En av de mest spännande upptäckterna som paleontologer kan göra är att hitta orsakssambandet mellan utrotningen av forntida varelser och de miljöförhållanden som ledde till utrotningen. Ett team av forskare och studenter vid University of Rhode Island går närmare för att avslöja hur en grupp djur från slutet av trias gick ut, tack vare den exakta dateringen av fossiler i Petrified Forest National Park i Arizona.

URI professor David Fastovsky, som gjorde viktiga upptäckter om dinosauriernas utrotning mellan krita- och tertiärperioden för 66 miljoner år sedan, leder ett team av forskare som arbetar med att förstå vad som orsakade utrotningen av de närmaste släktingarna till Nordamerikas tidigaste dinosaurier för omkring 215 miljoner år sedan.

"Att återskapa utrotningar är extremt svårt, " han sa, "men i Petrified Forest har vi de bäst daterade gamla flodfyndigheterna i världen, som gör att vi kan ställa mycket exakta frågor om detta utrotning – i synnerhet, vare sig det var gradvis eller katastrofalt. Detta kan vara ett av de extremt sällsynta fallen i den antika uppteckningen när detta faktiskt kunde bestämmas kvantitativt med hjälp av direkta bevis."

Om forskarna fastställer att alla djuren dog ut ungefär samtidigt – snarare än gradvis under en lång period – kanske de kan koppla djurens utrotning till den katastrofala inverkan av en asteroid som lämnade en 50 mil bred krater i Quebec, en påverkan som vissa forskare tror var ansvarig för utrotningen vid den tiden.

Fastovsky har studerat fossilerna i Petrified Forest sedan 1991. Han sa att klipporna där tyder på en distinkt "faunal turnover" när en uppsättning organismer försvann och en annan uppsättning organismer dök upp.

"Frågan är, kan vi datera den där djuromsättningen, och hur exakt, " han sa.

Genom att använda vad han kallade "high-precision uranium-bly dating" utvecklad av forskare vid Massachusetts Institute of Technology och tillämpad av URI-geoforskare i Petrified Forest National Park, Fastovsky är hoppfull att hans lag kommer att ha några svar i slutet av nästa år.

För att nå det målet, Fastovsky förlovade Gavino Puggioni, URI biträdande professor i statistik, som använder sofistikerade statistiska analyser för att avgöra om de gamla djuren alla dog ut samtidigt, vilket kan förväntas av en katastrofal händelse.

"De processer som vi studerar ägde rum under tusentals år, " sa Puggioni. "Vi försöker extrahera en mycket svag signal från denna lilla datamängd. Men det finns statistiska tekniker som kan hjälpa oss att identifiera vad vi observerar. Vi försöker förlänga och flytta gränserna. "

"Detta är en okänd nivå av kvantitativ precision som tillämpas på en utrotningshändelse, "tillade Fastovsky.

För att fylla i luckor i befintliga data, URI -doktoranden Reilly Hayes och junior Amanda Bednarick tillbringade tre månader förra sommaren med att hitta de exakta platserna där mer än 100 fossiler hade samlats in från Petrified Forest under det senaste århundradet. Det var inte lätt.

"River systems like at Petrified Forest tear themselves up when the sediments build up, " explained Hayes. "So you find a lot of discontinuities between the beds of rock. But we already had dates in the model of how certain beds fit together into the larger sequence at the park. We just didn't know where all the fossils occurred relative to those."

The dates in the model were first collected by a previous generation of URI researchers, and they run through the full thickness of the rock sequence exposed in the Park, which Fastovsky and his MIT colleagues nicknamed the "backbone."

Hayes and Bednarick hiked many miles each week last summer and found 51 sites around the park where they could link previously collected fossils with rocks of known age.

"We relocated all these fossil localities, some of which didn't have exact information for where they were originally found, and then we established a game plan for how to correlate this spot on the ground to a place where the backbone was exposed, " said Bednarick.

Over the next year, additional field work will be required to relocate about 20 more fossil sites, and the statistical analyses will continue. And then the researchers hope to be able to draw conclusions about the cause of the extinction.

"We're looking forward to testing whether the extinctions occurred at the same time and whether this particular extinction would be concordant with what you would expect if an asteroid did the deed, " concluded Fastovsky. "That would be pretty special."