. Big Red terbentuk selama tahap terakhir PETM, dan karenanya mencatat pendinginan dari kondisi yang sangat hangat dari PETM awal dan tengah. Ini adalah lapisan di bawah Big Red dan di atas formasi Fort Union yang paling menarik, tetapi Big Red berfungsi untuk menemukannya. Lapisan PETM tertua juga berwarna kemerahan dan terletak tepat di atas Formasi Fort Union. Ketebalannya sekitar satu hingga dua meter dan mencerminkan tahap awal PETM. Ini adalah masa transisi dan sangat menarik karena memberi tahu kita seberapa cepat iklim berubah dan apa yang terjadi pada ujung keseimbangan menuju rezim iklim baru. Urutan di atas ini mencerminkan periode yang lebih lama, mungkin 90.000 hingga 100.000 tahun dan diberi berbagai nama panggilan, termasuk "zona chaos" atau favorit Scott, "zona bebas hambatan besar". Warnanya abu-abu, antara 10 dan 20 setebal meter, dan sumber fosil yang kaya menunjukkan periode perubahan drastis dalam flora, fauna, dan lingkungan. Saat memandangi lereng bukit dari dataran tinggi, lapisan merah dan abu-abu yang saling berganti begitu menonjol sehingga beberapa orang menyebutnya sebagai "garis-garis permen."
Tiga lokasi yang dipilih untuk kunjungan saya dan pekerjaan lapangan mencerminkan keahlian tim interdisipliner yang bekerja dengan Scott. Ahli geologi Mary Kraus dari University of Colorado di Boulder dan Francesca McInerney dari Northwestern University di Chicago fokus pada tanah fosil dan kolom batuan yang membantu mengurai perubahan lingkungan dan menyediakan konteks untuk fosil yang ditemukan. Analisis kimianya terhadap batuan membantu memilah proses iklim yang bekerja di PETM. Jon Bloch dari Museum Sejarah Alam Florida State, adalah ahli paleontologi vertebrata dan mencari informasi tentang mamalia yang menjelajahi daerah tersebut, termasuk yang muncul selama PETM. Akhirnya, Scott dan timnya bekerja di sisi botani dari buku besar. Masing-masing dari mereka memiliki sekelompok mahasiswa multi-universitas yang bekerja dengan mereka, yang semuanya bekerja keras dalam kondisi yang menantang untuk menjadi bagian dari proses penemuan.
Situs Butte Utara
Dino merayap melalui bukit-bukit yang diselimuti semak-semak sepanjang jalan tanah menuju situs Butte Utara, tempat Mary dan Francesca memilih lereng bukit curam yang memungkinkan mereka untuk mengekspos dan menyelidiki seluruh profil stratigrafi dari Formasi Fort Union hingga akhir PETM . Akses ke materi yang tidak terganggu disediakan oleh parit sedalam satu meter, digali dengan susah payah oleh kru fakultas dan mahasiswa yang semuanya perempuan. Ini memungkinkan para simpatisan untuk melihat dengan jelas transisi dari satu lapisan ke lapisan lain, sebuah indikator dari kondisi iklim yang berubah. Dari analisis kimia sampel batuan mereka dapat menyimpulkan sumber, waktu onset dan pola berkurangnya karbon yang dilepaskan pada awal PETM. Ini didasarkan pada rasio isotop karbon stabil yang ada dalam berbagai bahan organik. Para peneliti juga dapat melacak perubahan aktivitas hewan tanah kecil dan kedalaman rooting tanaman.
Downtown Worland, Wyoming. (Lembaga Smithsonian) 
Sekretaris Smithsonian, G. Wayne Clough, pergi ke Worland, Wyo, untuk mengamati Scott Wing dan timnya menambang lapisan fosil yang mereka temukan. (Lembaga Smithsonian) 
Scott Wing menunjukkan strata merah dan abu-abu yang terlihat di perbukitan yang jauh. (Lembaga Smithsonian) 
Scott Wing dan 1970 Chevy Suburban, Dino. (Lembaga Smithsonian) 
Wayne Clough duduk di tengah-tengah tim yang dipimpin oleh Mary Kraus dan Francesca McInerney di situs North Butte. (Scott Wing) 
Sekretaris Smithsonian, G. Wayne Clough menggali daun fosil. (Scott Wing) 
Fosil daun palem dari periode maksimum Maksimum Eosen Paleosen. (Lembaga Smithsonian) 
Tulang rahang fosil kecil dari kuda prasejarah (atas) dan babi. (Lembaga Smithsonian) 
Kembali di base camp, tim berkumpul untuk membahas temuan hari itu. (Lembaga Smithsonian) Situs Invasi Caterpillar
Dari situs Butte Utara, Dino membawa kami menyusuri jalan di puncak bukit menuju situs Scott saat ini, yang dikenal sebagai “Invasi Caterpillar, ” karena pada hari ditemukan, ia dikerumuni oleh ulat hijau besar. Untungnya bagi kru, ulat misterius mengosongkan tempat itu sebelum mereka mulai bekerja. Situs ini dipilih karena lereng bukitnya memungkinkan akses ke bagian "kekacauan" lapisan PETM yang kaya akan fosil tanaman. "Tambang" telah digali ke lereng bukit dan memperlihatkan lapisan batulanau yang lapuk dan keluar dengan sekop dalam kepingan seukuran kepalan tangan, yang, ketika dengan hati-hati dipisah menggunakan palu batu, sering menghasilkan fosil tanaman. Matahari panas dan tinggi di atas kepala ketika kami tiba dan para kru telah menggali sekumpulan kecil spesimen untuk diperiksa oleh Scott. Scott mendengarkan dengan seksama ketika setiap anggota tim menjelaskan apa yang mereka yakini telah mereka temukan, dan kemudian dia memeriksa mereka menggunakan lensa tangan dan pengalaman panjangnya untuk menentukan apa yang benar-benar ada. Antusiasme Scott ketika dia meneliti setiap bagian menawarkan dorongan bagi para ilmuwan pemula, dan rasa penemuan tentang apa yang masing-masing temuan dapat tambahkan ke gambar yang lebih besar sangat menarik.
Saya diberi kesempatan untuk menggali fragmen-fragmen dan membukanya dengan harapan menemukan fosil. Ini terbukti menjadi pengalaman yang menyenangkan dan merendahkan hati. Bahkan setelah menemukan lapisan untuk memecah batu terbuka, serangan palsu dapat menyebabkan kerusakan di tempat tidur dan hilangnya kesempatan menemukan fosil. Pada awalnya, saya kalah lebih dari saya menang tetapi dengan waktu saya mulai memahami itu. Tak lama kemudian, tim muda mendorong pewaktu tua ketika spesimen saya mengembalikan fosil daun dan bunga yang jernih, yang masing-masing telah disembunyikan dari pandangan selama 55 juta tahun. Saya menemukan beberapa spesimen berbeda, termasuk "ramping, " julukan mereka untuk daun majemuk dengan selebaran memanjang, daun majemuk kecil dari kerabat pohon mimosa, dan daun palem. Masing-masing fragmen halus ini merupakan bukti kekuatan alam untuk menciptakan dengan kelimpahan yang hanya bisa kita pegang dengan kagum. Saya juga menemukan kerangka ikan kecil menunjukkan, Scott mengatakan kepada saya, pengendapan fosil di kolam kuno. Dari fosil tanaman, "ramping" adalah spesies yang unik untuk PETM, hanya terlihat di tiga dari delapan situs fosil tanaman yang ditemukan dalam periode waktu ini. Itu ada di keluarga Sapindaceae, yang termasuk pohon soapberry, maple dan golden rain tree. Daun palem dan daun mirip mimosa, antara lain, merupakan sinyal bahwa selama PETM daerah ini adalah sepanjang tahun yang hangat, mungkin dengan musim kemarau yang nyata, seperti bagian dari subtropis kering Meksiko atau Amerika Tengah saat ini.
Menemukan fosil itu mengasyikkan dan mengingatkan kita pada sedikit sejarah Smithsonian. Pada awal abad ke-20, Sekretaris Smithsonian adalah Charles D. Walcott, seorang ahli geologi dan paleontologi terkemuka. Ia terkenal sebagai penemu Shale Burgess di Kanada, deposit yang mengandung jumlah luar biasa dan varietas fosil hewan laut purba. Scott menyarankan bahwa penemuan saya beberapa fosil pada hari ini mungkin merupakan yang pertama sejak Sekretaris Walcott bahwa Sekretaris Smithsonian telah menemukan fosil.
Setelah meninjau semua fosil yang ditemukan di tambang, Scott dan krunya memulai proses pembungkusan spesimen untuk melindungi mereka selama pengiriman kembali ke Smithsonian. Fosil-fosil akan dikirim ke laboratorium Scott di Museum Sejarah Alam, jika mereka akan diperiksa dan didata dengan cermat. Mereka akan membantu membantu upaya berkesinambungan untuk mengungkap perubahan iklim, vegetasi, dan ekologis selama PETM.
Situs Bukit Piknik
Situs terakhir kami adalah yang dikerjakan oleh ahli paleontologi vertebrata di bawah pengawasan Jon Bloch. Jon menyapa kami di puncak bukit yang menghadap situsnya dan berbagi dua temuan pekerjaan hari itu — tulang rahang sebagian dengan gigi utuh dua mamalia kecil yang hidup di Cekungan Tanduk Besar selama PETM. Fosil-fosil ini terkenal karena dua alasan: Ini adalah mamalia yang tiba atau berevolusi di Amerika Utara selama PETM, nenek moyang primitif kuda dan babi. Kedua garis keturunan itu terdiversifikasi dan menjadi berlimpah setelah kedatangan mereka di dekat permulaan PETM, tetapi setelah 50 juta tahun, kuda itu mati di Dunia Baru dan tidak diperkenalkan kembali sampai penjelajah Spanyol kembali pada tahun 1500-an. Kedua mamalia itu sangat kecil, mencerminkan tren selama PETM. Kuda itu mungkin tidak lebih besar dari kucing kecil. Tampaknya selama periode suhu tinggi di mamalia PETM berevolusi ke ukuran yang lebih kecil untuk lebih menangani keseimbangan energi yang dibutuhkan antara nutrisi dan pertumbuhan.
Kami menemani Jon ke bawah bukit di mana krunya telah menyebar ke seluruh wilayah mencari fosil dan bukti lainnya. Di mana mereka menemukan fosil atau bahkan sepotong, mereka meletakkan bendera kecil dan mencatat informasi tentang temuan itu. Bendera digunakan oleh anggota kru yang mendokumentasikan posisi fosil dengan ketepatan submeter menggunakan sistem GPS. Data lokasi memungkinkan tim untuk mengetahui tingkat yang tepat dari mana setiap spesimen berasal, elemen penting dalam merekonstruksi perubahan berturut-turut pada hewan melalui PETM.
Kami berjalan di lokasi dan berbicara dengan masing-masing anggota kru, campuran siswa muda dan beberapa ilmuwan senior dari lembaga lain yang tertarik pada pekerjaan yang sedang dilakukan Jon dan senang membantu. Meskipun situs ini tidak menghasilkan banyak kerangka besar yang diartikulasikan, situs ini menghasilkan banyak fragmen kecil tulang, sendi, dan gigi, yang masing-masing, ketika ditambahkan ke koleksi yang lebih besar, membantu menceritakan kisah PETM.
Dengan hari yang semakin menipis, Jon memberi tahu kru sudah saatnya untuk kembali ke base camp. Bahkan setelah hari yang panjang dan terik di bawah sinar matahari, para kru tampaknya enggan untuk pergi — satu fosil lagi bisa menjadi temuan terpenting hari itu. Di base camp mereka akan mengidentifikasi dan membuat katalog temuan mereka, dan membandingkan dan mendiskusikan hasil pekerjaan sehari-hari mereka dengan tim lain.
Tempat penampungan
Pekerjaan lapangan hari itu berakhir di base camp, lokasi yang dipilih oleh tim untuk menjadi pusat dari semua lokasi. Ini adalah tempat yang bagus, di sisi bukit dan terlindung dari angin, tetapi cukup tinggi untuk memberikan pemandangan indah dari lingkungan yang sangat jelas. Setiap anggota kru tinggal di kamp, termasuk staf senior. Scott memberi tahu saya bahwa ini membantu pengeluaran, yang menghabiskan sekitar $ 7 per hari per orang, dan juga memungkinkan seluruh kru untuk mendiskusikan pekerjaan mereka hingga malam. Semua orang lelah, tetapi senang dengan prestasi hari ini. Sup rebus disiapkan untuk makan malam dan dimakan dengan senang hati oleh semua. Matahari mulai terbenam di belakang bukit dan udaranya cukup dingin. Cahaya sore yang lebih lembut menerangi lereng bukit. Yang menonjol dalam pandangan enam mil ke timur adalah Butte Utara, tempat Big Red menonjol dalam cahaya matahari terbenam sebagai pengingat mengapa kita ada di sini.
Saya mengambil cuti dari teman-teman saya untuk bersiap-siap untuk kepulangan saya keesokan paginya. Mereka akan tinggal selama seminggu lagi dan menyelesaikan ekspedisi lapangan tahun ini. Itu merupakan pengalaman yang menggembirakan, salah satu pembelajaran dan wahyu. Saya kembali ke Washington dengan apresiasi yang lebih dalam tentang bagaimana rasanya bekerja di lapangan sebagai ahli paleontologi — kegembiraan menemukan fosil, kegembiraan menafsirkan apa yang mereka katakan tentang peristiwa penting ini, dan bagaimana, setelah 55 juta tahun, pengetahuan baru tentang bagaimana planet kita bekerja berasal dari studi masa lalunya.
Saya juga lebih menghargai betapa pentingnya pekerjaan ini. Kita sendiri menghadapi periode pemanasan global dengan kekuatan yang serupa tetapi kecepatannya jauh lebih besar daripada PETM. Kami belum tahu berapa jumlah pemanasan yang mungkin memicu pelepasan karbon dari reservoir tambahan, dan kami tidak tahu apakah kami bisa memperlambat atau menghentikan pelepasan ini jika mulai. Dengan mengungkapkan bagaimana planet kita yang kompleks dan saling berhubungan berubah dengan pemanasan yang cepat, memahami apa yang terjadi 55 juta tahun yang lalu dapat membantu kita di zaman kita memahami apa yang mungkin kita hadapi di masa depan. Makhluk-makhluk yang ada selama PETM tidak termasuk enam miliar manusia, tetapi pelajaran yang kita dapat dari mengamati perubahan iklim dan ekologi yang sudah lama ada kemungkinan akan membantu kita semua dan keturunan kita.
