De eerste dag van het veldseizoen daagt helder en helder, met een al sterke zon die omhoog schuift van achter Cloud Peak, de hoogste in de Bighorn Mountains. Hier beneden in het bassin is het al om 06.00 uur warm en de binnenkant van een tent wordt binnen een uur na zonsopgang ondraaglijk heet, dus er is alle reden om op te staan, koffie te zetten, wat broodjes te pakken, de watercontainers te vullen en erin te springen Dino voor de rit naar de eerste site waar we gaan verzamelen. Onderweg stoppen we kort om ons vierde teamlid, Elizabeth Denis, een afgestudeerde student aan Penn State University op te halen.
De plantenfossielenplaats waar we naartoe gaan, met alleen mijn veldnummer SW1010 als aanduiding, was een spannende vondst tegen het einde van het veldseizoen van vorig jaar. We naderen via een omweg - eerst langs een provinciale grindweg, vervolgens een onverharde weg die tussen velden van alfalfa en suikerbieten loopt, vervolgens langs een irrigatiekanaal, over een plankbrug, eindelijk een vaag tweespoor vinden dat afdwaalt door de alsem en stekelige peer in de richting van een steile badland kloof. We komen vast te zitten in de modder in het eerste uur van het veldseizoen. Vastlopen bij het begin veroorzaakt wat gelach bij de bemanning, maar ik krijg een beetje respect terug als het maar een paar minuten werk blijkt te zijn om de banden uit te graven en weer op weg te gaan.
Aangekomen op de site, kijken we omhoog naar een smalle vallei met een alsem en ommuurd door steile badlandhellingen gestreept met rode, oranje en paarse banden. Die heldere strepen, die onze ogen kunnen volgen alsof ze lagen van een gigantische cake zijn, zijn oude uiterwaarden sedimenten, en hun kleuren weerspiegelen de oxidatie van ijzer omdat de afzettingen chemisch werden veranderd door verwering tijdens de PETM. Het zijn fossiele grondhorizonten en ze zijn mooi! De fossiele plantensite is daarentegen geen brede, vlakke laag en is niet fel gekleurd. Het is een bruinachtige grijze modderlaag van ongeveer 10 voet dik en 100 voet breed. De felgekleurde fossiele grondlagen liggen erboven en eronder op dezelfde heuvel.
De rots die plantenfossielen bevat, is misschien niet mooi, maar de saaie kleur is het geheim van het behoud van de plantenfossielen - het geeft aan dat deze rotslens nooit is geoxideerd, en dat komt omdat hij is gemaakt van sedimenten die onder water zijn afgezet in een verlaten rivierkanaal, waar zuurstof uit de atmosfeer er niet bij kon. Het feit dat het in een voormalig rivierkanaal werd gevormd, verklaart ook waarom deze plant-fossielhoudende rotsen een lensvorm in dwarsdoorsnede hebben - het kanaal was diep in het midden en ondiep aan de randen.
De fossiele bladeren die we hier vinden zijn prachtig, naar mijn zwaar bevooroordeelde mening - ingewikkelde afdrukken die microscopische details van de aderstructuur vastleggen. Sommige exemplaren zijn zo gedetailleerd bewaard dat we met een handlens de afdrukken van fijne haren of zelfs de geel-rode glans van kleine amberkleurige klodders kunnen zien - de overblijfselen van met olie gevulde cellen in het blad zoals die die in de baai te zien zijn bladeren vaak gebruikt bij het maken van soep. De oranje en rode tinten in de fossiele bladeren zijn geen origineel kenmerk van een aantal lang geleden herfst; ze ontstaan door de afzetting van ijzer tijdens chemische reacties die ontstaan door het verval van de bladeren. We vinden ook schimmels van de schelpen van oude zoetwaterslakken en schaaldieren, en zelfs af en toe een afdruk van een visschaal, allemaal in overeenstemming met het idee dat deze rotsen werden afgezet op de bodem van een rustige vijver die ontstond toen een klein rivierkanaal afsloot tijdens de PETM.
Een veel voorkomende vraag die naar voren komt bij het praten over fossielen is: "Hoe weet je hoe oud ze zijn?" Deze vraag is vooral belangrijk voor ons omdat we op zoek zijn naar fossielen uit een zo kort tijdsbestek. Het antwoord bestaat uit verschillende delen. Het meest directe antwoord is dat we weten dat de rotsen rond SW1010 zijn afgezet tijdens de PETM omdat mijn collega Ken Rose van Johns Hopkins University hier al een aantal jaren fossiele zoogdieren verzamelt. Veel van de soorten die Ken in dit gebied heeft aangetroffen, komen alleen voor tijdens de PETM, niet ervoor of erna. Deze benadering voor het bepalen van de leeftijd van rotsen wordt biostratigrafie genoemd.
Macginitiea-blad en Populus-blad. Fossil is van een nieuwe vroege Eocene fossiele plantensite. (Scott Wing) 
Onderdeel van een fossiel palmvarenblad van het Paleoceen-Eoceen thermisch maximum in Wyoming. (Scott Wing) 
De eerste lekke band van het veldseizoen. Gelukkig gebeurde het op een niveau-patch van tweesporen. De lekke band resulteerde in slechts 15 minuten vertraging. (Scott Wing) Natuurlijk roept biostratigrafie nog een vraag op: hoe weten we dat deze soorten alleen tijdens de PETM leefden? Daarvoor wenden we ons tot een onderscheidende chemische signatuur van de PETM: tijdens het evenement was er een wereldwijde verschuiving in de verhouding van de isotopen van koolstof. De lichtere vorm van koolstof, koolstof 12, werd veel overvloediger ten opzichte van de zwaardere vorm, koolstof 13. Deze verschuiving, die we de 'koolstofisotoopexcursie' noemen, is overal te zien, van diepzeesedimenten tot rotsen afgezet door rivieren in de Bighorn Basin. Deze chemische marker voor de PETM is gevonden in rotsen die fossiele zoogdieren dragen in verschillende delen van het Bighorn Basin, en het wordt altijd geassocieerd met een afzonderlijke set soorten die niet in rotsen voorkomen vóór of na de koolstofisotoopexcursie.
Toch hebben we de vraag over hoe we de precieze leeftijd van PETM-fossielen weten niet beantwoord. Voor die informatie moeten we elders in de wereld werken, plaatsen waar de koolstofisotoopexcursie is gevonden in de nabijheid van rotsen die vulkanische kristallen bevatten die geschikt zijn voor radiometrische datering. Hier kunnen wetenschappers eindelijk de verhouding tussen "ouder" en "dochter" isotopen van radioactief materiaal in de vulkanische kristallen meten. Ze kennen de halfwaardetijd van de ouderisotoop en kunnen berekenen hoeveel miljoenen jaren geleden de kristallen zijn gevormd. Het is een lang maar logisch proces om te gaan van ronddwalen door de badlands van het Bighorn Basin tot weten dat je fossielen verzamelt van 56 miljoen jaar geleden (geef of neem een paar honderdduizend jaar). Meestal denken we er niet aan terwijl we in het veld zijn!
De eerste dag begint met de opwinding van een eerste dag, maar we kunnen niet meteen beginnen met verzamelen. Eerst moeten we de modder verwijderen die winterregens hebben gemaakt van de oppervlakterotsen die we vorig jaar hebben blootgelegd. Het is inspannend, pick and shovel-werk, wat we doen terwijl we enigszins precair aan de steile kant van een badlandbutte zitten. Het is echter een mooie ochtend en na een uur of zo kunnen we blokken harder, vers gesteente uit de rots trekken. Elke rots is een kans om een fossiel te vinden! We pakken ze een voor een op en slaan ze aan de zijkant met het beiteluiteinde van een baksteenhamer, in de hoop dat ze zich zullen splitsen langs een oud bodemvlak waar bladeren zich opstapelden. Soms werkt het blok samen, soms niet, maar de fossiele beloningen komen vrij gestaag tot halverwege de ochtend en vroege middag. We verzamelen een behoorlijk mooie stapel specimens - misschien 20 of 30 - op richels die we de helling hebben ingesneden. En in de opwinding van de dag zijn we vergeten te lunchen!
Tegen 2 of 3 uur 's middags markeren we allemaal een beetje - niet zo verwonderlijk gezien het feit dat de temperatuur in de hoge 90s is, de lucht erg droog is, en een beetje dunner op 5000 voet dan we gewend zijn, en, oh ja, de PB&J broodjes zitten nog in onze packs. Sarah, Pam en Liz zijn duidelijk troopers om nog te werken, maar we hebben allemaal een snelle lunchpauze nodig. Na het vastschroeven van broodjes is het weer aan het werk en in de afnemende hitte beginnen we na te denken over het einde van de dag. We moeten al onze vondsten inpakken, zodat we ze in onze rugzakken, in de rug van Dino en terug naar het kamp kunnen krijgen zonder ze te laten breken.
Dit begint het meest saaie deel van de dag. Elk exemplaar dat we verzamelen, moet worden gemarkeerd met het locatienummer en met een indicatie van het aantal stukken (niet elke steen breekt zoals we willen!). Nadat we ze met een Sharpie-pen hebben gemarkeerd, wikkelen we de rotsen met fossielen erop in industrieel toiletpapier. De beste merken zijn die zonder perforaties, en ik koop ze in gigantische rollen omdat we veel gebruiken! Het lijkt heel erg op het omwikkelen van een verstuikte enkel met een aasverband, omdat we een beetje druk uitoefenen tijdens het wikkelen. Dit houdt het gesteente en fossiel bij elkaar en beschermt het delicate oppervlak tegen schrapen of bashen door een ander gesteente. We gebruiken afplakband om het pakket te sluiten, en we markeren het sitenummer opnieuw aan de buitenkant, zodat de pakketten kunnen worden gesorteerd wanneer we terug zijn bij het Smithsonian's Natural History Museum. Tegen de tijd dat we over de geulen en alsem terug naar het kamp botsen, is het bijna 19.00 uur en wordt het licht weer goudkleurig. Diner moet nog worden gekookt, gerechten moeten worden gedaan, maar het is een lange en bevredigende dag geweest.
«Verzending # 2 | Verzending # 4 »
Scott Wing is onderzoekswetenschapper en curator van het Departement Paleobiologie van het Smithsonian Institution.
