wydobywanie gigantycznych węży kopalnych
dla naukowców zainteresowanych tym, jak wyglądał świat miliony lat temu, kopalnie węgla są tak dobre, jak to tylko możliwe. Chociaż węgiel może być głównym winowajcą globalnego ocieplenia, nie ma takiego miejsca, jak Kopalnia Węgla do badania zmian klimatycznych w przeszłości i ich prawdopodobnych skutków dla naszego własnego świata. Firmy górnicze wiedzą o tym i z jakiegokolwiek powodu, czy to dobre obywatelstwo, czy po prostu dobry public relations, często pomagają paleontologom.
rozważmy na przykład Cerrejón, ogromny zespół odkrywkowych kopalń węgla w północnej Kolumbii, w pobliżu wybrzeża Karaibów. Doły są ogromnymi, okrągłymi bliznami w kształcie księżyców na ziemi ze stokami shaley, które wyrzucają wodę odpływową do zielonych jezior kraterowych, gdzie żadna roślina nie śmie rosnąć i żaden ptak nie śmie pływać. Raz na jakiś czas dynamit zawala część otaczającego muru, a ogromne żurawie zbierają węgiel, podczas gdy Metan wybucha ze szczelin w klifach wysoko nad nimi.
ale jest coś jeszcze. Zbocza łupków w Cerrejón zachowały zapis kopalny całego ekosystemu tropikalnego, jaki istniał 58 milionów lat temu. Patrząc na skamieniałości, paleontolodzy mogą powiedzieć, jaki był starożytny klimat w Cerrejón (gorętszy i bardziej wilgotny niż jest dzisiaj) i jak wyglądały liście (bardzo bujne i podobne do dzisiejszej amazońskiej dżungli). Zwierzęta były ogromne. Cerrejón miał żółwie rzeczne z muszlami wielkości kuchennych stołów, które mogły pomieścić sześć, a na szczycie łańcucha pokarmowego był Titanoboa cerrejonensis, 45-metrowy, 2500-funtowy wąż. Titanoboa był prawdziwym potworem rzecznym-największym wężem, jaki kiedykolwiek istniał i około pięciokrotnie większym od Anakondy amazońskiej, największego żyjącego dziś węża.
węgiel pokazuje, że Cerrejón wyprodukował te gigantyczne stworzenia w czasie, gdy średnie temperatury otoczenia w tropikach były wysokie w latach 80-tych, o sześć stopni cieplejsze niż dziś i mniej więcej tak ciepłe, jak temperatury mogą być bez ryzyka masywnego wymierania. Jednak Titanoboa i las, w którym żył, najwyraźniej kwitły.
a to co wydobycie węgla daje to dostęp do takiego miejsca. Cerrejón jest jedynym kompletnym starożytnym ekosystemem tropikalnym, który jest dostępny do badań. Możemy założyć, że w tropikach jest mnóstwo skamieniałości, ale są one zakopane w dżungli gdzieś pośrodku niczego. Granty uniwersyteckie nie mogą płacić za duże wykopaliska na spec, ale spółki węglowe będą, bo węgiel jest wart inwestycji.
a ponieważ paleontolodzy i spółki węglowe wiedzą od co najmniej wieku, że kopalnie są skrzyniami skarbów starożytnych tajemnic, wiele firm ma pracowników naukowców, którzy szukają niezwykłych formacji i czujnych badań, gdy znajdą coś dobrego. Kiedy kilka lat temu podróżowałem do Cerrejón, międzynarodowa firma, która go prowadzi, Carbones del Cerrejón Ltd. zrobił jak najwięcej, aby pomóc odwiedzającym paleontologów, zapewniając wszystko, od kasków do kierowców ciężarówek wyposażonych w radio, którzy wiedzieli, kiedy dynamit jest gotowy do wybuchu i gdzie szukać schronienia, gdy to się stało.
złoża węgla to ściśnięte bagna torfowe, które zaczynały się od suchych lasów tropikalnych. We wczesnej fazie naturalnego cyklu klimatycznego temperatury rosną chłodniej, a polarne pokrywy lodowe rozszerzają się i poziom morza spada. Kiedy cykl zaczyna się zmieniać, lód nie osiągnął jeszcze maksymalnego zasięgu, ale deszcze zwiększają się na niższych szerokościach geograficznych, zmieniając Suchy Las w Bagno. Lód ogrzewa się, ale nie topi się natychmiast. Kiedy tak się dzieje, dzieje się to szybko i dramatycznie, powodując gwałtowny wzrost poziomu morza. Słona woda zalewa bagna, ginie Las, błoto, muł i piasek niszczą wszystko, a węgiel tworzy. Następnie cykl zaczyna się od nowa.
dobra rzecz—zarodniki, nasiona, pyłki, ściany komórkowe i kości—jest nie tylko w samym węglu, ale w warstwach skał osadowych na podłodze i dachu każdego złoża węgla. Pomyśl o warstwach jak o kanapce: węgiel jest wypełnieniem, a warstwy osadowe są chlebem. Dolny kawałek pokazuje nam, co było w lesie, gdy cykl się rozpoczął; górny kawałek ma wszystko, co było tam, gdy Las umarł. Każdy cykl, znany jako” cyklotem”, trwa około 100 000 do 400 000 lat, w zależności od tego, gdzie się znajduje.
nie ma nic na Ziemi lepszego niż kopalnia węgla do analizy starożytnych ekosystemów. Informacje zawarte w węglu są “tak gęste”, biorąc pod uwagę skompresowaną objętość roślinności, zauważa Scott Elrick, geolog z Illinois State Geological Survey, “że nie trzeba mówić, że będziesz miał ogromną obecność skamielin.”
Elrick jest częścią nieformalnej sieci naukowców, którzy monitorują wydobycie węgla w Stanach Zjednoczonych i na świecie pod kątem możliwości badania nowych warstw, ponieważ są one narażone. W 2006 roku Elrick i jego kolega odkryli cztery mile kwadratowe lasu kopalnego w suficie Peabody Energy ‘ s Vermilion Grove tunnel mine we wschodnim Illinois, zachowanego elegancko 306 milionów lat temu, kiedy seria trzęsień ziemi pozwoliła morzu pochować cały las w jednym katastrofalnym wydarzeniu.
odkrywanie kopalń węgla może być pilnym przedsięwzięciem, ponieważ skamieniałości, po odkryciu, nie pozostają. Gdy Peabody skończył wydobywać fragment pokładu węgla w Vermilion Grove, firma umieściła ogrodzenie z drutu pod sufitem, aby zapobiec spadaniu luźnych kawałków łupkowego dachu na podłogę tunelu. Naukowcy musieli przynieść latarki, zrobić zdjęcia, pobrać próbki i odejść, zanim formacja rozpadła się.
dobra wiadomość jest taka, że nauka o węglu jest zasobem odnawialnym. Po zniknięciu starej formacji odkrywa się zupełnie nową ekspozycję skamieniałości. W Cerrejón tropikalne deszcze każdej wiosny i lata przecinają ogromne kanały erozyjne w łupkach i kamieniu błotnym, wysyłając skamieniałości i kości do wodnistego grobu w kraterze znacznie poniżej. Ale w listopadzie naukowcy mogą znaleźć zupełnie nowy zestaw szczątków szkieletowych wysychających na słońcu.
kopalne Rośliny i zwierzęta mówią naukowcom wiele o tym, jak wyglądał świat prehistoryczny podczas każdego cyklu lodowcowego. Ale naukowcy robią analizę o krok dalej. Globalne ocieplenie i ochłodzenie występuje częściowo w wyniku okresowych zmian orientacji ziemi podczas orbity. Ale trendom ocieplenia towarzyszą dramatyczne wzrosty atmosferycznego dwutlenku węgla. Kluczowym pytaniem-jak na nasze czasy-jest to, czy CO2 jest czynnikiem napędowym.
węgiel to “klimat organiczny”-powiedziała paleoklimatolog Isabel Montanez z University of California-Davis. “Mówi nam, kiedy było mokro, a kiedy sucho.”A węgiel może być narzędziem do rekonstrukcji atmosferycznego CO2 w określonych momentach geologicznych. “To wskaźnik środowiskowy”, powiedział Montanez, ” który pozwala mi powiązać poziom mórz z CO2 w atmosferze z klimatem kontynentalnym.”
Montanez pozostaje w kontakcie z Elrickiem i innymi członkami sieci, aby dowiedzieć się, gdzie można dalej eksplorować. Od dwóch lat zajmuje się analizą kopalnych aparatów szparkowych – porów, przez które rośliny pochłaniają CO2 potrzebne do fotosyntezy. Jej próbki pochodzą z kopalń węgla w wielu częściach świata; większość ostatnich prac została wykonana w Zagłębiu Doneckim na Ukrainie. “Rzeczy na dnie” pokładu węgla to koniec okresu lodowcowego. Dwutlenek węgla jest niski, a rośliny mają “dużo więcej aparatów szparkowych”, aby uzyskać to, czego potrzebują. “Nad węglem jest coraz mniej szparagów” – dodała.
wtedy CO2 jest na najwyższym poziomie – i kiedy nadchodzą powodzie. Wtedy wszystko w bagnach umiera lub zostaje wypłukane do morza, gdzie plankton wysysa cały luźny węgiel, a atmosferyczny CO2 ponownie pogrąża się.
co to oznacza dla nas dzisiaj? Okazuje się, że całkiem sporo. Ziemia jest obecnie w okresie “międzyglacjalnym”. Dwutlenek węgla rośnie, a planeta się ociepla. Topnieje lód, polarna wieczna zmarzlina i tundra rozmrażają się, drobnoustroje na lądzie mają własną ucztę martwej roślinności i zaczynają emitować Metan-potężny gaz cieplarniany-w wystarczająco dużych ilościach, aby zwiększyć ocieplenie.
węgiel mówi nam, że sam w sobie nie ma nic niezwykłego w zmianie klimatu, “a kiedy mówimy o tym ludziom, myślą, że ponieważ jest to naturalny proces, nie muszą się martwić o emisję CO2” – powiedział Montanez. “Ale to, co robimy, nie jest naturalne.”Naturalny cykl trwa kilkaset tysięcy lat. Rośliny i zwierzęta mają czas na ewolucję. Jednak wraz ze zmianami atmosferycznymi zachodzącymi w tych dniach, cykl ten może nastąpić w ciągu wieków. Wiele roślin i stworzeń nie będzie miało wystarczająco dużo czasu, aby się dostosować.
węgiel mówi nam również, że wraz ze wzrostem atmosferycznego CO2, efekt ocieplenia przyspiesza. Dodaj emisję spalin i spaliny z elektrowni węglowych, aby uzyskać dodatkowy wstrząs CO2,i to jest jak dobijanie ciosu. “To będzie ogromna różnica, nie ma co do tego wątpliwości” – powiedział Montanez. “Pytanie tylko kiedy.”
