Los satélites tienen el potencial de encontrar fósiles en el Parque Nacional del Bosque Petrificado

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Las imágenes satelitales tienen el potencial de ayudar a los paleontólogos a centrar sus esfuerzos en dónde buscar nuevos descubrimientos de fósiles y ayudar a los administradores de tierras a monitorear los recursos paleontológicos, según una nueva investigación realizada en el Parque Nacional del Bosque Petrificado por la Universidad de Oregon y publicada en la revista Geological Magazine en noviembre.

"Las aplicaciones potenciales de encontrar áreas ricas en fósiles utilizando diferencias químicas visibles desde el espacio son ilimitadas", dijo el paleontólogo de PEFO Adam Marsh en un correo electrónico reciente. "Podría ayudarnos a identificar áreas particularmente sensibles para proteger en el parque y también aquellas que podrían ser más científicamente significativas para nuestra investigación".

Esta es la primera vez que los investigadores intentan localizar fósiles individuales en el paisaje, mientras que trabajos anteriores se centraron en buscar afloramientos para la excavación de fósiles. El objetivo del proyecto es poder mapear áreas enormes utilizando satélites, para que las personas no tengan que poner un pie físicamente en esas áreas para reducir la carga de trabajo y aumentar la seguridad de los trabajadores, según el paleontólogo de la UO Edward Davis.

La UO examinó imágenes satelitales multiespectral, que incluyen luz visible, radiación ultravioleta e infrarroja. Luego, los investigadores pudieron distinguir los troncos fósiles individuales en Crystal Forest Trail del fondo observando cómo la luz se refleja o absorbe en el paisaje.

"No sentimos que este fuera un método que pudiera encontrar los fósiles por usted", dijo Davis, quien señaló que el trabajo tiene un largo camino por recorrer. “Era mejor decirte dónde no mirar. Si te dijera que no buscaras en un lugar [basado en las imágenes satelitales], podrías estar bastante seguro de que no te estabas perdiendo nada allí”.

Los administradores de tierras tienen interés en utilizar imágenes satelitales, pero Davis no cree que estén lo suficientemente desarrolladas como para que las agencias las utilicen como una opción debido a obstáculos técnicos y políticos.

Un fósil debe ser más grande que un solo píxel en la imagen y su composición mineral debe ser diferente del lecho de roca en el que se encuentra para destacar en los datos satelitales. Sin embargo, la mayor limitación es la resolución de la imagen a la que tienen acceso los investigadores académicos, según Davis.

"Esa es parte de la razón por la que utilizamos PEFO, porque los troncos petrificados son lo suficientemente grandes como para poder verlos bien desde el espacio", dijo Davis. "Tengo entendido que el gobierno tiene satélites con una resolución mucho mayor que funcionarían para encontrar fósiles más pequeños, pero están reservados para operaciones encubiertas".

Davis cree que a medida que la tecnología mejore, los investigadores tendrán acceso a imágenes de mayor resolución, especialmente con fines de seguimiento o desarrollo de planes de trabajo de campo para áreas aisladas.

Hasta entonces, las imágenes con drones son una opción viable para buscar las diferencias químicas entre fósiles y rocas; sin embargo, aún requiere personas en el terreno para operar el equipo y existen regulaciones que limitan el uso de drones en las unidades del Servicio de Parques Nacionales.

“Elena Ghezzo, quien dirigió este artículo, tiene un proyecto para escanear (en busca de) fósiles en el Monumento Nacional John Day Fossil Beds aquí en Oregon y en los terrenos cercanos de la Oficina de Administración de Tierras”, dijo Davis. “Esos datos todavía están bajo análisis, pero parecen prometedores. También tiene otro proyecto con ballenas fósiles en América del Sur, donde los fósiles de ballenas son lo suficientemente grandes en la superficie como los árboles petrificados y se pueden ver con imágenes satelitales”.

Las imágenes con drones presentan sus propios desafíos para los investigadores porque deben tener en cuenta la dirección de las caras de la roca y programar tiempos de filmación para la máxima exposición al sol para obtener retornos nítidos y brillantes de la roca.

"Una de las otras limitaciones es que el uso de drones está limitado dentro del monumento nacional", dijo Davis. “Obtuvimos buenas imágenes de drones desde los terrenos de BLM cercanos, pero cuando Ghezzo estaba en el monumento, creo que tuvo que usar un poste alto con la cámara encima porque existe la preocupación de que los drones perturben el medio ambiente y a los visitantes humanos. El NPS tiene reglas muy estrictas sobre el uso de drones y creo que es apropiado, pero limita parte del trabajo”.

Usar imágenes para detectar fósiles es mucho “más fácil cuando el paisaje es plano y abierto, con relativamente pocas obstrucciones”, como en PEFO, según el comunicado de prensa de la UO. "Pero también se pueden tener en cuenta otros datos sobre la geología y la topografía de la región para ayudar a los investigadores a distinguir un fósil de un árbol o una gran roca".

Este método también funciona mejor cuando la composición mineral del fósil difiere de la de su roca madre, lo que depende de la biología y del contenido del agua subterránea durante el proceso de fosilización.

"Los huesos fósiles de los vertebrados a menudo conservan algunos o todos los minerales originales que el animal produjo cuando estaba vivo", dijo Davis. “Cuando miras un fósil de dinosaurio, el hueso en sí suele estar todavía allí. Podemos observar los minerales reales que el animal produjo hace millones de años cuando estaba vivo”.

El hueso está formado por hidroxiapatita, que es un mineral, y muchas fibras de colágeno, el mismo material que hace que la piel sea flexible, señaló Davis. Cuando un animal muere, el colágeno se descompondrá dejando vacíos donde solía estar el colágeno.

Con el tiempo geológico, a medida que el agua subterránea se mueve a través de él, golpeará los fósiles y disminuirá su velocidad. A medida que se desacelere, liberará los minerales que se disuelven en el agua subterránea. Es un proceso muy similar a la forma en que el agua gotea en una cueva y produce estalactitas.

Este proceso de llenado de huecos se conoce como “perminerlización” y a los troncos de PEFO se les ocurrió un proceso un poco diferente de “petrificación” para convertirlo en un área de estudio ideal. Donde sin esos vacíos de colágeno para acumular los minerales transportados por el agua subterránea reemplazaron el material del planeta durante millones de años "casi átomo por átomo", dijo Davis.

"Con muchos troncos petrificados, puedes cortarlos en secciones delgadas y ponerlos bajo un microscopio y aún así ver las formas de las células originales", dijo. “Pero ya nada de ese material está allí. Todo ha sido reemplazado por nuevos minerales, por lo que terminas con PEFO, donde los troncos tienen una composición mineral muy diferente y un color característico muy diferente al de la roca circundante”.

El método de la UO se aplica a ambos procesos y se adapta a los restos de fósiles expuestos, desde árboles hasta dinosaurios.

“Al final”, dijo Davis. “Podrías sentarte con imágenes de satélite y decir: 'Parece que podría haber fósiles allí'. Pero costaría muchas horas. Lo que estamos tratando de hacer es automatizar el proceso con, eventualmente, aprendizaje automático para que una computadora pueda hacer esto mucho más rápido y con menos gastos. El ejemplo de PEFO es sólo un caso de estudio porque la gente sabe dónde están los registros. Pero la idea es entrenar a la computadora con un área conocida y luego darle miles de imágenes de un campo cercano para encontrar rápidamente lugares de alta probabilidad que deberías explorar”.