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Despacho # 3 de Paleontología de Wyoming: Cómo fechar un fósil

El primer día de la temporada de campo amanece claro y brillante, con un sol ya fuerte deslizándose detrás de Cloud Peak, el más alto de las montañas Bighorn. Aquí abajo, en la cuenca, ya hace calor a las 6 de la mañana, y el interior de una tienda de campaña se calienta insoportablemente a la hora de la salida del sol, por lo que hay muchas razones para levantarse, tomar café, empacar algunos sándwiches, llenar los recipientes de agua y entrar Dino para el viaje al primer sitio donde vamos a recolectar. En el camino, nos detenemos brevemente para recoger a nuestro cuarto miembro del equipo, Elizabeth Denis, una estudiante graduada en la Universidad Penn State.

El sitio fósil de la planta al que nos dirigimos, que solo tiene mi número de campo SW1010 como su designación, fue un hallazgo emocionante cerca del final de la temporada de campo del año pasado. Nos acercamos por una ruta tortuosa: primero por un camino de grava del condado, luego por un camino de tierra que corre entre campos de alfalfa y remolacha azucarera, luego junto a un canal de riego, cruzando un puente de tablones, finalmente encontrando un vago camino de dos vías que se desvía el artemisa y la tuna hacia una divisoria de tierras baldías empinadas. Nos quedamos atrapados en el barro en la primera hora de la temporada de campo. Quedar atascado desde el principio causa cierta risa entre la tripulación, pero recupero un poco de respeto cuando resulta ser solo unos minutos de trabajo desenterrar los neumáticos y volver a nuestro camino.

Al llegar al sitio, miramos un valle estrecho cubierto de artemisa y amurallado por empinadas laderas de tierras baldías rayadas con bandas rojas, naranjas y moradas. Esas rayas brillantes, que nuestros ojos pueden seguir alrededor como si fueran capas de una torta gigante, son sedimentos de inundación antiguos, y sus colores reflejan la oxidación del hierro ya que los depósitos fueron alterados químicamente por la intemperie durante el PETM. Son horizontes de suelos fósiles, ¡y son hermosos! El sitio de la planta fósil, por el contrario, no es una capa ancha y plana y no es de color brillante. Es un depósito de barro gris parduzco de unos 10 pies de espesor y 100 pies de ancho. Las capas de suelo fósil de colores brillantes se encuentran por encima y por debajo en la misma ladera.

La roca que contiene fósiles de plantas puede no ser hermosa, pero el color opaco es el secreto para la preservación de los fósiles de plantas: indica que esta lente de roca nunca se oxidó, y eso es porque está hecha de sedimentos que se depositaron bajo el agua en un canal de río abandonado, donde el oxígeno de la atmósfera no podía llegar a él. El hecho de que se formó en un antiguo canal fluvial también explica por qué estas rocas que contienen fósiles de plantas tienen una forma de lente en sección transversal: el canal era profundo en el medio y poco profundo en los bordes.

Las hojas fósiles que encontramos aquí son hermosas, en mi opinión muy sesgada, intrincadas huellas que registran detalles microscópicos de la estructura de las venas. Algunos especímenes se conservan con tal detalle que con una lente de mano podemos ver las huellas de los pelos finos o incluso el brillo amarillo-rojo de pequeñas gotas de ámbar: los restos de células llenas de aceite dentro de la hoja como las que se pueden ver en la bahía. hojas comúnmente usadas para hacer sopa. Los tonos anaranjados y rojos en las hojas fósiles no son una característica original de algún otoño de hace mucho tiempo; son el resultado de la deposición de hierro durante las reacciones químicas establecidas por la descomposición de las hojas. También encontramos moldes de las conchas de los antiguos caracoles y crustáceos de agua dulce, e incluso la impresión ocasional de una escama de pez, todo consistente con la idea de que estas rocas se depositaron en el fondo de un estanque tranquilo que se formó cuando se cerró un pequeño canal de río durante el PETM.

Una pregunta común que surge al hablar de fósiles es “¿Cómo sabes cuántos años tienen?”. Esta pregunta es particularmente importante para nosotros porque estamos buscando fósiles en un intervalo de tiempo tan corto. La respuesta tiene varias partes. La respuesta más directa es que sabemos que las rocas alrededor de SW1010 fueron depositadas durante el PETM porque mi colega Ken Rose de la Universidad Johns Hopkins ha estado recolectando mamíferos fósiles aquí durante varios años. Muchas de las especies que Ken ha encontrado en esta área ocurren solo durante el PETM, no antes ni después. Este enfoque para determinar la edad de las rocas se llama bioestratigrafía.

Macginitiea leaf y Populus leaf. Fósil es de un nuevo sitio de plantas fósiles del Eoceno temprano. (Ala de Scott) Parte de una fronda de palma fósil del Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno en Wyoming. (Ala de Scott) El primer pinchazo de la temporada de campo. Afortunadamente, ocurrió en un parche nivelado de dos pistas. El pinchazo resultó en un retraso de solo 15 minutos. (Ala de Scott)

Por supuesto, la bioestratigrafía plantea otra pregunta: ¿cómo sabemos que estas especies vivieron solo durante el PETM? Para eso recurrimos a una firma química distintiva del PETM: durante el evento hubo un cambio global en la relación de los isótopos de carbono. La forma más ligera de carbono, el carbono 12, se volvió mucho más abundante en relación con la forma más pesada, el carbono 13. Este cambio, que llamamos la "excursión de isótopos de carbono", se ve en todas partes, desde sedimentos de aguas profundas hasta rocas depositadas por ríos en el Cuenca Bighorn. Este marcador químico para el PETM se ha encontrado en rocas que contienen mamíferos fósiles en varias partes de la cuenca del Bighorn, y siempre se asocia con un conjunto distinto de especies que no se encuentran en las rocas antes o después de la excursión de isótopos de carbono.

Aún así, no hemos respondido a la pregunta sobre cómo sabemos la edad precisa de los fósiles de PETM. Para esa información, tenemos que recurrir al trabajo en otras partes del mundo, lugares donde se ha encontrado la excursión de isótopos de carbono cerca de rocas que contienen cristales volcánicos adecuados para la datación radiométrica. Aquí, por fin, los científicos pueden medir la proporción de isótopos "primarios" a "secundarios" de materiales radiactivos en los cristales volcánicos. Conociendo la vida media del isótopo padre, pueden calcular cuántos millones de años atrás se formaron los cristales. Es un proceso largo pero lógico pasar de deambular por las tierras baldías de la Cuenca Bighorn a saber que estás recolectando fósiles de hace 56 millones de años (más o menos unos cientos de miles de años). ¡La mayoría de las veces no pensamos en eso mientras estamos en el campo!

El primer día comienza con la emoción de cualquier primer día, pero no podemos comenzar a recolectar de inmediato. Primero tenemos que limpiar el lodo que las lluvias de invierno han causado en las rocas superficiales que expusimos el año pasado. Es un trabajo extenuante, de recolección y pala, que hacemos mientras nos encaramamos de manera algo precaria en el lado escarpado de una colina de tierra baldía. Sin embargo, es una hermosa mañana, y después de una hora más o menos podemos comenzar a extraer bloques de roca más dura y fresca del afloramiento. ¡Cada roca es una oportunidad de encontrar un fósil! Los recogemos uno por uno y los golpeamos en el costado con el extremo del cincel de un martillo de ladrillo, con la esperanza de que se dividan a lo largo de un antiguo plano de cama donde se acumulan las hojas. A veces, el bloque coopera, a veces no, pero las recompensas fósiles son bastante constantes a media mañana y temprano en la tarde. Estamos acumulando una buena cantidad de especímenes, tal vez 20 o 30, en las repisas que hemos cortado en la pendiente. ¡Y en la emoción del día nos hemos olvidado de almorzar!

A las 2 o 3 de la tarde, todos estamos un poco cansados, lo que no es demasiado sorprendente dado que la temperatura está en los 90 grados, el aire es muy seco y un poco más delgado a 5, 000 pies de lo que estamos acostumbrados, y, oh sí, los sándwiches PB&J todavía están en nuestros paquetes. Sarah, Pam y Liz son claramente soldados para seguir trabajando, pero todos necesitamos un descanso rápido para almorzar. Después de atornillar los sándwiches, vuelve al trabajo, y en el calor menguante comenzamos a pensar en el final del día. Tenemos que envolver todos nuestros hallazgos para poder guardarlos en nuestras mochilas, en la parte de atrás de Dino y de regreso al campamento sin que se rompan.

Esto comienza la parte más tediosa del día. Cada muestra que recolectamos debe estar marcada con el número de localidad y con un indicador de cuántas piezas contiene (¡no todas las rocas se rompen como queremos!). Después de marcarlos con un rotulador Sharpie, envolvemos las rocas con fósiles en papel higiénico industrial. Las mejores marcas son aquellas sin perforaciones, ¡y las compro en rollos gigantes porque las usamos mucho! Es muy parecido a envolver un esguince de tobillo con un vendaje Ace en el que ejercemos un poco de presión mientras nos envolvemos. Esto mantiene la roca y el fósil juntos, y protege la delicada superficie de ser raspada o golpeada por otra roca. Usamos cinta de enmascarar para cerrar el paquete, y marcamos el número del sitio nuevamente en el exterior para que los paquetes se puedan ordenar cuando volvamos al Museo de Historia Natural del Smithsonian. Cuando nos topamos con los barrancos y el artemisa de regreso al campamento, son casi las 7 pm y la luz se está volviendo dorada nuevamente. La cena queda por cocinar, los platos por hacer, pero ha sido un día largo y satisfactorio.

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Scott Wing es científico investigador y curador en el Departamento de Paleobiología de la Institución Smithsonian.

Despacho # 3 de Paleontología de Wyoming: Cómo fechar un fósil