יום רביעי, 15 ביולי: מזג אוויר, 62 מעלות ושטוף שמש בשבע בבוקר
יום מושלם לתמונה לצאת לשטח. אנו פונים ראשונה למכולת כדי להשיג אמצעים לארוחת צהריים ושפע של מים, משהו שיידרש הרבה באקלים היבש ובחום של היום. סקוט מסביר כי נבקר בשלושה אתרים בהם צוותים פועלים לחקירת PETM ותוצאותיה מנקודות מבט שונות. הוא ועמיתיו רואים אזור זה אידיאלי לעבודתם שכן משקעי המשקעים העמוקים של האגן לוכדים את הפרופיל הסטרטיגרפי של התקופה שקדמה למקסימום התרמי האיידן Paleocene, או PETM, ה- PETM עצמו והשנים שלאחריו. שכבות הסלע במדרון אגן גדול זה כלפי פנים לצדדים והן אופקיות יחסית במרכז, אך הרמה אזורית במיליון השנים האחרונות איבדה שוב את כוחה של השחיקה, גילף גלים עמוקים ועמקים החושפים סלעי PETM ומאפשרים את החוקרים ימצאו את המאובנים וראיות אחרות שהם מחפשים. בנוסף לנסיבות הגיאולוגיות החיוביות, חלק גדול מהשטח נמצא תחת ניהול הלשכה לניהול קרקעות בארה"ב, שהועילה לצוותי המחקר והיא מועברת על ידי רשת דרכי עפר המוחזקות על ידי חברת אנרגיה המפעילה את שקעי שמן רבים המסירים נפט משדה הנפט הבוגר באזור.
הנסיעה לאתרי המחקר מוורלנד היא כ- 15 מיילים. הם ממוקמים כדי לנצל את מירב החשיפות של המיטות שהופקדו במהלך ה- PETM. הסטרטיגרפיה הרלוונטית מתחילה עם המשקעים הבסיסיים האפורים, החומים והשיזופים הידועים בשם Formation Formation, שנוצרו בתקופת הפליאוקן ממש לפני תקופת ה- PETM. זו הייתה תקופה של רמות יציבות יחסית של פחמן דו חמצני באטמוספרה ואקלים חם ומתון, שאפשר לצמחים ממוזגים וסובטרופיים לצמוח עד צפון וויומינג. הפליאוקן היה זמן של התפתחות מהירה בקרב יונקים, ככל הנראה בגלל שהדינוזאורים נכחדו בתחילת דרכה. רבים מהיונקים המוקדמים הללו לא שרדו את PETM או החלו לרדת באותה הגיוון באותה תקופה.
ה- PETM התרחש בתחילת התקופה האואוקן לפני כ- 55 מיליון שנה וההערכה היא שנמשכה כ -200, 000 שנה, כהרף עין בסולם הזמן הגאולוגי. יתכן כי ה- PETM יצא לדרך בתקופה של געש געש אינטנסיבית, שחיממה את האקלים, וכתוצאה מכך גרמה לשחרור פחמן נוסף לאטמוספרה ממקורות כמו שריפת ביצות כבול ומצעי פחם, או מתים לא יציבים בקרקעית האוקיאנוס ( כמויות גדולות של מתאן בגז החממה עוצמה משולבות שם). הממצא המפתיע הוא שהתוספת המהירה ביותר של גזי חממה התרחשה במהירות, במהלך 10, 000 השנים הראשונות של PETM. רמות הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה ככל הנראה עברו על 1, 000 חלקים למיליון. רמות הפחמן האטמוספריות של ימינו הן 385 עמודים לדקה, עלייה של יותר מ- 100 עמודים לדקה ברמות הגבוהות ביותר של 500, 000 השנים האחרונות, כאשר העלייה הגדולה ביותר הגיעה ב -150 שנות התיעוש האחרונות ושימוש אינטנסיבי בפחם ובדלקים אחרים מבוססי פחמן. רמות הפחמן הדו-חמצני הגבוהות בתחילת PETM נשמרו במשך למעלה מ 80, 000 עד 100, 000 שנה, ואחר כך ירדו לאט במשך 90, 000 שנה נוספות.
בליה פעילה של מינרלים בקרקע, בפרט חמצון (חלודה) של תרכובות ברזל, הייתה קשורה ל- PETM, ככל הנראה כתוצאה מטמפרטורות גבוהות ותנודות בטבלת המים הנגרמות כתוצאה מגשם עונתי. אופקי האדמה המאובנים מעניקים לטור הסטרטיגרפי שכבות אדומות מובחנות. הצבעים מסייעים משמעותית לסקוט ועמיתיו, המשתמשים בהם כדי לעקוב אחר המיטות למרחקים ארוכים ולקשר בין אוספי מאובנים ממקומות שנמצאים במרחק של קילומטרים זה מזה. קרקעות המאובנים הדרמטיות ביותר נמצאות ב"רצף האדום הגדול ", קבוצה של שכבות אדומות וסגולות בוהקות בעובי 25 מטר שניתן לראות בקלות מהכביש המהיר. האדום הגדול נוצר במהלך השלבים האחרונים של ה- PETM, וכך מתעד את הצינון מהתנאים החמים מאוד של ה- PETM המוקדמת והאמצעית. הם השכבות מתחת לאדום הגדול ומעל היווצרות הפורט יוניון הבסיסית המעניינות ביותר, אך האדום הגדול משמש לאיתורן. העתיק ביותר בשכבות ה- PETM הוא גם אדמדם ונמצא מיד מעל תצורת Fort Union. הוא בעובי מטר עד שני מטרים ומשקף את השלבים המוקדמים של ה- PETM. זה היה זמן של מעבר ומעניין בכך שהוא מספר לנו באיזו מהירות האקלים השתנה ומה קרה כדי להטות את האיזון לעבר משטר אקלים חדש. הרצף שמעל זה משקף תקופה ארוכה יותר, ככל הנראה 90, 000 עד 100, 000 שנה, והוא זוכה לכינויים שונים, כולל "אזור הכאוס" או האהוב עליו של סקוט, "האזור שובר כל הרוחות." הוא אפור, בין 10 ל -20 בעובי מטרים, ומקור עשיר של מאובנים המראה תקופה של שינוי דרסטי בצומח, בבעלי חיים ובסביבה. כשמסתכלים על גבעות האדמה מהאדמה הגבוהה, שכבות האדמה האפורות לסירוגין בולטות עד כדי כך שיש כאלה שמתייחסות אליהם כ"פס ממתקים ".
שלושת האתרים שנבחרו לביקורי ועבודת השטח משקפים את המומחיות של הצוות הבינתחומי העובד עם סקוט. הגיאולוגים מרי קראוס מאוניברסיטת קולורדו בבולדר ופרנצ'סקה מקינרני מאוניברסיטת נורת'ווסטרן בשיקגו מתמקדים בקרקעות המאובנים ועמודי הסלע העוזרים לפענח את השינוי הסביבתי ומספקים את ההקשר למאובנים שנמצאים. הניתוחים הכימיים שלהם על הסלעים עוזרים במיון תהליכי האקלים שעבדו ב- PETM. ג'ון בלוך מהמוזיאון הממלכתי להיסטוריה טבעית בפלורידה, הוא פליאונטולוג בעל חוליות ומחפש מידע על היונקים ששוטטו באזור, כולל אלה שהופיעו במהלך ה- PETM. לבסוף, סקוט וצוותו עובדים בצד הבוטני של הספירה. לכל אחד מהאנשים הללו קבוצה סטודנטים רב אוניברסיטאית העובדת אתם, שכולם עובדים בתנאים מאתגרים כדי להיות חלק מתהליך הגילוי.
אתר בוט צפון
דינו מגרד דרך הגבעות המכוסות במרחב בדרכי עפר לאתר צפון בוט, מקום בו בחרו מרי ופרנצ'סקה במורד גבעה תלולה המאפשרת להם לחשוף ולחקור את כל הפרופיל הסטרטיגרפי החל מתצורת Fort Union ועד סוף ה- PETM . הגישה לחומרים ללא הפרעה ניתנת על ידי תעלה בעומק מטר, שנחפרה במאמץ על ידי הצוות הכל-נשי של הפקולטות והסטודנטים. זה מאפשר לחוקרים לראות בבירור את המעבר משכבה אחת לשנייה, אינדיקטור לתנאי האקלים המשתנים. מניתוחים כימיים של דגימות סלע הם מסוגלים להסיק את המקור, את זמן ההופעה ואת דפוס דעיכת הפחמן ששוחרר בתחילת ה- PETM. זה מבוסס על יחס של איזוטופים יציבים של פחמן שנמצאים בחומרים אורגניים שונים. החוקרים מסוגלים גם לעקוב אחר שינויים בפעילותם של חיות אדמה קטנות ועומק השתרשות הצמח.
מרכז העיר ורלנד, ויומינג. (מוסד סמיתסוניאן) 
מזכיר הסמית'סוניאן, ג 'ויין קלו, נסע לוורלנד, וויו, כדי לראות את סקוט ווינג וצוותו מכרות את השבר המאובנים שמצאו. (מוסד סמיתסוניאן) 
סקוט ווינג מציין את השכבות האדומות והאפורות הנראות בגבעות הרחוקות. (מוסד סמיתסוניאן) 
סקוט ווינג ופרברי שברולט משנת 1970, דינו. (מוסד סמיתסוניאן) 
ווין קלו יושב במרכז הקבוצה בראשות מרי קראוס ופרנצ'סקה מקינרני באתר צפון בוט. (סקוט ווינג) 
מזכיר הסמית'סוניאן, ג 'ויין קלו חושף עלה מאובן. (סקוט ווינג) 
מאובנו של עלה דקל מהתקופה המרבית התרמית של הפליאוקן האאוקן. (מוסד סמיתסוניאן) 
עצמות לסת מאובנות זעירות של סוס פרהיסטורי (למעלה) וחזיר. (מוסד סמיתסוניאן) 
חזרה למחנה הבסיס, הקבוצות מתכנסות כדי לדון בממצאי היום. (מוסד סמיתסוניאן) אתר הפלישה לקטרפילר
מאתר בוט הצפון דינו לוקח אותנו בדרכי הגבעה לאתר הנוכחי של סקוט, המכונה "פלישת קטרפילר", מכיוון שביום שהתגלה הוא נחצה עם זחלים גדולים וירוקים. למזלם של הצוות, הזחלים פינו באופן מסתורי את המקום לפני שהחלו בעבודתם. אתר זה נבחר מכיוון שצלע הגבעה שלו מאפשרת גישה לקטע של שכבת "הכאוס" של ה- PETM העשירה במאובני צמחים. "מחצבה" נחפרה אל צלע ההר וחשפה שכבה של אבן זילוף אשר פולטה ויוצאת על חפירה בשברים בגודל אגרוף, שכאשר מפוצלת בזהירות בעזרת פטיש סלע, מניבה לעתים קרובות מאובן צמח. השמש לוהטת ומעל תקורה כשאנחנו מגיעים והצוות כבר חפר גשם קטן של דגימות שסקוט יבדוק. סקוט מקשיב היטב כשכל אחד מחברי הצוות מסביר מה הם מאמינים שמצאו, ואז הוא בוחן אותם באמצעות עדשת ידיים וניסיונו הארוך כדי לקבוע מה באמת נמצא שם. ההתלהבות של סקוט כשהוא בוחן כל יצירה מעניקה עידוד למדענים המתהווים, ותחושת הגילוי לגבי מה שכל אחד מהם עשוי להוסיף לתמונה הגדולה יותר הוא מרגש.
נותנים לי ירייה בחפירת השברים ופיצוחם פתוחים בתקווה למצוא מאובן. זה מתגלה כחוויה מרגשת ומשפילה. גם לאחר איתור התפר לשבירת הסלע, שביתה שגויה יכולה לגרום לשבירה על המיטה ולאובדן הסיכוי למצוא מאובן. בהתחלה, אני מפסיד יותר ממה שאני מנצח אבל עם הזמן אני מתחיל להשיג את זה. די מהר צוות הצעירים מעודד את הטיימר הישן, כאשר הדגימות שלי מחזירות מאובני עלים ופרחים ברורים, שכל אחד מהם נסתר מהעין במשך 55 מיליון שנה. אני חושף מספר דגימות שונות, כולל "רזה", הכינוי שלהם לעלה מורכב בעלונים מוארכים, עלה מורכב קטן מקרוב משפחה של העץ המימוזה, ושולי דקל. כל אחד מהרסיסים העדינים הללו מהווה עדות לכוחו של הטבע ליצור עם שפע שאנו יכולים להחזיק בו רק ביראת כבוד. אני מוצאת גם שלד דגים קטן שמראה, סקוט אומר לי, את התמצית של המאובנים בבריכה עתיקה. מבין מאובני הצמח, "הדק" הוא מין שהוא ייחודי ל- PETM, שנראה רק בשלושה מתוך שמונה אתרי הצמח המאובנים שנמצאו בתקופה זו. זה במשפחת Sapindaceae, הכולל את עץ הסבונים, המייפות ואת עץ הגשם המוזהב. שולי הדקל והעלה דמוי מימוזה, בין השאר, הם אותות לכך שבזמן ה- PETM אזור זה היה חמים כל השנה, ככל הנראה עם עונה יבשה בולטת, כמו חלקים ממקסיקו הסובטרופית היבשה או מרכז אמריקה כיום.
מציאת המאובנים מלהיבה ומזכירה קצת את ההיסטוריה של סמיתסוניאן. בתחילת המאה העשרים, מזכיר הסמית'סוניאן היה צ'רלס ד. וולקוט, גיאולוג ופליאונטולוג מובהק. הוא מפורסם כמגלה שודד הבצק בקנדה, פיקדון המכיל מספרים וזנים מדהימים של מאובנים מן החי הימי הקדום. סקוט מציע שמצאתי כמה מאובנים ביום זה עשויה להיות הפעם הראשונה מאז המזכיר וולקוט שמזכיר הסמיתסוניאן מצא מאובן.
לאחר סקירת כל המאובנים שנמצאו במחצבה, סקוט וצוותו מתחילים בתהליך הזהיר של גלישת הדגימות כדי להגן עליהם במהלך משלוחם לסמית'סוניאן. המאובנים יועברו למעבדה של סקוט במוזיאון להיסטוריה של הטבע, אם הם ייבדקו בקפידה וקטלגו. הם יסייעו במאמץ המתמשך לפענח שינויים אקלימיים, צמחוניים ואקולוגיים במהלך ה- PETM.
אתר פיקניק היל
האתר האחרון שלנו הוא שעובד על ידי הפליאונטולוגים בעלי החוליות תחת פיקוחו של ג'ון בלוך. ג'ון מברך אותנו בראש הגבעה המשקיפה על האתר שלו וחולק שני ממצאים של עבודת היום - עצמות לסת חלקיות עם שיניים שלמות של שני יונקים קטנים שחיו באגן הורן הגדול במהלך ה- PETM. המאובנים בולטים משתי סיבות: אלה הם יונקים שהגיעו או התפתחו בצפון אמריקה במהלך ה- PETM, אבות קדמוניים של הסוס והחזיר. שתי השושלות התגוונו והפכו לשופעות לאחר שהגיעו בסמוך לתחילת PETM, אולם לאחר 50 מיליון שנה לערך, הסוס נפטר בעולם החדש ולא הוצג מחדש עד שהמגלים הספרדיים חזרו בשנות ה- 1500. שני היונקים היו קטנים מאוד ומשקפים מגמה במהלך ה- PETM. ייתכן שהסוס לא היה גדול יותר מחתול קטן. נראה כי במהלך תקופת הטמפרטורות הגבוהות אצל יונקים PETM התפתחו לגדלים קטנים יותר כדי להתמודד טוב יותר עם איזון האנרגיה הדרוש בין תזונה לגדילה.
אנו מלווים את ג'ון למטה לתחתית הגבעה, שם התפשט צוותו על האזור ומחפש מאובנים וראיות אחרות. במקום בו הם מוצאים מאובן או אפילו שבר אחד, הם מניחים דגל קטן ומתעדים את המידע אודות הממצא. הדגל משמש אדם מצוות הצוות המתעד את מיקום המאובן בדיוק ברמת המשנה באמצעות מערכת GPS. נתוני המיקום מאפשרים לצוות לדעת את הרמה המדויקת שממנה מגיע כל דגימה, מרכיב קריטי בשחזור שינויים עוקבים בבעלי החיים באמצעות ה- PETM.
אנו עוברים על האתר ומשוחחים עם כל אחד מאנשי הצוות, שילוב של סטודנטים צעירים וכמה מדענים בכירים ממוסדות אחרים שמעוניינים בעבודה שג'ון עושה ושמחים לעזור. אמנם אתר זה אינו מייצר שלדים גדולים גדולים ומפורקים, אך הוא מניב שברים רבים של שברים של עצמות, מפרקים ושיניים שכל אחד מהם, כאשר הוא מתווסף לאוסף הגדול יותר, מסייע לספר את סיפור ה- PETM.
עם יום דעיכה, ג'ון מודיע לצוות שהגיע הזמן לחזור למחנה הבסיס. אפילו אחרי יום חם וארוך בשמש הצוות נראה לא שוחר לעזוב - מאובן נוסף יכול להיות הממצא החשוב ביותר של היום. במחנה הבסיס הם יזהו וקטלגו את הממצאים שלהם, וישוו ונדון בתוצאות עבודת היום שלהם עם הצוותים האחרים.
מחנה בסיס
עבודות השדה של היום מגיעות בסוף למחנה הבסיס, מיקום שנבחר על ידי הצוות כמרכז בכל האתרים. זוהי נקודה טובה, על צלע הגבעה ומוגנת מפני הרוחות, אך גבוהה מספיק כדי להרשות לעצמכם נוף יפהפה של הסביבה הקשה. כל אחד מאנשי הצוות נשאר במחנה, כולל הצוות הבכיר. סקוט מודיע לי שזה עוזר בהוצאות, שעלותן כ7- דולר ליום לאדם, ומאפשר גם לכל הצוות לדון בעבודותיהם אל תוך הלילה. כולם עייפים, אך שמחים מהישגיו של היום. תבשיל מלהיב מוכן לארוחת הערב ואוכלים בכל טוב. השמש מתחילה לשקוע מאחורי הגבעה והאוויר מתקרר במידה ניכרת. האור הרך יותר של שעות אחר הצהריים המאוחרות מאיר את גבעות הגבעות. באופן בולט לנוף של שישה מיילים ממזרח נמצא צפון בוט, שם האדום הגדול בולט לאור השמש השוקעת כתזכורת מדוע אנו כאן.
אני לוקח חופשה מחברי להתכונן לשוב מוקדם בבוקר שלמחרת. הם יישארו כשבוע נוסף ויסיימו את משלחת השטח השנה. זו הייתה חוויה מרגשת, חוויה של למידה והתגלות. אני חוזר לוושינגטון מתוך הערכה עמוקה יותר של איך זה לעבוד בתחום כפליאונטולוג - השמחה שבמציאת מאובנים, ההתרגשות מהפרשנות מה אומרים על אירוע חשוב זה ואיך, אחרי 55 מיליון שנה, ידע חדש על האופן בו פועל הפלנטה שלנו נובע ממחקר על עברו.
אני גם מעריך טוב יותר עד כמה חשובה העבודה הזו. אנו עומדים בפני עצמנו תקופה של התחממות כדור הארץ בעוצמה דומה אך מהירה בהרבה מזו של ה- PETM. אנו עדיין לא יודעים איזו כמות התחממות עשויה לעורר שחרור של פחמן ממאגרים נוספים, ואנחנו לא יודעים אם נוכל להאט או להפסיק את השחרור הללו אם הם יתחילו. על ידי חשיפה כיצד כוכבי הלכת המורכבים והקשרים שלנו קשורים זה לזה משתנים עם ההתחממות המהירה, הבנת מה שקרה לפני 55 מיליון שנה יכולה לעזור לאלו מאיתנו בזמננו להבין מה אנו עשויים להתמודד בעתיד. היצורים שהיו קיימים במהלך ה- PETM לא כללו שישה מיליארד בני אדם, אך השיעורים שלמדנו מתצפית על אותם שינויים אקלימיים ואקולוגיים מזמן עשויים להועיל לכולנו וצאצאינו.
