Středa 15. července: Počasí, 62 stupňů a slunečno v 7 hodin
Ideální den pro výstup do pole. Míříme nejprve do obchodu s potravinami, abychom získali zásoby na oběd a dostatek vody, něco, co bude v suchém klimatu a denním vedru tolik potřeba. Scott vysvětluje, že navštívíme tři místa, kde týmy pracují na vyšetřování PETM a jeho důsledků z různých perspektiv. On a jeho kolegové považují tuto oblast za ideální pro svou práci, protože hluboká sedimentární ložiska pánve zachycují stratigrafický profil času vedoucího k Paleocen Eocene Thermal Maximum, neboli PETM, k samotnému PETM a roky po něm. Skalní vrstvy v tomto velkém povodí se po stranách svažují dovnitř a jsou relativně vodorovné ve středu, ale regionální vzestup v posledních několika milionech let opět uvolnil sílu eroze, vyřezal hluboké rýhy a údolí, které vystavují PETM horniny a umožňují vědci najít fosílie a další důkazy, které hledají. Navíc k příznivým geologickým okolnostem je velká část půdy pod správou Úřadu pro správu půdy USA, který byl nápomocen výzkumným týmům, a je překonána sítí polních cest udržovaných energetickou společností, která provozuje mnoho olejových zvedáků, které odstraňují ropu ze zralého ropného pole v oblasti.
Cesta do výzkumných míst z Worlandu je asi 15 mil. Jsou umístěny tak, aby maximálně využily expozice ložisek uložených během doby PETM. Relevantní stratigrafie začíná s podkladovými šedými, hnědými a hnědými ložisky známými jako Fort Union Formation, které se tvořily během paleocénové epochy těsně před časem PETM. To bylo období relativně stabilních hladin oxidu uhličitého v atmosféře a teplé, mírné klima, které umožnilo růst mírných a subtropických rostlin až na sever od Wyomingu. Paleocen byl mezi savci obdobím rychlého vývoje, pravděpodobně proto, že dinosauři na jeho počátku zanikli. Mnoho z těchto raných savců nepřežilo PETM nebo v té době začalo klesat v rozmanitosti.
PETM se objevil na začátku epochy eocénu přibližně před 55 miliony let a odhaduje se, že trval asi 200 000 let, což je mrknutí v oku geologické časové škály. PETM může být započato obdobím intenzivního vulkanismu, který zahřívá klima, což zase způsobuje uvolňování dalšího uhlíku do atmosféry ze zdrojů, jako je spalování rašeliniště a uhelných lůžek, nebo nestabilní hydráty metanu v mořském dně ( tam jsou zachycena velká množství silného methanového skleníkového plynu). Překvapivé zjištění je, že k nejrychlejšímu přidávání skleníkových plynů došlo rychle, během prvních 10 000 let PETM. Hladiny oxidu uhličitého v atmosféře pravděpodobně přesáhly 1 000 dílů na milion. Dnešní úrovně atmosférického uhlíku jsou 385 ppm, což je o více než 100 ppm více než nejvyšší úrovně za posledních 500 000 let, přičemž největší nárůst nastává za posledních 150 let industrializace a intenzivního využívání uhlí a jiných paliv na bázi uhlíku. Vysoké hladiny oxidu uhličitého na počátku PETM byly udržovány po dobu 80 000 až 100 000 let a poté pomalu klesaly dalších 90 000 let.
S PETM bylo spojeno aktivní zvětrávání půdních minerálů, zejména oxidace (rezivění) sloučenin železa, pravděpodobně v důsledku vysokých teplot a kolísání hladiny vody způsobených sezónními dešti. Fosilizované půdní horizonty dávají stratigrafickému sloupci výrazné červené vrstvy. Barvy značně pomáhají Scottovi a jeho kolegům, kteří je používají ke sledování postelí na velké vzdálenosti a korelaci fosilních sbírek z míst vzdálených kilometrů. Nejdramatičtější fosilní půdy jsou v „Velké červené sekvenci“, soubor jasně červených a fialových vrstev o tloušťce asi 25 metrů, které lze snadno vidět z dálnice. Big Red byla vytvořena během posledních fází PETM, a tak zaznamenává ochlazování z velmi teplých podmínek časného a středního PETM. Nejzajímavější jsou vrstvy pod Big Red a nad základní formací Fort Union, ale Big Red slouží k jejich lokalizaci. Nejstarší z vrstev PETM je také načervenalý a leží bezprostředně nad Fort Union Formation. Je asi jeden až dva metry tlustý a odráží počáteční fáze PETM. Bylo to období přechodu a je zajímavé v tom, že nám říká, jak rychle se změnilo klima a co se stalo, aby se vyrovnala rovnováha směrem k novému klimatickému režimu. Sekvence nad tímto odráží delší období, pravděpodobně 90 000 až 100 000 let, a je dána různými přezdívkami, včetně „chaosové zóny“ nebo Scottova oblíbeného „all-hell-break-volné zóny“. Je šedá, mezi 10 a 20 metrů tlustý a bohatý zdroj fosilií vykazující období drastických změn flóry, fauny a životního prostředí. Když se díváme na svahy z vysoké země, střídající se vrstvy červené a šedé jsou tak výrazné, že se na ně někteří odkazují jako na „bonbóny“.
Tři stránky vybrané pro mou návštěvu a práce v terénu odrážejí odbornost interdisciplinárního týmu spolupracujícího se Scottem. Geologové Mary Kraus z University of Colorado v Boulderu a Francesca McInerney z Northwestern University v Chicagu se zaměřují na fosilní půdy a skalní sloupy, které pomáhají rozmotat změny životního prostředí a poskytují kontext pro nalezené fosílie. Jejich chemická analýza hornin pomáhá třídit klimatické procesy, které fungovaly v PETM. Jon Bloch ze Státního přírodovědného muzea na Floridě je paleontologem obratlovců a hledá informace o savcích, kteří se pohybovali v této oblasti, včetně těch, kteří se objevili během PETM. Nakonec Scott a jeho tým pracují na botanické straně knihy. Každý z těchto lidí má skupinu univerzitních studentů, kteří s nimi pracují, z nichž všichni pracují v náročných podmínkách jako součást procesu objevování.
North Butte Site
Dino chugs přes kopce pokryté sagebrush podél polních silnic na North Butte místě, místo, kde Mary a Francesca si vybrali strmý svah, který jim umožňuje odhalit a prozkoumat celý stratigrafický profil od Fort Union Formation do konce PETM . Přístup k ničím nerušenému materiálu zajišťuje hloubka jednoho metru, pracně vykopanou posádkou fakulty a studentů. To umožňuje vyšetřovatelům jasně vidět přechod z jedné vrstvy do druhé, což je indikátorem měnících se klimatických podmínek. Z chemických analýz vzorků hornin jsou schopni odvodit zdroj, čas nástupu a vzorec úbytku uhlíku, který byl uvolněn na začátku PETM. Toto je založeno na poměru stabilních izotopů uhlíku přítomných v různých organických materiálech. Vědci jsou také schopni sledovat změny v aktivitě malých půdních zvířat a hloubce zakořenění rostlin.
Downtown Worland, Wyoming. (Smithsonian Institution) 
Ministr Smithsonian G. Wayne Clough odcestoval do Worlandu ve Wyo, aby pozoroval Scott Wing a jeho tým důl fosilních lodí, které našli. (Smithsonian Institution) 
Scott Wing poukazuje na červené a šedé vrstvy viditelné ve vzdálených kopcích. (Smithsonian Institution) 
Scott Wing a jeho Chevy Suburban z roku 1970, Dino. (Smithsonian Institution) 
Wayne Clough sedí ve středu týmu vedeného Mary Kraus a Francesca McInerney v místě North Butte. (Scott Wing) 
Ministr Smithsonian, G. Wayne Clough odhalí fosilní list. (Scott Wing) 
Fosilie palmového listu z termálního maxima období paleocenu. (Smithsonian Institution) 
Drobné zkamenělé čelisti prehistorického koně (nahoře) a prasete. (Smithsonian Institution) 
Zpátky v základním táboře se týmy shromažďují, aby diskutovaly o denních nálezech. (Smithsonian Institution) Invazní web společnosti Caterpillar
Z webu North Butte nás Dino zavede po silnicích do kopce k aktuálnímu místu Scott, známému jako „Caterpillar Invasion“, protože v den, kdy bylo objeveno, se rojilo s velkými zelenými housenkami. Naštěstí pro posádku housenky záhadně uvolnily prostory, než začaly pracovat. Tato stránka byla vybrána, protože její svah umožňuje přístup k části vrstvy chaosu PETM, která je bohatá na fosilní rostliny. Do kopce byl vykopán „lom“, který odhalil siltstoneovou vrstvu, která je zvětralá a vychází na lopatu v úlomcích velikosti pěstí, které při pečlivém rozdělení pomocí skalního kladiva často vyprodukují fosilní rostlinu. Když dorazíme, slunce je horké a vysoko nad hlavou a posádka už vykopala malý kus vzorků, aby si je Scott mohl prohlédnout. Scott poslouchá pozorně, když každý člen týmu vysvětluje, co věří, že našli, a pak je zkoumá pomocí ruční čočky a jeho dlouhých zkušeností, aby určil, co je tam opravdu. Scottovo nadšení, když zkoumá každou část, nabízí povzbuzení začínajícím vědcům a pocit objevu o tom, co by každý nález mohl přidat k většímu obrazu, je vzrušující.
Dostal jsem šanci vykopat fragmenty a roztrhnout je v naději, že najdeme fosilie. To se ukazuje jako vzrušující a ponižující zážitek. I po nalezení švu pro rozbití skály může falešný úder způsobit zlomit přes postel a ztrátu šance na nalezení fosilie. Na začátku ztratím víc, než vyhraju, ale postupem času si to začnu uvědomovat. Brzy mladý tým povzbuzuje staré časovače, když moje vzorky vracejí jasné fosílie listů a květů, z nichž každá byla před 55 miliony let skryta. Objevil jsem několik různých vzorků, včetně „štíhlého“, jejich přezdívku pro složený list s podlouhlými letáky, malý složený list od příbuzného stromu mimózy a palmový list. Každý z těchto delikátních fragmentů je svědectvím o síle přírody, kterou můžeme vytvořit s hojností, kterou můžeme držet jen v úctě. Našel jsem také malou rybí kostru, která mi ukazuje, jak ukládá fosílie ve starobylém rybníku. Z rostlinných fosilií je „tenký“ druh, který je pro PETM jedinečný a je vidět pouze ve třech z osmi lokalit fosilních rostlin nalezených v tomto časovém období. Je v rodině Sapindaceae, která zahrnuje mýdlový strom, javor a zlatý déšť. Palmový list a mimosa podobný list jsou mimo jiné signály, že během PETM byla tato oblast teplá po celý rok, pravděpodobně s výraznou suchou sezónou, jako dnes části suchého subtropického Mexika nebo Střední Ameriky.
Najít fosílie je vzrušující a připomíná nám trochu Smithsonianské historie. Počátkem 20. století byl tajemníkem Smithsoniana Charles D. Walcott, významný geolog a paleontolog. On je slavný jako objevitel Burgess Shale v Kanadě, vklad obsahující pozoruhodná čísla a rozmanitosti časných fosilií mořských živočichů. Scott navrhuje, že mé nalezení několika zkamenělin v tento den může být poprvé od ministryně Walcottové, že ministr Smithsonian našel fosilní.
Po přezkoumání všech fosilií nalezených v lomu Scott a jeho posádka zahájili pečlivý proces zabalení vzorků, aby je ochránili během jejich přepravy zpět do Smithsonianu. Fosílie budou dodány do Scottovy laboratoře v Natural History Museum, pokud budou pečlivě prozkoumány a katalogizovány. Budou sloužit jako pomůcka při pokračujícím úsilí o zmírnění klimatických, vegetačních a ekologických změn během PETM.
Místo Picnic Hill
Naše poslední stránka je ta, kterou zpracovávají paleontologové obratlovců pod dohledem Jon Blocha. Jon nás pozdraví na vrcholu kopce s výhledem na jeho místo a sdílí dva nálezy denní práce - částečné čelistní kosti se zuby neporušenými dvěma malými savci, kteří žili v pánvi Big Horn během PETM. Fosílie jsou pozoruhodné ze dvou důvodů: Jsou to savci, kteří přišli nebo se vyvinuli v Severní Americe během PETM, primitivní předci koně a prasete. Obě linie se diverzifikovaly a staly se hojnými po jejich příjezdu blízko začátku PETM, ale zhruba po 50 milionech let kůň vymřel v Novém světě a nebyl znovu zaveden, dokud se španělští průzkumníci nevrátili v 1500. letech. Oba savci byli velmi malí, což odráželo trend během PETM. Kůň možná nebyl větší než malá kočka. Zdá se, že v období vysokých teplot u PETM se savci vyvinuli do menších velikostí, aby lépe zvládli potřebnou energetickou rovnováhu mezi výživou a růstem.
Doprovázíme Jon dolů na dno kopce, kde se jeho posádka rozšířila po oblasti a hledala fosílie a další důkazy. Tam, kde najdou fosilii nebo dokonce její část, umístí malou vlajku a zaznamenají informace o nálezu. Vlajka je používána členem posádky, který dokumentuje polohu fosílie s přesností submeteru pomocí systému GPS. Lokalizační údaje umožňují týmu znát přesnou úroveň, od které každý vzorek pochází, což je kritický prvek při rekonstrukci následných změn u zvířat prostřednictvím PETM.
Procházíme webem a hovoříme s každým z členů posádky, směsí mladých studentů a několika vedoucích vědců z jiných institucí, kteří se zajímají o práci, kterou Jon dělá, a rádi pomáháme. I když tento web nevytváří mnoho velkých kloubních koster, přináší mnoho malých fragmentů kosti, kloubů a zubů, z nichž každý, když je přidán do větší sbírky, pomáhá vyprávět příběh PETM.
Když den ubývá, Jon informuje posádku, že je čas jít zpět do základního tábora. Dokonce i po dlouhém horkém dni na slunci se posádka zdráhá odejít - další fosilie by mohla být nejdůležitějším nálezem dne. V základním táboře budou identifikovat a katalogizovat své nálezy, porovnávat a diskutovat o výsledcích své denní práce s ostatními týmy.
Základní tábor
Terénní práce dne končí na základním táboře, což je místo, které tým vybral jako ústřední pro všechna místa. Je to dobré místo, na boku kopce a chráněné před větry, ale dostatečně vysoké, aby poskytovalo krásný výhled na ostré okolí. Každý člen posádky zůstává v táboře, včetně vedoucích pracovníků. Scott mě informuje, že to pomáhá s výdaji, které se pohybují kolem 7 $ denně na osobu, a také umožňuje celé posádce diskutovat o své práci do noci. Každý je unavený, ale šťastný z úspěchů dne. Na večeři se připravuje dušený guláš a všichni si ho pochutnávají. Slunce začíná zapadat za kopcem a vzduch se značně ochladí. Měkčí světlo pozdního odpoledne osvětluje svahy. Nejvýrazněji v pohledu šest mil na východ je North Butte, kde Big Red vyniká ve světle zapadajícího slunce jako připomínka toho, proč jsme tady.
Beru dovolenou svých společníků, abych se připravil na svůj návrat brzy ráno. Zůstanou na další týden a absolvují letošní polní výpravu. Byl to vzrušující zážitek, zážitek ze učení a zjevení. Vracím se do Washingtonu s hlubším oceněním toho, jaké to je pracovat v terénu jako paleontolog - radost z nálezu fosilií, nadšení z interpretace toho, co říkají o této důležité události, a jak po 55 milionech let nové znalosti o tom, jak naše planeta funguje, vychází ze studie o její minulosti.
Také si vážím toho, jak důležitá je tato práce. Sami čelíme období globálního oteplování podobné velikosti, ale mnohem větší rychlosti než u PETM. Zatím nevíme, jaké množství oteplování by mohlo spustit uvolňování uhlíku z dalších zásobníků, a nevíme, jestli můžeme uvolňování zpomalit nebo zastavit, pokud začnou. Když odhalíme, jak se naše složitá a propojená planeta mění s rychlým oteplováním, porozumění tomu, co se stalo před 55 miliony let, může těm z nás v naší době pomoci pochopit, čemu se můžeme v budoucnosti potýkat. Bytosti, které existovaly během PETM, nezahrnovaly šest miliard lidí, ale ponaučení, která se poučíme z pozorování těch dávných klimatických a ekologických změn, budou pravděpodobně nápomocny všem nám a našim potomkům.
