Ergens tussen zes en negen miljoen jaar geleden, in een stuk van de Stille Oceaan vlak bij Zuid-Amerika, bleef er iets walvissen doden. Veel van hen.
gerelateerde inhoud
- Een nacht in het museum met Laser Cowboys van het Smithsonian
- Hoe twee lasercowboys de dag hebben gered
Minstens dertig baleinwalvissen stierven, hun lichamen werden gewassen op een wad en in de loop van de tijd begraven. Soorten potvis en een walrusachtige walvis, beide nu uitgestorven, stierven ook, samen met zeehonden, billfishes, benige vissen en waterluiaards. Deze die-offs, bekend als massastrandingen, bleken steeds opnieuw te zijn gebeurd, met de dieren begraven in sediment tussen elke aflevering.
Tijdvakken gingen voorbij. De skeletten, ondergronds verborgen, geleidelijk gefossiliseerd. Geologische subductie duwde het sediment ongeveer 130 voet omhoog, tilde de slikken en transformeerde ze in droog land in wat nu bekend staat als de Atacama-woestijn in Chili.
Toen, in oktober 2011, tijdens de laatste momenten van een paleontologische expeditie in de fossielrijke regio, besloot Smithsonian onderzoeker Nick Pyenson te kijken naar de sedimenten die werden blootgesteld door de verbreding van de Pan-American Highway van twee rijstroken naar vier vlak bij de kust. Struikelend op bewijs van de dood, waren hij en zijn collega's verbaasd over wat ze zagen - tientallen complete, oude walvisfossielen, samen met die van verschillende andere soorten, waaronder een uiterst zeldzame oude dolfijnensoort die slechts een handjevol keren was gevonden eerder.
"Ten minste tien verschillende soorten zeedieren, terugkerend in vier verschillende lagen, " zegt Pyenson. "Het smeekte om een verklaring."
Het probleem: de weg zou binnen twee maanden worden verbreed en de fossielen moesten onmiddellijk worden verwijderd.
Dit is natuurlijk een belangrijk nee-nee in paleontologisch onderzoek. Het nemen van een fossiel van zijn site wist de geologische context, de belangrijkste aanwijzing die Pyenson en andere onderzoekers konden gebruiken om erachter te komen wat al deze sterfgevallen veroorzaakte.
Adam Metallo en Vince Rossi gebruiken een laserscanner met hoge resolutie om een walvisfossiel digitaal te bewaren in zijn oorspronkelijke geologische context. (Afbeelding via Smithsonian Institution) De oplossing: lasers. Kort na de ontdekking keerde Pyenson terug naar de site met Vince Rossi en Adam Metallo van het Smithsonian Digitization Program Office. Binnen een week gebruikten ze lasergestuurde digitalisatiemethoden om digitale 3D-weergaven van de site en zijn fossielen te maken, in extreem detail.
Met deze digitale weergaven konden Pyenson en andere onderzoekers de fossielen op hun gemak in hun oorspronkelijke context inspecteren, zelfs nadat ze waren verwijderd. Digitale modellen van de walvissen kunnen ook elektronisch worden gedeeld met andere wetenschappers, en de onderzoekers hebben ze uiteindelijk openbaar gemaakt (hieronder: een baleenwalvisfossiel), samen met datasets van hun afmetingen die iedereen in staat stellen om ze op elke schaal af te drukken.
In de komende jaren gebruikten Pyenson, Carolina Gustein van de Universidad de Chile en andere leden van het Natural History Museum-laboratorium van Pyenson de digitale modellen en de originele fossielen om het mysterie van de site te onderzoeken, Cerro Ballena genoemd (Spaans voor "walvisheuvel") ). Analyse van de omringende sedimenten toonde aan dat ze deel uitmaakten van een getijdenomgeving, en de fossielen - een brede mix van zowel volwassen als jonge exemplaren van verschillende soorten - werden in vier verschillende lagen in de loop van ongeveer 16.000 jaar afgezet.
Intrigerend genoeg suggereerden de posities van de fossielen dat ze niet waren gedood op de site zelf. "De baleinwalvissen waren meestal buik-up, en walvissen zijn over het algemeen alleen buik-up als ze ergens dood aankomen, " zegt Pyenson. "Dit is een kerkhof, het is geen plaats voor moord - de moord vond elders plaats."
Hij en collega's onderzochten mogelijke verklaringen - een tsunami of een virus - maar deze klopten niet met de gegevens. Er was geen geologisch bewijs van een krachtige tsunami, zoals zandafzettingen waar ze niet zouden moeten zijn, en de fossielen waren in uitstekende staat, relatief intact. Virussen en andere pathogenen zijn meestal soortspecifiek, waardoor het onwaarschijnlijk is dat ze zo'n diversiteit aan dieren zouden doden.
"Ik realiseerde me dat er maar één goede verklaring voor was: schadelijke algenbloei", zegt Pyenson. Zoals hij en zijn collega's gedetailleerd beschrijven in een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Proceedings van de Royal Society B, kunnen plotselinge bloei van veel soorten algen hoge concentraties van toxines produceren die snel grote herbivore zeezoogdieren doden wanneer ze deze inhaleren of eten. Vleesetende dieren sterven ondertussen na het eten van prooien die ermee zijn verbonden, waardoor orgaanfalen wordt veroorzaakt.
Er zijn talloze moderne voorbeelden van algenbloei het doden van grote zeedieren, waaronder een recente rode vloed voor de kust van Florida die leidde tot de dood van duizenden zeekoeien. De dichtstbijzijnde analogie voor de afsterven van Cerro Ballena kan een incident in 1987 zijn waarbij tientallen bultrug walvissen aangespoeld werden op Cape Cod, en uit autopsies van dode walvissen bleek dat ze net makreel hadden gegeten met rode vloedgifstoffen.
In moderne tijden kan algenbloei worden veroorzaakt door menselijke activiteiten (bijvoorbeeld waterafvoer met bemesting), maar ook door de natuurlijke afvoer van mineralen zoals ijzer in water, die de explosieve groei van algen voeden. De Chileense kust in de buurt van Cerro Ballena zit namelijk boordevol ijzerafzettingen en plotselinge regen in het droge gebied kan het via afvoer naar de oceaan voeren.
De onderzoekers kunnen het niet absoluut bewijzen, maar het lijkt waarschijnlijk dat dit mechanisme verantwoordelijk is voor de overvloed aan walvisfossielen die zijn gevonden tijdens het verbreden van de snelweg. Ze zijn ook van plan om in het gebied verder te graven, in de hoop potentieel bewijs te vinden voor andere door algen aangedreven massastrandingen die, volgens Pyenson, waarschijnlijk elders langs de kust zijn gebeurd.
Ze hopen ook een voorbeeld te stellen. "Er is een grote industrie van illegale fossiele handel in de regio", zegt Pyenson. "Veel van wat ons team probeert te doen, is wetenschappelijk onderzoek legitimeren" in de ogen van het publiek. Hij voegt eraan toe: "Fossielen zijn niet-hernieuwbare bronnen en hoe meer we ze kunnen beschermen, hoe meer we kunnen begrijpen wat ze ons over het verleden vertellen."
