het vinden van een fossiel in een kolenmijn is geen probleem. Steenkoolafzettingen zijn immers versteende turfmoerassen, en turf wordt gemaakt van rottende planten, die hun afdrukken achterlaten in modder en klei als het verhardt tot schaliesteen.Maar het was iets heel anders toen John Nelson en Scott Elrick, geologen van de Illinois State Geological Survey, de kolenmijnen van Riola en Vermilion Grove in het oosten van Illinois onderzochten. Gegraveerd in plafonds van de mijnschachten is het grootste intact fossiel bos ooit gezien – ten minste vier vierkante mijl van tropische wildernis bewaard 307 miljoen jaar geleden. Toen liet een aardbeving plotseling het moeras 15 tot 10 meter zakken en modder en zand stroomden naar binnen, bedekten alles met sediment en doodden bomen en andere planten. “Het moet in een paar weken zijn gebeurd”, zegt Elrick. “Wat we hier zien is de dood van een veenmoeras, een moment in geologische tijd bevroren door een ongeval van de natuur.”
om dit weinig bekende wonder te zien, sloot ik me aan bij Nelson en Elrick op de Vermilion Grove site, een werkmijn die geëxploiteerd wordt door Peabody Energy uit St.Louis en gesloten is voor het publiek. Ik trok een helm aan, een licht, handschoenen en laarzen met stalen tenen. Ik kreeg een zuurstoffles en een veiligheidslezing. In geval van nood—gifgas, brand of een explosie—volg de rode lichten om de weg uit de Mijn te vinden, veiligheidsmanager Mike Middlemas geadviseerd. We kunnen “dikke zwarte rook tegenkomen, en je zult niets voor je zien.”Hij zei om de levenslijn te gebruiken die langs het plafond loopt, een slank touw dat door houten kegels wordt geregen, zoals drijvers in een zwembad.
de fossiele-rijke kolenlaag is 230 voet onder de grond, en we reden er in een open-zijdige, Humvee-achtige diesel jitney bekend als een “man-trip.”De bestuurder nam ons mee door vier mijl van verbijsterende wendingen en bochten in tunnels alleen verlicht door ontsnappingspakens en de koplampen van het voertuig. De reis duurde 30 minuten en eindigde in gebied 5. De tunnels hier zijn 6 meter hoog en ongeveer de breedte van een tweerichtingsstraat.
de tunnels waren stil en, verlicht door lage wattage lampen, somber. Vochtige zomerlucht, aangezogen van bovenaf, was kil en plakkerig onder de grond, waar de temperaturen het hele jaar door rond de 60 graden Fahrenheit zweven. De mijnwerkers zijn hier klaar met de winning van kolen en de zijkanten van de tunnel zijn besproeid met ongebluste kalk om explosief kolenstof te onderdrukken. Het schaliedak-gemaakt van het sediment dat het bos zo lang geleden verwoestte—breekt en schilfert af nu de kolen eronder verwijderd zijn. Gaas bedekt het plafond om te voorkomen dat grote stukken in de galerijen vallen of mijnwerkers raken.Nelson koos zijn weg langs de tunnel, stapte rond stapels gebroken steen en brokken kolen tuimelden als zwarte dobbelstenen over de stoffige vloer. Hij stopte en keek omhoog. Daar, stralend in de gloed van zijn helm licht, is het bos—een rel van verstrengelde boomstammen, bladeren, varen bladeren en twijgen silhouetted zwart-op-grijs op de klamme leisteen oppervlak van de tunnel dak. “Ik had fossielen eerder gezien, maar niets zoals dit,” zegt hij.Nelson, die nu met pensioen is, bezocht de site van Riola-Vermilion Grove voor het eerst tijdens een routine-inspectie kort na de opening van de Mijn in 1998. Hij zag fossielen, maar lette er niet veel op. Hij zag meer fossielen toen hij het volgende jaar verschillende tunnels inspecteerde, en nog meer het jaar daarna. Elrick voegde zich bij hem in 2005, en tegen die tijd de fossielen opgeteld tot “te veel,” Elrick zegt. “Er was iets vreemds aan de hand.Nelson riep twee paleobotanisten, William DiMichele, van het Smithsonian ‘ s National Museum of Natural History, en Howard Falcon-Lang, van de Britse Universiteit van Bristol, om de site te bekijken. Falcon-Lang beschrijft het als” een spectaculaire ontdekking ” omdat het hele bos—niet alleen individuele bomen of planten—intact is op het plafond. De meeste oude Veenwouden sterven geleidelijk af, waardoor slechts vlekkeloos bewijs overblijft van wat er groeide. Omdat deze in één keer werd begraven, is bijna alles wat er was er nog steeds. “We kunnen naar de bomen en de omliggende vegetatie kijken en proberen het hele bos te begrijpen”, zegt DiMichele.
de Heren van deze jungle waren de lycopsides: schilferige planten met stammen tot 6 voet in omtrek die tot 120 voet hoog werden en die sporenproducerende kegels droegen. Ze zagen eruit als gigantische aspergesperen. In het bleke licht van de tunnel, 30-voet fossiele sporen van lycopsid glans glad in het schaliedak als alligator huiden.
naast de lycopsida bevinden zich calamieten-30 meter lange neven van de moderne paardestaart-en oude, mangrove-grootte coniferen bekend als cordaieten. Zaadvarens (die geen verband houden met moderne Varens) groeide 25 meter hoog. Boomvarens groeide 10 meter, met kronen van grote, gevederde bladeren.
er zijn weinig dierlijke fossielen gevonden in de mijn—chemische stoffen in het oude moeraswater kunnen schelpen en botten hebben opgelost—maar andere vindplaatsen van meer dan 300 miljoen jaar geleden, een periode bekend als het Carboon, hebben fossielen van duizendpoten, spinnen, kakkerlakken en amfibieën opgeleverd. Monster libellen met 2,5-voet spanwijdte heerste over de lucht. (Het zou nog 70 miljoen jaar duren voor de eerste dinosaurussen.)
en toen sloeg de aardbeving toe, en dit moerassige regenwoud was verdwenen.
een van de redenen waarom de site zo waardevol is voor wetenschappers is dat het een venster opent op de natuurlijke wereld vlak voor een periode van grote en raadselachtige veranderingen. Enkele honderdduizenden jaren nadat dit regenwoud was begraven, streden boomvarens, lycopsides en andere planten om dominantie—”een soort vegetatie chaos”, zegt DiMichele. Om een of andere onbekende reden, de boomvarens de overhand, zegt hij, en uiteindelijk nam de tropische wetland bossen van de wereld.Twee derde van de soorten gevonden in Riola-Vermilion Grove zou verdwijnen. De machtige lycopsides zijn vrijwel verdwenen.
onderzoekers geven verschillende mogelijke redenen voor de grote makeover in plantengemeenschappen ongeveer 306 miljoen jaar geleden: plotselinge veranderingen in de mondiale temperaturen; drooging in de tropen; of misschien tektonische omwenteling die zelfs oudere steenkoolafzettingen erodeerde, waardoor koolstof bloot kwam te staan die vervolgens in koolstofdioxide veranderde. Wat de reden ook is, de atmosfeer van de aarde kreeg opeens veel meer koolstofdioxide. Het bepalen van de relatie tussen deze oude atmosferische verandering en de veranderingen in vegetatie kan aanwijzingen geven over hoe het ecosysteem van vandaag zal reageren op de toename van kooldioxide veroorzaakt door de verbranding van fossiele brandstoffen.Het team van Riola-Vermilion Grove, zegt DiMichele, gebruikt het fossielenbos als referentiepunt. De onderzoekers analyseren de chemische samenstelling van vroegere en latere kolenafzettingen voor metingen van oude kooldioxide, temperatuur, regenval en andere variabelen. Tot nu toe lijkt de toename van kooldioxide vrij soepel in de tijd, maar de verandering in vegetatie is schokkeriger.
als je fossielen van voor 306 miljoen jaar geleden en daarna vergelijkt, “heb je een totale verandering van regime zonder veel waarschuwing”, zegt DiMichele. “We moeten veel beter naar het verleden kijken”, voegt hij toe. “En dit is onze eerste kans om alles te zien.”
Guy Gugliotta heeft geschreven over cheeta ‘ s en menselijke migraties voor Smithsonian.
