Quarta-feira, 15 de julho: Tempo, 62 graus e ensolarado às 7 horas
Um dia perfeito para se aventurar no campo. Nós vamos primeiro ao supermercado para obter provisões para o almoço e muita água, algo que será muito necessário no clima seco e no calor do dia. Scott explica que visitaremos três locais onde as equipes estão trabalhando para investigar o PETM e suas conseqüências de diferentes perspectivas. Ele e seus colegas consideram essa área ideal para o seu trabalho, uma vez que os depósitos sedimentares profundos da bacia capturam o perfil estratigráfico do tempo que antecedeu o Máximo Termal do Eoceno do Paleoceno, ou PETM, o próprio PETM e os anos seguintes. Os estratos rochosos nesta grande bacia inclinam para os lados e são relativamente horizontais no centro, mas a elevação regional nos últimos milhões de anos mais uma vez soltou o poder da erosão, esculpindo barrancos profundos e vales que expõem rochas PETM e permitem pesquisadores para encontrar os fósseis e outras evidências que eles procuram. Somando-se às circunstâncias geológicas favoráveis, grande parte da terra está sob a gestão do US Bureau of Land Management, que tem sido útil para as equipes de pesquisa, e é atravessada por uma rede de estradas de terra mantida por uma empresa de energia que opera o muitos cilindros de óleo que removem o óleo do campo de petróleo maduro da região.
O caminho para os locais de pesquisa de Worland é de cerca de 15 quilômetros. Eles estão localizados para aproveitar ao máximo as exposições dos leitos depositados durante o período do PETM. A estratigrafia relevante começa com os depósitos subjacentes cinza, marrom e castanho, conhecidos como a Formação Fort Union, formada durante a Época do Paleoceno, pouco antes da época do PETM. Este foi um período de níveis relativamente estáveis de dióxido de carbono na atmosfera e um clima quente e moderado que permitiu que plantas temperadas e subtropicais crescessem até o norte de Wyoming. O Paleoceno foi uma época de rápida evolução entre os mamíferos, provavelmente porque os dinossauros foram extintos no seu início. Muitos desses primeiros mamíferos não sobreviveram ao PETM ou começaram a declinar em diversidade na época.
O PETM ocorreu no início da época do Eoceno há cerca de 55 milhões de anos e estima-se que tenha durado cerca de 200.000 anos, um piscar de olhos na escala de tempo geológico. O PETM pode ter sido desencadeado por um período de intenso vulcanismo, que aqueceu o clima, causando a liberação de carbono adicional na atmosfera de fontes como queima de turfeiras e leitos de carvão, ou hidratos de metano instáveis no fundo do oceano ( grandes quantidades do metano do gás do efeito estufa são sequestradas lá). A descoberta surpreendente é que a adição mais rápida de gases de efeito estufa ocorreu rapidamente, nos primeiros 10.000 anos do PETM. Os níveis de dióxido de carbono na atmosfera provavelmente excederam 1.000 partes por milhão. Os níveis atuais de carbono na atmosfera são de 385 ppm, mais de 100 ppm nos níveis mais altos dos últimos 500.000 anos, com o maior aumento nos últimos 150 anos de industrialização e intenso uso de carvão e outros combustíveis baseados em carbono. Os altos níveis de dióxido de carbono no início do PETM foram sustentados por mais de 80.000 a 100.000 anos e, posteriormente, declinaram lentamente por mais 90.000 anos.
O intemperismo ativo dos minerais do solo, em particular a oxidação (ferrugem) dos compostos de ferro, foi associado ao PETM, provavelmente como resultado de altas temperaturas e flutuações no lençol freático causadas pela chuva sazonal. Os horizontes fossilizados do solo dão à coluna estratigráfica distintas camadas vermelhas. As cores são de grande ajuda para Scott e seus colegas, que os utilizam para rastrear os leitos em longas distâncias e correlacionar coleções fósseis de locais distantes. Os solos fósseis mais dramáticos estão na "Big Red Sequence", um conjunto de camadas vermelhas e púrpuras brilhantes com cerca de 25 metros de espessura que podem ser facilmente vistas da estrada. O Big Red foi formado durante os últimos estágios do PETM, registrando assim o resfriamento das condições muito quentes do início e do meio do PETM. São as camadas sob o Big Red e acima da formação subjacente de Fort Union que são de maior interesse, mas o Big Red serve para localizá-las. A camada mais antiga do PETM também é avermelhada e fica imediatamente acima da Formação Fort Union. Tem cerca de um a dois metros de espessura e reflete os estágios iniciais do PETM. Este foi um período de transição e é interessante porque nos diz a rapidez com que o clima mudou e o que aconteceu para inclinar a balança para um novo regime climático. A seqüência acima reflete um período mais longo, provavelmente de 90.000 a 100.000 anos, e recebe vários apelidos, incluindo a "zona do caos" ou a favorita de Scott, "a zona libertadora que quebra todo o inferno". É cinza, entre 10 e 20 metros de espessura, e uma rica fonte de fósseis mostrando um período de mudanças drásticas na flora, fauna e meio ambiente. Ao olhar para as encostas a partir de terrenos elevados, as camadas alternadas de vermelho e cinza são tão proeminentes que alguns se referem a elas como "listras de doces".
Os três locais escolhidos para a minha visita e o trabalho de campo refletem a experiência da equipe interdisciplinar que trabalha com a Scott. Os geólogos Mary Kraus, da Universidade do Colorado, em Boulder, e Francesca McInerney, da Northwestern University, em Chicago, concentram-se nos solos fósseis e nas colunas rochosas que ajudam a desvendar as mudanças ambientais e fornecer o contexto para os fósseis encontrados. Suas análises químicas das rochas ajudam a classificar os processos climáticos que estavam em ação no PETM. Jon Bloch, do Museu de História Natural do Estado da Flórida, é um paleontólogo de vertebrados e busca informações sobre os mamíferos que percorriam a área, incluindo aqueles que surgiram durante o PETM. Finalmente, Scott e sua equipe trabalham no lado botânico do livro. Cada uma dessas pessoas tem um grupo multi-universitário de estudantes trabalhando com eles, todos os quais trabalham em condições desafiadoras para fazer parte do processo de descoberta.
North Butte Site
Dino atravessa as colinas cobertas de artemísia ao longo das estradas de terra até o local North Butte, um lugar onde Maria e Francesca escolheram uma encosta íngreme que lhes permite expor e investigar todo o perfil estratigráfico da Formação Fort Union até o final do PETM. . O acesso a material não perturbado é fornecido por uma trincheira de um metro de profundidade, laboriosamente escavada pela tripulação feminina de professores e alunos. Isso permite que os pesquisadores vejam claramente a transição de uma camada para outra, um indicador das condições climáticas variáveis. A partir de análises químicas de amostras de rochas, eles são capazes de inferir a fonte, o tempo de início e o padrão de declínio do carbono que foi liberado no início do PETM. Isto é baseado na proporção de isótopos estáveis de carbono presentes em vários materiais orgânicos. Os pesquisadores também são capazes de rastrear mudanças na atividade de pequenos animais do solo e a profundidade do enraizamento da planta.
Worland da baixa, Wyoming. (Instituto Smithsonian) 
O secretário do Smithsonian, G. Wayne Clough, viajou a Worland, Wyo, para observar Scott Wing e sua equipe no meu filão fóssil que encontraram. (Instituto Smithsonian) 
Scott Wing aponta os estratos vermelho e cinza visíveis nas colinas distantes. (Instituto Smithsonian) 
Scott Wing e seu 1970 Chevy Suburban, Dino. (Instituto Smithsonian) 
Wayne Clough está no centro da equipe liderada por Mary Kraus e Francesca McInerney no site North Butte. (Scott Wing) 
Secretário do Smithsonian, G. Wayne Clough descobre uma folha fóssil. (Scott Wing) 
O fóssil de uma folha de palmeira do período máximo térmico do Eoceno do Paleoceno. (Instituto Smithsonian) 
Os pequenos maxilares fossilizados de um cavalo pré-histórico (superior) e porco. (Instituto Smithsonian) 
De volta ao acampamento base, as equipes se reúnem para discutir as descobertas do dia. (Instituto Smithsonian) Site de Invasão da Caterpillar
Do sítio de North Butte, Dino nos leva pelas estradas morro acima até o local atual de Scott, conhecido como “Invasão de Lagarta”, porque no dia em que foi descoberto, ele estava repleto de grandes lagartas verdes. Felizmente para a tripulação, as lagartas misteriosamente desocuparam as instalações antes de começarem o trabalho. Este local foi escolhido porque a sua encosta permite o acesso a uma seção da camada “caos” do PETM que é rica em fósseis de plantas. Uma “pedreira” foi escavada na encosta, expondo uma camada de siltito que é desgastada e que sai em uma pá em fragmentos do tamanho de punhos, que, quando cuidadosamente divididos usando um martelo de pedra, geralmente produzem um fóssil vegetal. O sol está quente e alto quando chegamos e a tripulação já escavou uma pequena quantidade de espécimes para Scott examinar. Scott ouve atentamente enquanto cada membro da equipe explica o que eles acreditam ter encontrado, e então os examina usando uma lente de mão e sua longa experiência para determinar o que realmente está lá. O entusiasmo de Scott ao examinar cada peça oferece encorajamento aos cientistas iniciantes, e a sensação de descoberta sobre o que cada um deles pode acrescentar ao quadro maior é estimulante.
Tenho uma chance de cavar os fragmentos e quebrá-los, na esperança de encontrar um fóssil. Isso prova ser uma experiência emocionante e humilhante. Mesmo depois de localizar uma emenda para quebrar a rocha, um golpe falso pode causar uma ruptura na cama e a perda da chance de encontrar um fóssil. No começo, eu perco mais do que ganho, mas com o tempo eu começo a pegar o jeito. Logo a equipe jovem está encorajando o veterano enquanto meus espécimes retornam fósseis de folhas e flores, cada um deles escondido há 55 milhões de anos. Desenterro vários espécimes diferentes, incluindo um “magro”, seu apelido para uma folha composta com folhetos alongados, uma pequena folha composta de um parente da árvore da mimosa e uma folha de palmeira. Cada um desses delicados fragmentos é um testemunho do poder da natureza para criar com uma abundância que só podemos ter admiração. Eu também acho um esqueleto de peixe pequeno mostrando, Scott me conta, a deposição dos fósseis em uma lagoa antiga. Dos fósseis de plantas, o “esbelto” é uma espécie que é exclusiva do PETM, visto apenas em três dos oito locais de plantas fósseis encontrados neste período de tempo. É na família de Sapindaceae, que inclui a árvore de amora, os bordos e a árvore da chuva de ouro. A palmeira e a folha mimosa, entre outros, são sinais de que durante o PETM esta área era quente o ano todo, provavelmente com uma estação seca pronunciada, como partes do México subtropical seco ou da América Central hoje.
Encontrar os fósseis é excitante e nos lembra um pouco da história do Smithsonian. No início do século 20, o secretário do Smithsonian era Charles D. Walcott, um eminente geólogo e paleontólogo. Ele é famoso como o descobridor do Burgess Shale, no Canadá, um depósito que contém números notáveis e variedades de fósseis de animais marinhos primitivos. Scott sugere que encontrar alguns fósseis neste dia pode ser a primeira vez, desde o secretário Walcott, que um secretário do Smithsonian encontrou um fóssil.
Após a revisão de todos os fósseis encontrados na pedreira, Scott e sua equipe começam o processo cuidadoso de embrulhar os espécimes para protegê-los durante sua remessa ao Smithsonian. Os fósseis serão entregues ao laboratório de Scott no Museu de História Natural, onde serão meticulosamente examinados e catalogados. Servirão para ajudar no esforço contínuo para desvendar mudanças climáticas, vegetacionais e ecológicas durante o PETM.
Picnic Hill Site
Nosso último site é que está sendo trabalhado pelos paleontologistas de vertebrados sob a supervisão de Jon Bloch. Jon nos cumprimenta no topo da colina com vista para o local e compartilha dois achados do trabalho do dia - ossos da mandíbula parciais com dentes intactos de dois pequenos mamíferos que viviam na Bacia do Big Horn durante o PETM. Os fósseis são notáveis por duas razões: são mamíferos que chegaram ou evoluíram na América do Norte durante o PETM, ancestrais primitivos do cavalo e do porco. Ambas as linhagens diversificaram-se e tornaram-se abundantes após a sua chegada perto do início do PETM, mas depois de 50 milhões de anos, o cavalo morreu no Novo Mundo e não foi reintroduzido até que os exploradores espanhóis retornaram no século XVI. Ambos os mamíferos eram muito pequenos, refletindo uma tendência durante o PETM. O cavalo pode não ter sido maior que um pequeno gato. Parece que durante o período de altas temperaturas nos mamíferos PETM evoluiu para tamanhos menores para lidar melhor com o equilíbrio energético necessário entre nutrição e crescimento.
Acompanhamos Jon até o sopé da colina, onde sua tripulação se espalhou pela área em busca de fósseis e outras evidências. Onde encontram um fóssil ou até um fragmento de um, colocam uma pequena bandeira e registram a informação sobre o achado. A bandeira é usada por um membro da tripulação que documenta a posição do fóssil com precisão por segundo usando um sistema de GPS. Os dados de localização permitem que a equipe saiba o nível exato de onde cada espécime vem, um elemento crítico na reconstrução de mudanças sucessivas nos animais através do PETM.
Nós andamos pelo local e conversamos com cada um dos membros da equipe, uma mistura de jovens estudantes e vários cientistas seniores de outras instituições que estão interessados no trabalho que Jon está fazendo e têm o prazer de ajudar. Embora este local não produza muitos esqueletos grandes e articulados, ele produz uma infinidade de pequenos fragmentos de ossos, articulações e dentes, cada um dos quais, quando adicionado à coleção maior, ajuda a contar a história do PETM.
Com o dia diminuindo, Jon informa a tripulação que é hora de voltar ao acampamento base. Mesmo depois de um longo dia quente no sol, a tripulação parece relutante em sair - mais um fóssil poderia ser o achado mais importante do dia. No acampamento base, eles identificarão e catalogarão suas descobertas e compararão e discutirão os resultados do trabalho diário com as outras equipes.
Campo de base
O trabalho de campo do dia chega ao final no acampamento base, um local escolhido pela equipe para ser central em todos os locais. É um bom lugar, no flanco de uma colina e protegido dos ventos, mas alto o suficiente para permitir uma bela vista dos arredores. Todos os membros da tripulação permanecem no acampamento, incluindo a equipe sênior. Scott me informa que isso ajuda com as despesas, que custam cerca de US $ 7 por dia por pessoa, e também permite que toda a equipe discuta seus trabalhos durante a noite. Todos estão cansados, mas felizes com as realizações do dia. Um guisado empolgante é preparado para o jantar e comido com prazer por todos. O sol começa a se pôr atrás da colina e o ar esfria consideravelmente. A luz mais suave do final da tarde ilumina as encostas. Proeminentemente em vista seis milhas a leste é North Butte, onde Big Red se destaca à luz do sol poente como um lembrete do porquê estamos aqui.
Eu me despedi dos meus companheiros para me preparar para o meu retorno na manhã seguinte. Eles vão ficar por mais uma semana e completar a expedição de campo deste ano. Tem sido uma experiência estimulante, de aprendizado e revelação. Volto a Washington com uma profunda apreciação de como é trabalhar no campo como paleontólogo - a alegria de encontrar fósseis, a empolgação de interpretar o que eles dizem sobre esse importante evento e como, após 55 milhões de anos, novos conhecimentos sobre como o nosso planeta funciona vem de um estudo do seu passado.
Eu também aprecio melhor a importância deste trabalho. Estamos enfrentando um período de aquecimento global de magnitude semelhante, mas muito mais rápido do que o do PETM. Ainda não sabemos qual quantidade de aquecimento pode desencadear a liberação de carbono de reservatórios adicionais, e não sabemos se podemos retardar ou interromper esses lançamentos se eles começarem. Ao revelar como nosso planeta complexo e interconectado muda com o rápido aquecimento, entender o que aconteceu há 55 milhões de anos pode ajudar aqueles de nós em nosso tempo a entender o que poderemos enfrentar no futuro. As criaturas que existiam durante o PETM não incluíam seis bilhões de seres humanos, mas as lições que aprendemos ao observar essas mudanças climáticas e ecológicas antigas provavelmente serão úteis para todos nós e nossos descendentes.
