Ciència

Com daten els científics els fòssils?



Aquesta és la quarta d'una sèrie de cinc parts escrita per experts que apareixen a la nova exposició del Smithsonian Hall of Fossils — Deep Time, que ara es pot veure al Museu Nacional d'Història Natural. Podeu trobar la sèrie completa visitant el nostre informe especial Deep Time

No hi ha cap fòssil enterrat amb el certificat de naixement, va escriure el reconegut editor científic Henry Gee en el seu tractat del 2000, A la recerca del temps profund . Tot i que és cert, els fòssils estan enterrats amb moltes pistes que ens permeten reconstruir la seva història. Una sèrie de tècniques de datació absoluta ha permès establir l’escala temporal de la història de la Terra, inclosa l’edat i l’origen de la vida, el moment de les extincions massives i el registre de l’evolució humana.

El 2013, a la regió Afar d’Etiòpia, la nostra equip d'investigació va descobrir una rara mandíbula fòssil pertanyent al nostre gènere, Homo . Per resoldre el misteri de quan aquest avantpassat humà vivia a la Terra, vam buscar respostes capes de cendra volcànica properes. Mitjançant la lupa d’un geòleg, podem escanejar acuradament les cendres a la recerca de minúsculs minerals que siguin més petits que un sol ruixat sobre una galeta de sucre i que tinguin la clau per determinar l’edat d’un fòssil.



Treballar en aquesta part d’Etiòpia és tota una aventura. És una regió on els 90 graus Fahrenheit semblen frescos, la pols és fluïda, l’aigua no i el desplaçament diari normal inclou estruços de carreres i frenades per camells mentre anem forjant camins pel desert. Però aquest paisatge estèril i hostil és un dels llocs més importants del món per estudiar Quan i com els primers humans van començar a caminar en posició vertical, utilitzant eines i adaptant-se als seus entorns canviants.



per què Thoreau va anar a l'estany de Walden?
La regió Afar té capes de sedimentació de roques, que contenen cendra volcànica blanca i fina que podríem utilitzar per datar la mandíbula fòssil.

La regió Afar té capes de sedimentació de roques, que contenen cendra volcànica blanca i fina que podríem utilitzar per datar la mandíbula fòssil.(Erin DiMaggio, Penn State University)

Al principi, abans de tenir mitjans més precisos per datar fòssils, els geòlegs i paleontòlegs confiaven en mètodes de datació relativa. Es van fixar en la posició de les roques sedimentàries per determinar l’ordre. Imagineu-vos la cistella de la roba: la roba bruta que portàveu el cap de setmana passat s’asseu a la part inferior, però la resta d’avui a la part superior de la pila. El concepte de roques sedimentàries és el mateix. Les roques més antigues són a la part inferior, les més joves a la part superior. Els investigadors també van utilitzar la bioestratigrafia, que és l’estudi de com els fòssils apareixen, proliferen i desapareixen al llarg del registre de les roques, per establir edats relatives. Avui encara fem servir aquests mètodes de datació relativa com a primer enfocament per datar fòssils abans d’assignar una edat numèrica o absoluta.



Podem datar fòssils reals? De vegades.

Els científics anomenats geocronòlegs són experts en la datació de roques i fòssils, i sovint poden datar fòssils de menys de 50.000 anys d’antiguitat mitjançant datacions per radiocarboni. Aquest mètode s'ha utilitzat per proporcionar dates per a tot tipus de material interessant com l'art rupestre rupestre i caca fossilitzada . Malauradament, fòssils com la nostra mandíbula, així com els dinosaures que es poden veure a la nova versió 'Fossil Hall: Deep Time' exposició al Smithsonian's Museu Nacional d’Història Natural , són massa antics per a la datació per radiocarboni.En aquests casos, hem de confiar en les pròpies roques. Datem les roques i, per inferència, podem datar els fòssils.

quantes persones van morir al hindenberg
Homo va ser descobert pel nostre equip d'investigació el 2013. Per resoldre el misteri de quan aquest avantpassat humà vivia a la Terra, vam buscar les respostes a capes de cendra volcànica. '>

A Afar, Etiòpia, una rara mandíbula fòssil que pertany al nostre gènere, Homo va ser descobert pel nostre equip d'investigació el 2013. Per resoldre el misteri de quan aquest avantpassat humà vivia a la Terra, vam buscar les respostes a capes de cendra volcànica.(William H. Kimbel, Universitat Estatal d'Arizona)



El primer gran desafiament és trobar el tipus adequat de roques per recollir per a anàlisis de laboratori. Tenim la sort que la regió Afar té horitzons de cendra volcànica a les capes de roca sedimentària. De fet, just a sota d’on es va descobrir l’os de la mandíbula fòssil, el nostre equip va trobar una nova capa de cendra volcànica que vam anomenar Gurumaha Tuff. La paraula gurumaha en la llengua local significa batut: un reflex de la nostra mentalitat a la calor de la tarda de 90 graus. En cert sentit, podem pensar en les capes de cendra volcànica com a cronòmetres enterrats. Quan el volcà entra en erupció, s'inicia el temporitzador i fem servir tècniques de cites absolutes per indicar el temps transcorregut.

Les roques volcàniques solen contenir minerals radioactius de forma natural: la nostra galeta de sucre escampa. Podem datar aquests minerals mitjançant tècniques basades en la desintegració radioactiva dels isòtops, que es produeix a ritmes coneguts. La mesura dels isòtops normalment implica làsers i espectròmetres de masses i de vegades fins i tot reactors nuclears. Calculem l’edat utilitzant la velocitat de desintegració i les mesures d’isòtops, que ens donen el temps transcorregut al nostre cronòmetre.

Hem datat amb èxit el Gurumaha Tuff amb 2,82 milions d’anys datant el feldespat mineral naturalment radioactiu. Atès que l’os de la mandíbula es va erosionar des de dalt del tuf Gurumaha, deu ser més jove. Nosaltres calculat la mandíbula té entre 2,80 i 2,75 milions d'anys, cosa que la converteix en fòssil més antic conegut de el nostre gènere Homo .

LG-284.5-23_pick3_scale.jpg

Hem datat amb èxit el Gurumaha Tuff amb 2,82 milions d’anys datant el feldespat mineral naturalment radioactiu (a la part superior, vist amb un microscopi).(Erin DiMaggio, Penn State University).

Els geocronòlegs tenen a l'abast una gran quantitat d'eines, però tot i així, algunes roques i fòssils són difícils de datar. Les innovacions dels mètodes de cites existents estan eliminant aquestes barreres. Per exemple, revisions a un mètode va trucar ressonància d’espín electrònic permeten als científics datar fòssils rars, com les dents d’hominí, perquè poden datar directament el fòssil sense danyar visiblement l’espècimen. A la llunyania, els científics intenten datar les capes reals a partir de les quals els fòssils erosionen, en lloc de confiar en la presència de cendres volcàniques. Això ens indicaria amb més precisió l’època de les roques portadores de fòssils i obriria nous llocs de camp per a l’exploració que no tenen aquestes capes.

Els fòssils abasten el temps geològic de centenars a fins i tot milers de milions d'anys i es descobreixen en molts tipus de roca i entorns. La selecció d’una tècnica de cites adequada és un pas crític per obtenir una edat significativa i precisa.

imatges des de la superfície de Venus

Els científics han datat fòssils trobats a Coves sud-africanes amb una antiguitat d'entre 236.000 i 335.000 anys utilitzant diversos geocronometres diferents, incloent luminiscència òpticament estimulada , una eina que ens permet calcular la darrera vegada que els sediments de les coves van ser exposats a la llum. Un altre mètode comú, la datació d’urani i plom, es basa en la desintegració radioactiva de l’urani i es pot utilitzar per datar roques que contenen els fòssils més antics coneguts a la Terra, més antics que 3.500 milions d’anys! Per posar això en context, l 'edat del La Terra té 4.54 mil milions d’anys , però la nostra espècie només existeix aproximadament 300.000 anys .

L’era de la Terra i l’origen de la vida són gairebé insondables, però la nova de l’Smithsonian Sala Deep Time està dissenyat per ajudar-nos a copsar l’enorme història de la Terra a la llum dels nostres impactes actuals . El geòleg del segle XVIII James Hutton va reconèixer que els processos geològics requereixen llargues escales de temps, un concepte central del que entenem per l'expressió temps profund. El propòsit de la geocronologia, la datació de roques i fòssils, és teixir les dates que obtenim per explicar l’extraordinària història del temps profund de la Terra.



^