at finde et fossil i en kulmine er ikke noget stort. Kulaflejringer er trods alt forstenede tørvesumpe, og tørv er lavet af forfaldne planter, der efterlader deres aftryk i mudder og ler, når det hærder til skifersten.
men det var en helt anden ting, da John Nelson og Scott Elrick, geologer med Illinois State Geological Survey, undersøgte Riola og Vermilion Grove kulminer i det østlige Illinois. Ætset i lofter i mineakslerne er den største intakte fossile skov nogensinde set-mindst fire kvadrat miles af tropisk vildmark bevaret for 307 millioner år siden. Det var da et jordskælv pludselig sænkede sumpen 15 til 30 fod, og mudder og sand skyndte sig ind, dækker alt med sediment og dræber træer og andre planter. “Det må være sket i løbet af få uger,” siger Elrick. “Det, vi ser her, er døden af en tørvesump, et øjeblik i geologisk tid frosset af en ulykke af naturen.”
for at se dette lidt kendte vidunder sluttede jeg mig til Nelson og Elrick på Vermilion Grove-stedet, en arbejdsmine, der drives af St. Louis-baserede Peabody Energy og lukket for offentligheden. Jeg tog en hård hat på, et lys, handsker og stålstøvler. Jeg modtog en iltflaske og et sikkerhedsforelæsning. I nødstilfælde—giftgas, brand eller eksplosion—Følg de røde lys for at finde vej ud af minen, rådgav sikkerhedschef Mike Middlemas. Vi kunne støde på ” tyk sort røg, og du kan ikke se noget foran dig.”Han sagde at bruge livlinjen, der løber langs loftet, et slankt reb gevind gennem trækegler, som flyder i en svømmehal.
den fossilrige kulsøm er 230 fod under jorden, og vi kørte der i en åbensidet, Humvee-lignende diesel jitney kendt som en “man-trip.”Chaufføren tog os gennem fire miles af forvirrende vendinger i tunneler, der kun blev oplyst af flugtbjælker og køretøjets forlygter. Turen tog 30 minutter og sluttede i område 5. Tunnellerne her er 6,5 fod høje og omkring bredden af en tovejs forstadsgade.
tunnellerne var tavse og, oplyst af pærer med lav effekt, dystre. Fugtig sommerluft, trukket ind ovenfra, var kølig og klæbrig under jorden, hvor temperaturerne svæver rundt 60 grader Fahrenheit året rundt. Minearbejdere er færdige med at udvinde kul her, og tunnelens sider er sprøjtet med hurtiglime for at undertrykke eksplosivt kulstøv. Skifertaket-lavet af sedimentet, der ødelagde skoven for længe siden—revner og flager af nu, hvor kulet under det er fjernet. Trådnet dækker loftet for at forhindre, at store stykker falder ned i veje eller rammer minearbejdere.
Nelson valgte sin vej langs tunnelen og trådte rundt om bunker af knust sten og klumper af kul tumlede som sorte terninger over det støvede gulv. Han stoppede og kiggede opad. Der, der skinner i gløden fra hans hjelmlys, er skoven—et oprør af sammenflettede træstammer, blade, bregneblade og kviste silhuet sort-på-grå på den klamme skiferoverflade på tunneltaket. “Jeg havde set fossiler før, men intet som dette,” siger han.
Nelson, der nu er pensioneret, besøgte først Riola-Vermilion Grove-stedet under en rutinemæssig inspektion kort efter, at minen åbnede i 1998. Han opdagede fossiler, men var ikke meget opmærksom på dem. Han så flere fossiler, da han inspicerede forskellige tunneler det næste år, og endnu mere året efter det. Elrick sluttede sig til ham i 2005, og på det tidspunkt tilføjede fossilerne “for mange”, siger Elrick. “Der foregik noget mærkeligt.”
Nelson opfordrede to paleobotanister, Vilhelm DiMichele, fra Smithsonian ‘ s National Museum of Natural History og Falcon-lang, fra Storbritanniens Universitet i Bristol, til at se stedet. Falcon-Lang beskriver det som” en spektakulær opdagelse”, fordi hele skoven—ikke kun individuelle træer eller planter—er intakt i loftet. De fleste gamle tørvskove dør gradvist og efterlader kun plettet bevis for, hvad der voksede der. Fordi denne blev begravet på en gang, er næsten alt, hvad der var der, stadig der. “Vi kan se på træerne og den omgivende vegetation og prøve at forstå hele skoven,” siger DiMichele.
lords of this jungle var lycopsiderne: skællede planter med kufferter op til 6 fod i omkreds, der voksede op til 120 fod i højden og bar sporeproducerende kegler. De lignede kæmpe aspargesspyd. I tunnelens blege lys skinner 30 fods fossile spor af lycopsid glat i skifertaket som alligatorskind.
ved siden af lycopsiderne er calamites—30 fod høje fætre af nutidens hestetail-og gamle Mangrove-størrelse nåletræer kendt som cordaites. Frøbregner (som ikke er relateret til moderne Bregner) voksede 25 fod høje. Træbregner voksede 30 fod, med Kroner af store, fjeragtige fronds.
der er fundet få dyrefossiler i minen—kemikalier i det gamle sumpvand kan have opløst skaller og knogler—men andre steder fra mere end 300 millioner år siden, en periode kendt som karbon, har givet fossiler af tusindben, edderkopper, kakerlakker og padder. Monster dragonflies med 2,5 fods vingespidser styrede himlen. (Det ville være yderligere 70 millioner år før de første dinosaurer.)
og så ramte jordskælvet, og denne sumpede regnskov var væk.
en af grundene til, at stedet er så værdifuldt for forskere, er, at det åbner et vindue på den naturlige verden lige før en periode med stor og forvirrende forandring. I flere hundrede tusinde år efter, at denne regnskov blev begravet, konkurrerede træbregner, lycopsider og andre planter om dominans—”en slags vegetationskaos,” siger DiMichele. Af en eller anden ukendt grund sejrede træbregnerne, siger han, og overtog til sidst verdens tropiske vådområder.To tredjedele af de arter, der findes i Riola-Vermilion Grove, ville forsvinde. De mægtige lycopsider forsvandt næsten.
forskere tilbyder flere mulige årsager til den store makeover i plantesamfund for omkring 306 millioner år siden: bratte ændringer i globale temperaturer; tørring i troperne; eller måske tektonisk omvæltning, der eroderede endnu ældre kulaflejringer og udsatte kulstof, der derefter blev til kulsyre. Uanset årsagen fik Jordens atmosfære pludselig meget mere kulsyre. At bestemme forholdet mellem denne gamle atmosfæriske ændring og ændringerne i vegetationen kunne give ledetråde om, hvordan dagens økosystem vil reagere på stigninger i kulsyre forårsaget af forbrænding af fossile brændstoffer.
Riola-Vermilion Grove-teamet, siger DiMichele, bruger den fossile skov som referencepunkt. Forskerne analyserer den kemiske sammensætning af tidligere og senere kulaflejringer til målinger af gammelt kulsyre, temperatur, nedbør og andre variabler. Indtil videre synes stigningen i kulsyre at være temmelig glat over tid, men ændringen i vegetationen er jerkier.
sammenligning af fossiler fra før 306 millioner år siden og efter, “du har en total regimeændring uden meget advarsel,” siger DiMichele. “Vi er nødt til at se meget nærmere på fortiden,” tilføjer han. “Og dette er vores første mulighed for at se det hele.”
Guy Gugliotta har skrevet om geparder og menneskelige migrationer for Smithsonian.
