https://frosthead.com

Wyoming Paleontology Dispatch # 3: Cara memberi tanggal pada sebuah fosil

Hari pertama musim lapangan baru sadar dan cerah, dengan matahari yang sudah kuat meluncur dari belakang Cloud Peak, yang tertinggi di Pegunungan Bighorn. Di sini, di dalam baskom, sudah mulai jam 6 pagi, dan bagian dalam tenda menjadi sangat panas dalam satu jam setelah matahari terbit, jadi ada alasan untuk bangkit, membuat kopi, mengemas beberapa sandwich, mengisi wadah air, dan melompat ke Dino untuk drive ke situs pertama tempat kami akan mengumpulkan. Dalam perjalanan kami berhenti sebentar untuk menjemput anggota tim keempat kami, Elizabeth Denis, seorang mahasiswa pascasarjana di Penn State University.

Situs fosil tumbuhan yang akan kita tuju, yang hanya memiliki nomor ladang saya SW1010 sebagai peruntukannya, adalah penemuan yang menarik di dekat akhir musim ladang tahun lalu. Kami mendekati dengan rute memutar — pertama menyusuri jalan kerikil county, kemudian jalan tanah yang membentang antara ladang alfalfa dan bit gula, kemudian di sepanjang kanal irigasi, melintasi jembatan papan, akhirnya menemukan dua jalur samar yang berkelana melintasi semak sagebrush dan berduri menuju kesenjangan badland sisi curam. Kami terjebak di lumpur di jam pertama musim lapangan. Terjebak pada awalnya menyebabkan beberapa tawa di antara para kru, tetapi saya mendapatkan sedikit rasa hormat ketika ternyata hanya beberapa menit bekerja untuk menggali ban dan melanjutkan perjalanan kami lagi.

Sesampainya di lokasi, kita melihat sebuah lembah sempit berlantai sagebrush dan dikelilingi oleh lereng-lereng tanah curam yang terjal bergaris-garis merah, oranye dan ungu. Garis-garis terang itu, yang bisa diikuti mata kita seolah-olah itu lapisan kue raksasa, adalah sedimen dataran banjir kuno, dan warnanya mencerminkan oksidasi besi ketika endapan diubah secara kimia dengan pelapukan selama PETM. Mereka adalah cakrawala tanah fosil, dan mereka indah! Situs pabrik fosil, sebaliknya, bukanlah lapisan yang lebar dan rata dan tidak berwarna cerah. Ini adalah endapan abu-abu kecoklatan dari batulumpur tebal sekitar 10 kaki dan lebar 100 kaki. Lapisan-lapisan tanah fosil berwarna cerah terletak di atas dan di bawahnya di lereng bukit yang sama.

Batuan yang berisi fosil tanaman mungkin tidak indah, tetapi warna kusam adalah rahasia pelestarian fosil tanaman — ini menunjukkan bahwa lensa batuan ini tidak pernah teroksidasi, dan itu karena terbuat dari sedimen yang diendapkan di bawah air dalam suatu saluran sungai yang ditinggalkan, di mana oksigen dari atmosfer tidak bisa mencapai itu. Fakta bahwa ia terbentuk di bekas saluran sungai juga menjelaskan mengapa batu-batu yang mengandung fosil tanaman ini memiliki bentuk lensa di bagian melintang — saluran itu jauh di tengah dan dangkal di tepinya.

Fosil daun yang kami temukan di sini sangat indah, menurut pendapat saya yang berat sebelah — cetakan rumit yang merekam detail mikroskopis struktur vena. Beberapa spesimen dilestarikan sedemikian detailnya sehingga dengan lensa tangan kita dapat melihat jejak rambut-rambut halus atau bahkan kilau kuning-merah dari gumpalan amber kecil — sisa-sisa sel yang diisi minyak di dalam daun seperti yang dapat dilihat di teluk Daunnya biasa digunakan untuk membuat sup. Warna oranye dan merah pada fosil daun bukanlah fitur asli dari beberapa musim gugur yang lama; mereka dihasilkan dari pengendapan besi selama reaksi kimia yang terjadi akibat pembusukan daun. Kami juga menemukan cetakan cangkang keong air tawar purba dan krustasea, dan bahkan jejak skala ikan yang sesekali, semua konsisten dengan gagasan bahwa batu-batu ini diendapkan di dasar kolam yang tenang yang terbentuk ketika saluran sungai kecil ditutup. selama PETM.

Satu pertanyaan umum yang muncul ketika berbicara tentang fosil adalah “Bagaimana Anda tahu berapa usianya?” Pertanyaan ini sangat penting bagi kami karena kami mencari fosil dari interval waktu yang begitu sempit. Jawabannya ada beberapa bagian. Jawaban paling langsung adalah bahwa kita tahu batuan di sekitar SW1010 disimpan selama PETM karena kolega saya Ken Rose dari Universitas Johns Hopkins telah mengumpulkan mamalia fosil di sini selama beberapa tahun. Banyak spesies yang ditemukan Ken di daerah ini hanya terjadi selama PETM, bukan sebelum atau sesudahnya. Pendekatan untuk menentukan usia batu ini disebut biostratigrafi.

Daun Macginitiea dan daun Populus. Fosil berasal dari situs fosil Eosen awal yang baru. (Scott Wing) Bagian dari daun palem fosil dari Paleocene-Eocene Thermal Maximum di Wyoming. (Scott Wing) Ban kempes pertama dari musim lapangan. Untungnya itu terjadi pada patch level dua jalur. Ban kempes mengakibatkan penundaan hanya 15 menit. (Scott Wing)

Tentu saja biostratigrafi menimbulkan pertanyaan lain — bagaimana kita tahu bahwa spesies ini hanya hidup selama PETM? Untuk itu kami beralih ke tanda tangan kimia khas PETM: selama acara tersebut ada perubahan global dalam rasio isotop karbon. Bentuk karbon yang lebih ringan, karbon 12, menjadi jauh lebih melimpah dibandingkan dengan bentuk yang lebih berat, karbon 13. Pergeseran ini, yang kita sebut "tamasya isotop karbon, " terlihat di mana-mana dari sedimen laut dalam hingga bebatuan yang diendapkan oleh sungai di Bighorn Basin. Penanda kimia untuk PETM ini telah ditemukan di bebatuan yang mengandung fosil mamalia di beberapa bagian Cekungan Bighorn, dan selalu dikaitkan dengan serangkaian spesies berbeda yang tidak terjadi pada bebatuan sebelum atau setelah perjalanan isotop karbon.

Namun, kami belum menjawab pertanyaan tentang bagaimana kami mengetahui usia pasti fosil PETM. Untuk informasi itu kita harus beralih untuk bekerja di tempat lain di dunia, tempat-tempat di mana perjalanan isotop karbon telah ditemukan di dekat batuan yang mengandung kristal vulkanik yang cocok untuk penanggalan radiometrik. Di sini, akhirnya, para ilmuwan dapat mengukur rasio isotop "induk" terhadap "anak" dari bahan radioaktif dalam kristal vulkanik. Mengetahui paruh isotop induknya, mereka dapat menghitung berapa juta tahun yang lalu kristal terbentuk. Ini adalah proses yang panjang namun logis untuk beralih dari berkeliaran di sekitar tanah tandus Bighorn Basin hingga mengetahui bahwa Anda mengumpulkan fosil dari 56 juta tahun lalu (memberi atau memakan waktu beberapa ratus ribu tahun). Sebagian besar waktu kita tidak memikirkannya saat kita berada di lapangan!

Hari pertama dimulai dengan kegembiraan hari pertama, tetapi kami tidak bisa langsung mulai mengumpulkan. Pertama-tama kita harus membersihkan lumpur yang telah dibuat oleh hujan musim dingin dari batuan permukaan yang kita ekspos tahun lalu. Ini adalah pekerjaan berat, memetik dan menyekop, yang kami lakukan sambil bertengger agak berbahaya di sisi curam butte tanah tandus. Namun, ini pagi yang indah, dan setelah sekitar satu jam kami dapat mulai menarik balok-balok batu segar yang lebih keras dari singkapan. Setiap batu adalah kesempatan untuk menemukan fosil! Kami mengambilnya satu per satu dan menampar mereka di samping dengan pahat palu dari batu bata, berharap mereka akan terbelah bersama pesawat tempat tidur kuno tempat daun menumpuk. Kadang-kadang blok bekerja sama, kadang tidak, tetapi imbalan fosil datang cukup mantap sepanjang pertengahan pagi dan sore hari. Kami mengumpulkan tumpukan spesimen yang cukup bagus — mungkin 20 atau 30 — di tepian yang telah kami potong. Dan dalam kegembiraan hari kita lupa makan siang!

Menjelang 2 atau 3 sore kita semua sedikit lesu — tidak terlalu mengejutkan mengingat suhu di tahun 90-an tinggi, udaranya sangat kering, dan sedikit lebih tipis pada 5.000 kaki daripada yang biasa kita alami, dan, oh yeah, sandwich PB&J masih ada dalam paket kami. Sarah, Pam dan Liz jelas adalah pasukan untuk tetap bekerja, tetapi kita semua perlu istirahat makan siang sebentar. Setelah membaut sandwich, ia kembali bekerja, dan dalam panas yang memudar kita mulai memikirkan akhir hari. Kita harus membungkus semua temuan kita sehingga kita bisa mendapatkannya di ransel kita, di belakang Dino dan kembali ke kemah tanpa harus istirahat.

Ini memulai bagian paling membosankan dari hari itu. Setiap spesimen yang kami kumpulkan harus ditandai dengan nomor lokalitas dan dengan indikator berapa banyak potongan itu (tidak setiap batu memecah seperti yang kita inginkan!). Setelah menandainya dengan pena Sharpie, kami membungkus batu-batu itu dengan fosil di dalamnya di tisu toilet industri. Merek terbaik adalah yang tanpa perforasi, dan saya membelinya dalam gulungan raksasa karena kami banyak menggunakan! Ini sangat mirip dengan membungkus pergelangan kaki yang terkilir dengan perban Ace sehingga kita sedikit menekan saat kita membungkusnya. Ini menyatukan batu dan fosil, dan melindungi permukaan halus agar tidak tergores atau dihantam oleh batu lain. Kami menggunakan selotip untuk menutup paket, dan kami menandai nomor situs lagi di luar sehingga paket dapat disortir ketika kami kembali ke Museum Sejarah Alam Smithsonian. Pada saat kami menabrak parit dan sagebrush kembali ke kemah, sudah hampir jam 7 malam dan cahayanya semakin keemasan. Makan malam masih harus dimasak, hidangan harus dikerjakan, tetapi ini merupakan hari yang panjang dan memuaskan.

«Pengiriman # 2 | Pengiriman # 4 »

Scott Wing adalah ilmuwan riset dan kurator di Departemen Paleobiologi Institut Smithsonian.

Wyoming Paleontology Dispatch # 3: Cara memberi tanggal pada sebuah fosil