Har du någonsin snubblat över ett stort fossil på din semester? Det var vad som hände mig och två vänner i januari 2018, på en strand i Howick i norra England, på en geologisk roadtrip genom England och Wales. Det var rena slumpen, men det visade sig att vi hade upptäckt de 326 miljoner år gamla resterna av ett tusenfotingsliknande djur av enorma proportioner.

Vår forskning tyder på att den levande varelsen skulle ha varit cirka 50 cm bred och 2,5 meter lång – ungefär lika lång som en alligator – så vi kunde säkert dra slutsatsen att vi hade hittat ett fossil av en Arthropleura, det största ryggradslösa djur som någonsin har levt.

Det är en varelse som ofta finns i konst- och museumsutställningar som skildrar jordens karbonperiod. Det var för cirka 360 till 298 miljoner år sedan och är förknippat med rikliga kolproducerande regnskogar. För att sätta det i sitt sammanhang är det över 100 miljoner år innan dinosaurier strövade omkring på planeten.

Fram till nu var stora kroppsfossiler av detta forntida monster sällsynta. Vår kunskap hade förlitat sig på att sätta ihop bitar av ledtrådar från flera webbplatser; isolerade fragment av ben och exoskelett som tydligt tillhörde jätteleddjur, eller sällsynta nästan kompletta exemplar av juvenil Arthropleura som kastar ljus över djurets kroppsplan, trots att det är miniatyrexempel som inte är längre än 5 cm.

Det kanske mest betydande är att det vanligaste beviset på att karbonjorden kröp med gigantiska tusenfotingliknande djur kommer från spårfossiler. De är mönstren i sedimentära bergarter som lämnades av djur som rörde sig genom eller över sedimentet. När det gäller Arthropleura-spårfossiler, korsas kolsandstenar från Utah till Ukraina ofta av staccato spårvägar som vittnar om enorma leddjur, med många, många ben, som lämnar sina fotspår efter sig när de korsade långa förlorade stränder och flodbäddar. Spårbanor som är över 50 cm breda är relativt vanliga, trots att kroppsfossiler som närmar sig dessa dimensioner aldrig har upptäckts.

Snubblar över det gigantiska fossilet

Berättelsen om vår upptäckt började när jag och mina kollegor rullade ut den geologiska kartan över England och Wales och ritade ut en rutt som skulle ta oss genom miljontals år av jordens historia över två veckor, tillbaka till 560 miljoner år sedan.

Det innebar en resa fram och tillbaka, som sträckte sig 3 000 km över landet, med avsikten att stanna vid kustklippor, vägavskärningar, övergivna stenbrott och bergssidor. Resan var främst social, men vi höll ögonen öppna för geologiska berättelser att utforska vidare – vi accepterar inte den ibland viskade myten att Storbritanniens geologi är "klar" och att det inte finns mer kvar att upptäcka.

Ett av våra stopp tog oss till en strand vid Howick i Northumberland, cirka 40 km söder om den skotska gränsen.

Efter att ha vandrat söderut längs stranden under eftermiddagen, var vi på väg tillbaka för kvällen eftersom skymningen höll på att lägga sig. Strax innan vi klättrade tillbaka uppför klippan såg en av mina vänner ett nyligen fallen block av sandsten. Den hade splittrats på mitten och avslöjade av en slump ett gåtfullt fossil på båda sidor om den brutna stenen - en 76 cm lång samling av 12-14 segment. Vi tog så många bilder och anteckningar som möjligt och kontaktade ett antal karbonleddjursexperter över hela världen. De bekräftade alla att det måste vara Arthropleura.

Så, med tillstånd från Natural England och markägarna, Howick Estate, återvände vi till platsen för att samla fossilet i maj 2018.

Insamlingen av fossilet innebar att vi tog både en slägga och pneumatisk mejsel till det fallna blocket, och vi kunde gräva ut en platta av fossilet helt. Den andra plattan gick tyvärr isär när vi tog bort den, vilket betyder att plattan nu är ett pussel på cirka tio bitar. Men till och med detta visade sig vara överraskande eftersom det lät oss se ett tvärsnitt genom fossilet.

Varför det är viktigt

Fossilet är, även om det är ofullständigt, 76 cm gånger 36 cm och väger över 80 kg, så det tar kronan på det största leddjursfossilet från ett något mindre ordoviciskt trilobitexemplar (en utdöd grupp marina leddjur från Kanada).

Det är också det största Arthropleura-fossil som någonsin hittats – före vår upptäckt når det största halvkompletta fossilet, som visas i Senckenberg-museet i Frankfurt, bara blygsamma 23 cm i bredd.

Ännu viktigare, genom att använda uppskattningar av förhållandet mellan bredd och längd som erhållits från mindre och mer kompletta exemplar av Arthropleura, kunde vi uppskatta att det i livet återigen kniper rekordet för den största leddjur som någonsin har levt, denna gång utanför en devonisk havsskorpion från Tyskland.

Upptäckten lägger till det globala rekordet av Arthropleura-bevis från 60 platser i 13 olika länder. Tillsammans förekommer dessa exemplar alla på platser mycket nära den antika ekvatorn - som vid den tiden gick genom Nordamerika och över Storbritannien och Europa till Ukraina - vilket tyder på att släktet hade ett mycket begränsat geografiskt utbredningsområde.

Betecknande nog är Howick-exemplaret bland de äldsta bevisen för jättearthropleura och föregår alla större ökningar av kolsyrat atmosfäriskt syre - som tidigare föreslagits för att förklara leddjurens växande så stora. Det betyder att organismen kan ha varit så stor helt enkelt på grund av miljöfaktorer som ett överflöd av mat (till exempel vedartade växtrester) och bristande konkurrens från ryggradsdjur.

Fossilets sedimentära geologi är också intressant – som med många kända spårfossiler levde Howick Arthropleura uppenbarligen inte i ett kolträsk av kol, utan snarare i en öppen skogbevuxen livsmiljö på en sandig kustlinje som korsades av små floder.

Så vår upptäckt hjälper till att förfina bilden av dessa gigantiska leddjur.

Ändå är den viktigaste aspekten av allt förmodligen själva upptäckten. Den visar att det fortfarande är möjligt att världens största leddjursfossil kan upptäckas bara sittande på en strand, i en välbefolkad del av världen som har trålats av geologer, turister och gruvarbetare i nästan 200 år.

En uråldrig alligatorlängd tusenfoting är underbar i sig. Men denna upptäckt tyder på att det finns mycket mer oväntade och spektakulära fynd som fortfarande återstår att upptäcka från jordens geologiska rekord, så länge som människor fortsätter att leta.