Hvordan vi opdagede et sjældent kæmpe tusindbensfossil på en strand, og hvorfor det betyder noget

Er du nogensinde faldet over et kæmpe fossil på din ferie? Det var, hvad der skete for mig og to venner i januar 2018 på en strand i Howick i det nordlige England, mens de var på en geologisk roadtrip gennem England og Wales. Det var rent lykketræf, men det viste sig, at vi havde opdaget de 326 millioner år gamle rester af et tusindben-lignende dyr af enorme proportioner.

Vores forskning tyder på, at det levende væsen ville have været omkring 50 cm i bredden og 2,5 meter i længden - omtrent lige så lang som en alligator - så vi kunne med sikkerhed konkludere, at vi havde fundet et fossil af en Arthropleura, det største hvirvelløse dyr, der nogensinde har levet.

Det er et væsen, der ofte findes i kunst- og museumsudstillinger, der skildrer Jordens karbonperiode. Det var omkring 360 til 298 millioner år siden og er forbundet med rigelige kulproducerende regnskove. For at sætte det i kontekst, er der over 100 millioner år, før dinosaurerne strejfede rundt på planeten.

Indtil nu var store kropsfossiler af dette gamle monster sjældne. Vores viden havde været afhængig af at sammensætte uddrag af spor fra flere steder; isolerede fragmenter af ben og eksoskeletoner, der tydeligvis tilhørte gigantiske leddyr, eller sjældne næsten fuldstændige eksemplarer af juvenil Arthropleura, der kaster lys over dyrets kropsplan, på trods af at de er miniatureeksempler, der ikke er mere end 5 cm lange.

Måske mest betydningsfuldt er det mest almindelige bevis på, at karbonjorden kravlede med kæmpe tusindben-lignende dyr, fra sporfossiler. De er mønstrene i sedimentære bjergarter, som blev efterladt af dyr, der bevægede sig gennem eller over sedimentet. I tilfælde af Arthropleura-sporfossiler krydses karbonholdige sandsten fra Utah til Ukraine ofte på kryds og tværs af staccato-sporspor, der vidner om enorme leddyr med mange, mange ben, der efterlader deres fodspor, når de krydsede lange tabte strande og flodsenge. Sporbaner over 50 cm brede er relativt almindelige, på trods af at kropsfossiler, der nærmer sig disse dimensioner, aldrig er blevet opdaget.

Snubler over det gigantiske fossil

Historien om vores opdagelse begyndte, da mine kolleger og jeg rullede det geologiske kort over England og Wales ud og plottede en rute, der ville tage os gennem millioner af år af Jordens historie over to uger, tilbage til 560 millioner år siden.

Det betød en tur frem og tilbage, der kørte 3.000 km på tværs af landet, med den hensigt at stoppe ved kystklipper, vejafskæringer, forladte stenbrud og bjergsider. Turen var primært social, men vi holdt øjnene åbne for geologiske historier at udforske yderligere – vi accepterer ikke den til tider hviskede myte om, at Storbritanniens geologi er "færdig", og at der ikke er mere tilbage at opdage.

Et af vores stop tog os til en strand ved Howick i Northumberland, omkring 40 km syd for den skotske grænse.

Efter at have vandret sydpå langs kysten i løbet af eftermiddagen, var vi på vej tilbage til aftenen, fordi skumringen var ved at falde på. Lige før vi klatrede tilbage op ad klippen, så en af ​​mine venner en nyligt falden blok sandsten. Den havde delt sig på midten og ved et tilfælde afslørede et gådefuldt fossil på begge sider af den knækkede klippe - en 76 cm lang samling af 12-14 segmenter. Vi tog så mange billeder og noter som muligt og kontaktede en række eksperter i kulledere verden over. De bekræftede alle, at det måtte være Arthropleura.

Så med tilladelse fra Natural England og grundejerne, Howick Estate, vendte vi tilbage til stedet for at indsamle fossilet i maj 2018.

Indsamlingen af ​​fossilet involverede at tage både en forhammer og pneumatisk mejsel til den faldne blok, og vi var i stand til at udgrave en plade af fossilet fuldstændigt. Den anden plade gik desværre i stykker, da vi fjernede den, hvilket betyder, at pladen nu er et puslespil på omkring ti brikker. Men selv dette viste sig serendipitalt, da det lod os se et tværsnit gennem fossilet.

Hvorfor er det vigtigt

Selvom fossilet er ufuldstændigt, er det 76 cm gange 36 cm og vejer over 80 kg, så det tager kronen af ​​det største leddyrfossil fra et lidt mindre ordovicisk trilobiteksemplar (en uddød gruppe af marine leddyr fra Canada).

Det er også det største Arthropleura-fossil, der nogensinde er fundet - før vores opdagelse, når det største semi-komplette fossil, der er udstillet i Senckenberg-museet i Frankfurt, kun beskedne 23 cm i bredden.

Endnu vigtigere, ved at bruge estimater af forholdet mellem bredde og længde opnået fra mindre og mere komplette eksemplarer af Arthropleura, kunne vi estimere, at det i livet igen kniber rekorden for den største leddyr, der nogensinde har levet, denne gang fra en devonisk havskorpion fra Tyskland.

Opdagelsen tilføjer til den globale rekord af Arthropleura-beviser fra 60 steder i 13 forskellige lande. Samlet forekommer disse eksemplarer alle på steder meget tæt på den gamle Ækvator - som på det tidspunkt løb gennem Nordamerika og på tværs af Storbritannien og Europa til Ukraine - hvilket tyder på, at slægten havde et meget begrænset geografisk udbredelsesområde.

Det er bemærkelsesværdigt, at Howick-eksemplaret er blandt de ældste beviser for kæmpe Arthropleura og går forud for enhver større stigning i kulstofholdigt atmosfærisk oxygen - tidligere foreslået for at tage højde for leddyr, der vokser så stort. Det betyder, at organismen kan have været så stor, simpelthen på grund af miljøfaktorer som en overflod af mad (for eksempel træagtige planterester) og manglende konkurrence fra hvirveldyr.

Fossilets sedimentære geologi er også interessant - som med mange kendte sporfossiler, levede Howick Arthropleura tydeligvis ikke i en kulsump af karbon, men snarere i et åbent skovklædt habitat på en sandet kystlinje gennemskåret af små floder.

Så vores opdagelse hjælper med at forfine billedet af disse gigantiske leddyr.

Alligevel er det mest betydningsfulde aspekt af alt nok selve opdagelsen. Den viser, at det stadig er muligt, at verdens største leddyrfossil kan opdages bare siddende på en strand, i en velbefolket del af verden, som er blevet gennemtrawlet af geologer, turister og minearbejdere i næsten 200 år.

Et gammelt tusindben i alligatorlængde er vidunderligt i sig selv. Men denne opdagelse antyder, at der er mange flere uventede og spektakulære fund, der stadig skal opdages fra Jordens geologiske rekord, så længe folk bliver ved med at lede.