Nilalaman
- Panimula
- Discovery at Pag-unlad ng Site
- Bumubuo ng isang Konzentrat-Lagerstätte
- Pagbuo ng isang Kapaligiran
- Mga Isotopon ng Carbon: Higit pa sa pakikipag-date sa edad
- Ang pollen
- Ang Suliranin sa Pakikipagtipan sa Edad ng Edad
- Pag-uugnay sa Edad sa Fossil
- Konklusyon
- Tungkol sa May-akda
Pag-aayos ng isang kapaligiran: Pinagsasama ng mga siyentipiko ang maraming piraso ng katibayan upang maunawaan ang mga Daigdig na nakaraan. Ang mga Fossil (A) ay nagpapakita ng partikular na mga hayop na nanirahan sa isang rehiyon, habang ang mga sediment na nakapalibot sa mga buto ay nagbibigay ng mahalagang mga pahiwatig tungkol sa setting ng pagdeposito. Ang mga buto ay maaaring masuri na karagdagang para sa kanilang isotopic compositions, na naiimpluwensyahan ng kung ano ang mga halaman na natupok ng hayop habang buhay (B). Bilang karagdagan, ang polen na inilabas mula sa mga halaman ay may posibilidad na madaling mapanatili sa talaang heolohiko, na nagbibigay ng isang detalyadong talaan ng nakaraang mga floral na komunidad.Ang lahat ng mga ito ng mga ebidensya ay maaaring pagsamahin upang lumikha ng detalyadong mga pagbabagong-tatag ng mga kapaligiran na umiiral nang milyun-milyong taon na ang nakakaraan (C).
West Coast Fossil Park: Ang mapa ng lokasyon na nagpapakita ng taas ng Africa (1) sa rehiyon ng Western Cape ng Timog Africa (2) ay pinalawak. Sa mapa 2, ang southern orange star ay ang lokasyon ng Cape Town, at ang hilagang asul na bituin ay kumakatawan sa West Coast Fossil Park. Ang rehiyon ng subset 3 ay pinalawak upang ipakita ang kasalukuyang mga kondisyon ng antas ng dagat (3A) at ang sitwasyon 5.2 milyong taon na ang nakalilipas, kung ang antas ng dagat ay ~ 30 metro mas mataas kaysa sa kasalukuyan (3B). Sa oras na iyon, ang site na sinakop ng parke ng fossil ay malapit sa baybayin kung saan nilagyan ng sinaunang Berg River ang Atlantiko. Ang basemap ng Elevation ng Africa ay mula sa set ng data ng CleanTOPO2, at ang imahe ng satellite ay Landsat GeoCover craca ng NASA 2000.
Panimula
Paano natin malalaman kung ano ang dating sinaunang Lupa bago pa man masaksihan at itala ng mga tao ang mga kondisyon? Ang isa sa mga pangunahing paraan ng mga geoscientist na malutas ang mga nakaraang mga klima at ekosistema ay sa pamamagitan ng pagsasagawa ng detalyadong pag-aaral ng mga deposito na naglalaman ng mga napanatili na labi ng mga sinaunang halaman at hayop.
Ang pagbuo ng mga fossil sa pangkalahatan ay isang bihirang pangyayari, kaya ang paghahanap ng mga bulsa ng puro, o lubos na detalyado, ang mga labi ng fossil ay mahalaga sa siyensya. Ang mga deposito ng Fossil na kilala sa kanilang pagkakaiba-iba o detalye ay tinawag na Lagerstätten (Aleman para sa 'motherlode' o 'lugar ng imbakan'), na maaaring nahahati sa dalawang pangunahing uri.
Ang Konservat-Lagerstätten ay mga lokasyon kung saan ang mga magagandang detalye ng isang organismo pinangalagaan (tandaan ang pagkakapareho sa pagitan ng Aleman at italicized English na katumbas). Sa mga nasabing lugar ang mga malambot na bahagi ng isang organismo, na karaniwang nabubulok, ay naitala bilang mga impression o mga pelikulang carbon. Ang mga kilalang halimbawa ng naturang mga deposito ay ang Burgess Shale sa British Columbia at ang Form ng Green River sa Western US.
Ang pangalawang iba't ay ang Konzentrat-Lagerstätte, na kung saan ay isang lokasyon kung saan may malaki konsentrasyon ng mga buto. Habang ang mga site na ito ay hindi nagbibigay ng maraming magagandang detalye ng mga organismo, maaari silang magbigay ng isang sulyap sa isang sinaunang ekosistema sa pamamagitan ng pag-concentrate ng mga buto ng mga hayop na karaniwang kumakalat sa isang malawak na lugar. Kasama sa mga halimbawa ang mga expose ng Jurassic na may edad na Morrison Formation sa monumento ng Dinosaur National sa Utah, at ang 15-16 milyong taong gulang na Sharktooth Hill Bone Bed sa California.
Ang isa pang halimbawa ng isang Konzentrat-Lagerstätten ay matatagpuan sa mga sediment deposit ng Langebaanweg Formation sa West Coast Fossil Park sa South Africa. Ang maraming mga natitira sa loob ng mga fossiliferous bed na ito ay nagbibigay ng mahalagang impormasyon tungkol sa mga biologic na komunidad at klima ng rehiyon sa paligid ng 5 milyong taon na ang nakalilipas.
Discovery at Pag-unlad ng Site
Orihinal na isang minahan ng pospeyt, ang mga fossil ay natuklasan sa huling bahagi ng 1950's. Ang Phosphates ay mined ngayon lalo na para sa kanilang paggamit sa mga pataba, at ang acid na phosphoric ay karaniwang ginagamit sa mga soft drinks. Ang mga batong ito gayunpaman, ay una nang mined para magamit sa armational ng World War II.
Ang sedimentary na deposito ng pospeyt ay ginawa sa mga rehiyon na may mataas na produktibong biologic na dagat, tulad ng mga modernong istante ng kontinental. Dahil sa pagbabago ng mga kondisyon, antas ng dagat sa kasong ito, ang mga rehiyon na dating nasa ilalim ng tubig ay nakalantad na ngayon sa lupa at naa-access para sa pagtuklas at paghuhukay. Ang aktibong pagmimina sa site ng fossil ay tumigil noong 1993 nang sarado ang minahan, at ang lugar kung saan natuklasan ang mga fossil ay itinabi bilang isang Pambansang Monumento (sa lalong madaling panahon upang maging isang National Heritage Site). Maaaring masira ng aktibidad ng pagmimina ang 80% ng mga fossil sa site na ito, ngunit mayroon pa ring tinatayang 1 milyong mga ispesimen na napanatili sa mga koleksyon ng Iziko South Africa Museum.
Phosphatic rock na may organikong materyal: Isang sentimetro-scale sa tabi ng phosphatic rock. Ang mga pulang butil ay kumakatawan sa phosphatized na organikong materyal. Larawan ni Alexandra Guth.
Bumubuo ng isang Konzentrat-Lagerstätte
Karaniwan na mailarawan ang proseso ng fossilization bilang isang solong hayop na namamatay at pagkatapos ay inilibing sa lugar. Habang ang ilang mga hayop ay namatay nang direkta sa mga baha na ginamit sa site, marami sa mga labi sa West Coast Fossil Park ay inilipat at puro ng tubig sa nag-iisang lokasyon na ito sa paglipas ng panahon.
Marahil ang 'ninuno' ng Berg River ay na-empleied sa Atlantiko malapit sa parke na ngayon kung ang mga buto ay idineposito. Ang isang baybayin na buhangin na bar ay maaaring mapigil ang mga labi mula sa paglabas hanggang sa dagat, at maaaring sabay-sabay na kumilos upang mag-trap ay nananatiling hugasan mula sa karagatan.
Pagbuo ng isang Kapaligiran
Iba't ibang mga hayop at halaman ay may iba't ibang mga pangangailangan sa tirahan; sa gayon, ang pagkilala sa mga labi upang maitatag kung ano ang naroroon ng komunidad ay nagbibigay ng mga pahiwatig tungkol sa mga nakaraang ekosistema. Ang gawain na ito ay nagiging mas mahirap para sa mga deposito na kumakatawan sa isang ganap na natapos na fauna (tulad ng mga dinosaur ng Jurassic Morrison form), ngunit ang mga labi sa West Coast Fossil Park ay 5 '' lang 'na 5 taong gulang. Habang ang karamihan sa mga species na napanatili sa parke ay nawawala ang kanilang mga sarili, malapit silang nauugnay sa mga modernong species.
Sa mga tuntunin ng pagkilala sa isang hayop hindi mo kailangan ang 100% ng mga buto ng isang indibidwal upang kumpiyansa na makilala ito. Mahalaga ito lalo na, dahil ang buong mga balangkas ay hindi karaniwang matatagpuan, lalo na sa Konzentrat-Lagerstätten kung saan ang mga buto ay na-disarticulated at dinala. Kadalasan ay isang karagdagang bias sa pangangalaga, kung saan ang maliit na pinong mga buto ay nawasak sa panahon ng transportasyon, habang ang mas makapal at matatag na mga buto ay mas malamang na manatiling buo. Sa kabila ng mga paghihirap na ito, ang mga paleontologist ay lubos na matagumpay sa pag-uuri at pagkilala sa mga buto upang mailarawan ang sinaunang pamayanan.
Ang mga hayop na natagpuan sa West Coast Fossil Park ay nagpapahiwatig na ang lugar ay malapit sa hangganan ng lupa at karagatan, na ibinigay na ang parehong mga hayop sa dagat (hal. Selyo, megalodon shark, 4 na species ng penguin) at mga mamalya ng lupa (hal. Mga maiksing giraffe, aardvark , hyena, hippo, mammoth, antelope, tatlong-paa na kabayo, saber-may ngipin na pusa) ay natagpuan nang magkasama. Ang karagdagang pagkakaroon ng mga palaka (hindi bababa sa 8, marahil ng 12 na species ay kinakatawan sa mga deposito) ay nagpapahiwatig na dapat na nakatayo na ang sariwang tubig. Habang maraming mga palaka species ang nagpapakita ng ilang pagpapaubaya sa tubig-alat ng asin, walang mga kilalang amphibians na naninirahan sa purong dagat tirahan.
Bone bed: Ang in-situ na kama ng buto na ipinakita sa West Coast Fossil Park, South Africa. Ang buto ng panga sa gitna ay kabilang sa isang Sivathere, isang nawawalang kamag-anak ng modernong giraffe. Ang string ay nagmamarka ng isang 1-metrong grid.
Mga Isotopon ng Carbon: Higit pa sa pakikipag-date sa edad
Ang isang mas detalyadong pag-unawa ay maaaring magmula sa pagsusuri sa mga isotop ng carbon na napanatili sa mga buto at ngipin. Habang ang karamihan sa mga tao ay pamilyar sa C-14 isotop dahil sa paggamit nito sa dating mga labi ng labi (tingnan ang talakayan sa ibaba), ang carbon ay may dalawang isotopes na mas karaniwan, at hindi radioaktibo. Ang C-12 ay ang pinaka-karaniwang isotop ng carbon, na may C-13 bilang pangalawang matatag na isotop. Dahil matatag sila, hindi sila nabubulok sa paglipas ng panahon.
Ang iba't ibang mga pangkat ng halaman ay may natatanging mga ratios ng carbon isotopes na maaaring magamit bilang isang fingerprint para sa paleodiet ng mga sinaunang hayop. Ang carbon sa mga halaman ay ginagamit upang makabuo ng buto at ngipin, na ang mga ratios sa mga halaman ay makikita sa mga buto ng mga hayop na kumonsumo sa kanila.
Ang iba't ibang mga lagda ng isotopic ay dahil sa iba't ibang mga metabolic pathway na ginagamit ng mga halaman. Maraming mga damo ay geologically kamakailan at "C4 halaman," habang ang mga puno at mala-damo na halaman ay "C3 halaman". Ang isang savannah ay binubuo ng parehong mga halaman ng C4 at C3 dahil may mga puno, shrubs, at mga damo. Ang isang kagubatan sa kabilang banda, ay magiging pangunahing C3 halaman. Ang isang flora na natatangi sa South Africa ay ang fynbos (binibigkas: "finebose"), na kung saan ay C3 din.
Ang isang hayop na kadalasang kumakain ng mga halaman ng C3 ay magkakaroon ng ibang ratio ng isotope ng carbon sa mga buto nito kaysa sa isang hayop na kadalasang kumakain ng mga halaman ng C4. Ang pagtatasa na ginawa sa labi ng mga ungulates (mga namamawis na mammal: hippos, antelope, giraffe, baboy, atbp ...) ay nagpapahiwatig na ang kapaligiran na naroroon sa fossil park 5 milyong taon na ang nakalilipas ay pinangungunahan ng mga halaman ng C3.
Ang pollen
Habang ipinapahiwatig ng pagsusuri ng isotopic na ang rehiyon ay hindi pinamamahalaan ng mga damo, hindi ito maiiba sa pagitan ng mga puno, shrubs at fynbos. Sa kabutihang palad, ang pollen na inilabas ng mga halaman ay karaniwang sagana at mahusay na napreserba sa mga sediment.
Ang pollen, hindi katulad ng mga riles ng isotope, ay maaaring natatanging makilala ang isang pamilya ng halaman o genus na naroroon sa lugar. Bilang isang karagdagang bonus, hindi tulad ng mas malaking halaman na nananatiling tulad ng kahoy o dahon, ang pollen ay madaling dala ng hangin at tubig at sa gayon ay kumakalat mula sa lokasyon ng isang indibidwal na halaman. Habang hindi ka maaaring makahanap ng fossil leaf mula sa isang indibidwal na halaman, mas malamang na makahanap ka ng pollen nito.
Ang pagsusuri ng pollen sa Fossil Park ay nagpapahiwatig na ang rehiyon 5 milyong taon na ang nakalilipas kasama ang mala-damo na Ranunculaceae (hal. Buttercups), Cyperaceae (sedge, e.g. papyrus), Asteraceae (hal. Daisies), at Umbelliferae (hal. Perehil, lace ng Queen Anne's lace) halaman ng mga halaman. Ang kumbinasyon ng mga pamilyang botanikal na ito ay ginamit upang mas mababa ang isang tirahan na kapatagan ng baybayin. Ang pagkakaroon ng Asteraceae, Chenopodiaceae (goosefoot) at Amaranthaceae (amaranth) mga pamilya ng halaman bukod na ipinapahiwatig na mas malinis na mga kondisyon. Ang pollen mula sa mga puno ng pamilyang Proteaceae (hal. Protea), pati na rin ang Podocarpus (hal. Yellowwood) at Olea (e.g. olive at ironwood) genera ay naroroon din.
Ang pagkakaroon ng lahat ng polen na ito ay nagbibigay ng larawan ng mga pamayanan ng halaman na naninirahan sa rehiyon na ito sa oras na idineposito ang fossiliferous sediment. Ang pag-alam kung aling mga halaman at hayop ang naroroon sa oras ay maaaring magamit upang maipahiwatig ang nakaraan na kapaligiran.
Ang Suliranin sa Pakikipagtipan sa Edad ng Edad
Ang Carbon-14 ay ang (natural na nagaganap) radioactive isotop ng carbon na ang pinakapopular na kilalang pamamaraan para sa pakikipag-date ng mga dating materyales. Gayunpaman, ang karamihan sa talaan ng rock ay hindi maaaring napetsahan sa pamamaraang ito sapagkat ang kalahating buhay ng C-14 ay masyadong maikli, at nangangailangan din ito ng pagkakaroon ng orihinal na organikong materyal (samantalang, pinapalit ng fossilization ang orihinal na organikong materyal na may higit pa matibay na mineral). Sa oras na ang organikong materyal ay 75,000 taong gulang, napakaliit ng C-14 na naiwan sa sample upang mapagkakatiwalaang masukat.
Ang radioactive isotope ng potassium (K-40) ay may mas mahaba sa kalahati ng buhay kaysa sa C-14 at naroroon sa mga malalaking bato. Sa gayon, ang mga diskarte na kinasasangkutan ng potasa at anak na babae na Argon, ay maaaring magamit sa mga materyales na sumabog mula sa mga bulkan higit sa 100,000 taon na ang nakalilipas (dahil ang haba ng kalahati ng buhay, ang pamamaraan na ito ay hindi maaaring magamit sa napakabata na materyal dahil ang maliit na maliit na bahagi ng orihinal na potasa ay nabulok na hindi namin tumpak na masukat ito).
Sa kasamaang palad, ang South Africa ay hindi aktibo sa bulkan sa oras na namatay ang mga hayop na ito, kaya ang mga sediment ay hindi maaaring direktang napetsahan gamit ang potassium-argon. Gayunpaman, ang iba pang mga pamamaraan na kinasasangkutan ng mga pattern ng pagbabago sa antas ng dagat, paleomagnetism, at fossil ay maaaring magamit upang ipahiwatig ang edad ng mga sediment.
Pag-uugnay sa Edad sa Fossil
Ang Biostratigraphy ay isang paraan ng pag-order ng talaan ng bato batay sa hayop na nananatiling naroroon, at isang kapaki-pakinabang na alternatibo para sa pagbibigay ng mga hadlang sa edad sa mga fossiliferous na bato. Ang ilang mga linya ng hayop tulad ng mga baboy at elepante, ay tila nagbabago nang mabilis (sa isang pang-heolohyang kahulugan), kaya ang pagtukoy ng iba't ibang mga hanay ng mga hayop na ito ay makakatulong na matukoy ang edad ng mga bato.
Ang mga pahiwatig mula sa mga hayop ng fossil ay pinipigilan ang edad ng mga sediment ng West Coast Fossil Park hanggang sa 5.2 milyong taon na ang nakalilipas. Ang suid (baboy) Nyanzachoerus kanamensis ay natagpuan sa parehong East Africa at sa parke ng fossil. Dahil sa aktibong paglilipat at nauugnay na aktibidad ng bulkan sa East Africa, isang ganap na petsa ng edad (tulad ng, maaari naming i-pin ang isang numero dito), ay nauugnay sa mga species na iyon. Dahil ang pamilya ng baboy ay nakakaranas ng mabilis na mga pagbabago sa heolohikal, sa pamamagitan ng paghahanap ng mga species na maaari nating sabihin tungkol sa edad ng mga sediment sa parke.
Konklusyon
Ang pag-aayos ng isang kapaligiran ay madalas na bumababa sa mga magagandang detalye: isotopic lagda sa mga buto, pattern ng microwear sa ngipin (mga gasgas sa ibabaw ng mga ngipin ay maaaring magpahiwatig kung ang hayop ay isang grazer, browser, o mixed-mode feeder), mga pollen na pagtitipon sa mga sediment , atbp ...
Sa ngayon, ang parke ay umiiral sa isang klima sa Mediterranean at matatagpuan sa higit sa 10 km mula sa karagatan. Gayunman, ang lahat ng pinagsamang ebidensya, ay nagpapahiwatig na limang milyong taon na ang nakararaan ang West Coast Fossil Park ay mayroon nang isang subtropikal na kakahuyan malapit sa kung saan ang isang sinaunang Berg River ay walang laman sa Atlantiko.
Ang mga hayop ay nananatiling pinagsama sa mikroskopiko at mga clue ng kemikal na lumikha ng isang cohesive na larawan ng kung ano ang kagaya ng rehiyon na ito kahit na walang tao ang nasa paligid upang masaksihan ito nang direkta. Ito ay sa paraang ito na maipalabas ng mga geoscientist ang mga hiwaga ng nakaraang buhay at klima ng Daigdig.
Ngayon, ang mga fossil na ito ay makikita sa situ (sa lugar) sa West Coast Fossil Park sa South Africa, at ang mga bisita ay makakatulong kahit na kumpletuhin ang larawan sa kapaligiran sa pamamagitan ng paghahanap ng mga mikropono ng mga ibon, palaka, rodente, at maraming iba pang maliliit na hayop sa salaan mga screen. Ang anumang natagpuan ay idinagdag sa mga koleksyon ng museo - ang mga bisita ay hindi pinahihintulutan na mangolekta ng mga ispesimen para sa kanilang sarili, dahil ang lahat ng mga fossil ay protektado ng estado sa South Africa.
Ang West Coast Fossil Park ay matatagpuan 120 km hilaga ng Cape Town sa South Africa. Naglalaman ang kanilang website ng maraming impormasyon tungkol sa site, detalyadong direksyon, impormasyon tungkol sa pananaliksik na nangyayari doon, pati na rin ang mga pang-edukasyon at mga worksheet. Ang may-akda ng artikulong ito ay nais pasalamatan ang manager ng Fossil Park na si Pippa Haarhoff, para sa kanyang tulong at paghihikayat.
Tungkol sa May-akda
Si Alex Guth ay isang nagtapos ng PhD mula sa Michigan Technological University, at ang kanyang disertasyon na nakatuon sa bulkan ng ebolusyon ng Kenya Rift. Ilang beses na niyang binisita ang rehiyon ng Western Cape ng Timog Africa upang tulungan ang kanyang tagapayo sa kampong patlang ng geology, at ang kanyang pananaliksik sa Africa ay humantong sa maraming mga pagkakataon upang gumana sa National Geographic. Ang kanyang website ay maaaring matingnan sa: http://www.geo.mtu.edu/~alguth/