20世纪初收集的在工业区内外生活的角百灵的比较。左边的标本是在美国制造带（U.S. Manufacturing Belt）内的伊利诺伊州收集的。右边的标本是在北美西海岸远离工业区的地方收集的。（致谢：Carl Fuldner 和 Shane DuBay）芝加哥菲尔德博物馆（Field Museum）的进取的研究人员翻出了一批角百灵标本，以便更仔细地查看它们翅膀上沾染的污垢。这是因为这些鸟类，有些已经存在了一个多世纪，共同构成了一个独特的、实物形式的工业时代空气污染记录。通过工厂繁荣时期从烟囱冒出并沾染到羽毛上的烟尘，两名芝加哥大学的研究生更新了20世纪早期大气烟尘水平的估计，而此前这很大程度上是基于模型的。
时光旅行
早在20世纪30年代，科学家和收藏家就注意到了一些奇怪的现象——一些鸟类似乎比以前更黑了。罪魁祸首很快被确定为正在蓬勃发展的锈带（Rust Belt）工厂使用的软烟煤产生的微小烟尘颗粒，科学界也据此继续研究。Shane DuBay 是一名进化生物学家，Carl Fuldner 研究艺术史；他们通过一个将艺术与科学相结合以促进创新研究的资助项目走到了一起。基于对历史收藏品如何揭示过去环境的共同兴趣，他们偶然发现了博物馆里那些沾满烟尘的鸟类，并意识到他们拥有数百个来自19世纪和20世纪的、仿佛带有空气信息的“时间胶囊”。Fuldner 说：“所有生物都不是存在于真空中，任何物种，包括人类，你在自然历史收藏品中找到的，如果它是在某个环境中收集的，那就意味着它与那个环境有过互动。”他们发现了几种来自中西部地区的鸟类，这些鸟类在其生命最后的几年里沾染了烟尘颗粒，并且这些颗粒一直嵌入在它们的羽毛中。菲尔德博物馆收藏了某些鸟类物种的数百个标本，这些标本是按时间序列收集的。这创造了该物种多年来的完整记录——非常适合 DuBays 和 Fuldner 想要做的工作。至关重要的是，博物馆的标本都一丝不苟地标注了日期和地点信息——Fuldner 说，有时甚至精确到街角。“这给了我们一个绝佳的机会，基本上可以绘制出大气黑碳在空间上的分布图，”DuBay 说。
烟尘云
他们拍摄了五种不同鸟类的一千多张照片，主要的要求是它们有浅色的胸部和腹部羽毛。根据反射率对鸟类进行排名——换句话说，它们有多黑——这让他们对空气中的烟尘水平有了一个很好的衡量标准。他们注意到20世纪初烟尘水平达到顶峰，在大萧条时期工厂生产放缓时出现大幅下降。二战一爆发，随着战时工业的发展，烟尘水平再次上升，之后随着立法者开始要求减少污染而逐渐趋于平缓。将他们的结果与已知事件进行匹配，让他们对模型有效性有了信心，并在此基础上进一步研究。他们在周一发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上的一篇论文中说，他们之前对1880年至1910年间大气烟尘水平的估计偏低。这些鸟类表明烟尘水平比人们想象的要高得多，鉴于我们使用空气污染的历史记录来为当前的气候变化预测提供信息，这很重要。这些先前的估计是基于一个结合了煤炭消耗量和当时煤炭燃烧相对效率的模型。然而，这些仍然是近似值。鸟类的羽毛是硬证据。得益于就近收集的鸟类标本，DuBays 和 Fuldner 还能够确定烟尘水平最高的地点。伊利诺伊州的朱丽叶（Joliet）立即脱颖而出；回顾历史记录，他们发现当时那里是美国第二大炼钢厂的所在地。这一发现进一步证明了博物馆的鸟类标本既是部分标本，也是部分大气测量仪器。
至今仍在继续
这项技术填补了我们历史知识的空白，但即使在今天，在像北京这样空气污染仍然是一个问题的地区，它也可能找到用途。虽然物种可能不同，但事实仍然是，那里的动物与它们的环境及其变化密不可分。“一次又一次的例子表明，过去历史收藏品的价值有助于我们应对当今的环境挑战，”Dubay 说。20世纪60年代，鸟蛋收藏品和猛禽观察是揭示 DDT 有害影响的关键，而鸟类羽毛则是早期预警大西洋汞含量升高的信号。谁知道还有哪些趋势可能隐藏在博物馆的收藏品中等待发现呢？Fuldner 说：“所有这些存在于收藏品中的标本；在它们被纳入博物馆时，没有人能想到我们现在会如何使用它们来解决这个问题。”“很难知道我们现在收集的标本将来会如何被使用。同样，19世纪一丝不苟的鸟类学家从未预料到这一天。他们只是相信自己工作的价值。
