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它们就像来自遥远幽谷中的一丝微弱的游音,向我们揭示了一亿多年前的恐龙世界的精彩瞬间。
上世纪50年代,内蒙古鄂托克草原上的牧民们惊奇地发现,在放牧羊群的草地上散落着一些神奇的足迹。他们以为是天上的神鸟飞落人间,是吉祥的象征。
1979年夏天,中科院沙漠研究所的专家在鄂托克旗西南部的查布地区进行地质调查时,意外地发现了28个足印。初步推测是由恐龙活动留下的。自那以后,国内外专家纷至沓来,对该地区的恐龙足迹进行考察。从1979年至今,在这里已经圈定了500多平方千米的恐龙足迹分布区,发现的恐龙足迹的数量之多、类型之丰富堪称“中国之最”。特别是在鄂托克旗查布苏木以西10~20千米范围内,在过去10年中已经确定了16个恐龙足迹保护点。通常,蜥脚类恐龙足迹化石保存下来的很少,而在鄂托克旗,不仅发现了大量的蜥脚类恐龙足迹化石,而且还可从中看到成年恐龙和幼年恐龙组成的生物群活动的生动景象。可以想象,在遥远的中生代时期,鄂托克旗的土地上曾经群龙相守,是名副其实的恐龙家园。
下面,就让我们跟随北京自然博物馆和内蒙古鄂托克恐龙足迹保护区的专家们去鄂托克旗的“恐龙足迹世界”看看。
1 拐弯的足迹
恐龙究竟是独居还是群居?这是一个热门话题。人们往往通过发现恐龙骨骼化石群来寻找答案。但是,在很多情况下,这些骨骼化石群是经过流水搬运才到达低洼的地形处并聚集起来的,因此不能以此判断恐龙是独居的还是群居的。那么怎样才能真实地了解恐龙的独居或群居行为呢?近年来,恐龙足迹学研究成为—个重要研究领域。
每当雨季过后,在5号足迹化石保护点,被河水冲刷的河床中便会显现出一些新的恐龙足迹,而且随着河床逐渐变宽,还有新的足迹不断显现出来。如此一来,这里便成为国内恐龙足迹分布最广泛、最丰富的一个点。不仅如此,与国内其他恐龙足迹点相比,这里发现的多条连续的足迹(被称为“行迹”)也是十分罕见的。据统计,仅在5号足迹化石保护点已发现约400枚恐龙足迹,不仅有肉食性的兽脚类恐龙的足迹,也有植食性的蜥脚类恐龙的大而连续的足迹。这表明恐龙不仅是群居在一起的,而且兽脚类恐龙和蜥脚类恐龙可以同时共存。颇为奇特的是,在一些小型蜥脚类恐龙的足迹中,发现了一串共15个兽脚类恐龙的拐弯的足迹。这该如何解释呢?或许是一只肉食性的兽脚类恐龙正行走时,突然看到一只受伤的植食性的蜥脚类恐龙,于是它立即改变行进方向来到这只蜥脚类恐龙的身边,几番撕扯后,使其成为自己的囊中之物。
透过这些足迹,我们依稀看见了中生代不同食陛恐龙群居相处的场景:虽然偶有角逐争斗发生,但在衣食无忧的日子里,它们相安无事地生活在一起。
2 连续的行迹
在8号足迹化石保护点,先后一共清理出347个恐龙足迹,其中包括蜥脚类恐龙足迹283个,兽脚类恐龙足迹64个,规模之大在国内外均属罕见,其中还有长度达1.18米的足迹,经测量判断如此巨大的足迹应该是最大的植食性蜥脚类恐龙——雷龙留下的。在这里还发现了迄今已知的最大的兽脚类恐龙足迹,最长达58.2厘米。
有一种2006年才被发现的兽脚类恐龙足迹,我们将其命名为“洛克里查布足迹”,以感谢美国科罗拉多大学教授、足迹学研究权威马丁·洛克里为研究查布恐龙足迹所做的大量工作。
在这个保护点发现的足迹化石绝大多数都属于蜥脚类恐龙,其中多数杂乱无章,为单步和复步,但也有一处连续的行迹,非常难得。
众多的恐龙足迹化石向我们传递着这样的信息:在恐龙生存的中生代,在鄂托克旗查布地区,成群的蜥脚类恐龙和少数兽脚类恐龙生活在一起。杂乱的蜥脚类恐龙足迹和连续的兽脚类恐龙足迹似乎表明,前者在后者的步步紧逼之下无助地徘徊。足迹背后的真相究竟是群龙相斗,还是群龙嬉戏?我们目前还不得而知。
3 狂奔的恐龙
过去人们都认为肉食性的霸王龙的奔跑速度很快,但有谁见过奔跑的霸王龙呢?在5号足迹化石保护点,我们意外地发现了一串共5个足迹,基本位于一条直线上。经研究,它们的造迹恐龙应该是一只小型三趾形兽脚类恐龙。在鄂托克旗的其他恐龙足迹点也曾发现过这种小型肉食性恐龙的足迹。令人感到奇怪的是,以往发现的这类足迹的间距一般都很小,而这组足迹的间距却大得惊人,达到28米!
经测量,这组恐龙足迹的长度为028米,一步长约为5.6米。这样一来,一步长和足迹长的比值达到了20(比值越大说明恐龙行走的速度越快)。
按照国际通用推导公式计算,这组足迹反映出当时这只恐龙的奔跑速度为每小时43.85千米。这简直就是在狂奔。如果和我们人类相比,它的奔跑速度已经远远超过了百米短跑世界冠军纪录!
那么这只恐龙为什么跑得这样快呢?有人认为有可能它突然看到了猎物,为追逐猎物而加速快跑。我们更相信这是一种逃生所为。我们推测它可能是在受到体形更大的恐龙的惊吓后,为了活命仓惶逃跑,而它在瞬间产生的速度难得地被足迹保存了下来。我们认为在动物世界中,如此的飞速行走,求生的可能性应该大于求食。对于小型兽脚类恐龙来说,像这样的速度,不到万不得已是很准发挥出来的。
4 鸟类的足迹
很早以前就有人在鄂托克旗发现了4~5厘米长的密密麻麻的小型三趾足迹,其中穿插着很多兽脚类恐龙的足迹。最初科学家还不能确定这些脚印究竟是鸟类还是小型兽脚类恐龙留下的。直到后来在鄂托克旗发现了两件鸟类骨架化石(分别被命名为“鄂托克鸟”和“查布华夏鸟”),科学家将鸟骨架化石周围的岩石的岩性(反映岩石的一些特征,如颜色、组成和结构等)同小型三趾足迹化石周围的岩石的岩性进行对比研究,发现两者是一致的,才做出大胆判断:在白垩纪早期,这里的确生活着鸟类。
保存下来的鸟类足迹一般具有这样的特点:足迹的密度较大,而且方向不一致;没有类似恐龙足迹那样的完整连续的行迹。我们认为密密麻麻的小型三趾足迹比较符合鸟类行走或停留的特征。
我们尝试分析了这种三趾的鸟类足迹,初步判断它们与现生的鹆形目中的金眶(行鸟)的足迹最为相似。金眶(行鸟)是一种在岸边生活的涉禽。据此我们推测。在白垩纪早期,鄂托克旗一带水草丰美,地上行龙,空中飞鸟。
5 恐龙的脚垫
在3号足迹化石保护点,我们发现了16个分布略显零乱的三趾型兽脚类恐龙足迹,分布呈两条行迹,偶尔还能看到类似尾迹的印痕(尾巴拖拉地面留下的印痕)。据分析,这16个足迹应该是由同一只恐龙留下的,足迹长度在0.37~0.4米之间。奇特的是,在这些足迹上保留有清晰的脚垫印记。
在大象的脚印中最为清楚的是脚 垫,因为大象的脚垫比较发达。对恐龙而言,除了大型蜥脚类恐龙的足迹有明显的脚垫外,兽脚类恐龙的脚垫印痕并不多见,这是因为兽脚类恐龙的脚垫很小或不发育。保留有脚垫印迹的足迹化石有助于我们进行足迹类型鉴定。
6 费解的“大坑”
在鄂托克旗恐龙足迹分布区,我们还发现了一个规模庞大的疑似恐龙足迹点。之所以说它“疑似”,是因为到现在为止还难以形成定论。那里有很多个连续的直径在两米以上的大坑,最大的一个坑的直径竟然达到了3.6米!它们是谁或者说是怎样留下的呢?
据勘测,这些大坑的深度都超过50厘米。从岩层的纵向观察,表面的砂岩层受压发生弯曲,将下面的岩层挤压成透镜体状,这表明这些大坑的形成时间比较早,和下面的砂岩层的形成时期是一致的,而这层砂岩层正是恐龙足迹保存最多的层位,属于恐龙时期。据此我们大胆猜测,这些坑有可能是一只超大型蜥脚类恐龙从这里走过时留下的足迹。不过,现在已经无从知道它究竟属于白垩纪早期的哪种类型。
我们曾就此同马丁·洛克里教授进行过交流,他认为很难置信这是恐龙的足迹。
这片奇怪的“大坑”现在已经被保护起来,目的是防止进一步风化或被人为破坏。它们究竟是某种动物的足迹?抑或只是一种地质现象?还需要做进一步的探索。
7 发现铸模化石
在5号恐龙足迹保护点附近的被河水冲刷成直立状的河岸边,我们幸运地发现了恐龙足迹铸模化石。铸模化石是一种化石类型。已发现的铸模化石大多为生活在海洋中的无脊椎动物留下的。
我们还是头一回看到恐龙足迹铸模化石。恐龙足迹铸模的形成过程是这样的:一只体重达几十吨的恐龙将它深陷淤泥的一只大脚费力地拔出来,难得的巧合是,在它拔出脚后,留下的坑没有跨塌,而且没过多久就被泥沙灌满,然后逐渐石化,最终形成今天我们所看到的足迹铸模化石。这些铸模化石实在是上天造物,在国内外都十分罕见。
由于河水的冲刷和下蚀作用,在河岸边形成了一个垂直的剖面,这些大型铸模才被暴露了出来。这串以铸模形式保存下来的恐龙足迹化石形成一条行迹,我们推断它们是由一只大型蜥脚类雷龙留下的,
在这里有5个清晰可见的足迹铸模化石,深约70厘米,充填其中的是黄白色的砂岩,与上部的岩层岩性相同:这串足迹铸模化石简直就是一个类似实物骨骼化石的立体脚印化石,不仅反映了恐龙足迹的大小和形状,还直观地显示了足迹的深度。经过对它们进行深入的模拟分析,我们可以了解这只恐龙当时是从哪个方向落脚,又从哪个方向拔出脚的,由此可以进一步推测这只恐龙当时行走的方向。足迹的大小则可以帮助我们判断它的体形有多大。
相关链接:寻找鸟化石
2009年5月初,我们一行5人再次来到鄂托克旗查布地区。此行除了进一步深入调查恐龙足迹外,还要进行一次小规模的野外发掘,目的是寻找鸟化石,以便同辽西“热河生物群”进行横向对比,为以后的大规模发掘奠定基础。
野外发掘有一套严格的程序和步骤。首先是进行野外踏勘,确定到哪一层岩石里去找化石。这是一个技术活儿。之前的经验告诉我们,要想在这里找到鸟化石,必须寻找薄层的泥页岩,因为这种岩性代表的是距今1.25亿年前的湖泊环境,比较容易保存鸟类化石。我们在8号足迹化石保护点北偏东大约200米远的河床侧岸上(本文作者之一的张笠夫曾经在这里发现了鸟化石)找到了厚约20厘米的泥页岩。
第二步是清理岩层,进行小范围试发掘。发掘需要用小铲将稍厚的岩层剖成两半,甚至继续剖分。经过一段时间的挖掘,我们在薄薄的泥页岩石板中发现了精致的小鱼化石和叶肢介化石,这让我们兴奋不已,因为辽西“热河生物群”中的典型生物组合就是“狼鳍鱼-叶肢介-三尾拟蜉蝣”。我们把这里确定为这次发掘的首选之地。
第三步是寻找发掘的工作面。为了清除泥页岩层上面压着的厚厚的砂岩,我们找来了铲车,但为避免大负荷的铲车压垮和压裂下面的岩层,我们在距离泥页岩上部约10厘米处停止了铲车作业,改用人工小心翼翼地分层寻找。在这一层位的深度发掘中,大量的鱼化石重见天日,同时现身的还有层层叠叠的叶肢介化石。
之后就是单调重复的工作——每天不断地翻开一层层的石板。这样的工作持续了三天,找到了不少的鱼化石,其中有一块长12厘米,高3厘米,正反面均十分清晰,臀鳍和背鳍上下位置对称,经鉴定是中华狼鳍鱼。可是,我们期盼中的鸟化石一直未露面。直到第四天早晨,我们终于发掘出了一件鸟化石,这是一件保存着完整的胸骨和叉骨,有三个背椎连接着背肋的鸟化石。
鸟化石的发现向我们传递了一个重要信息,鄂托克旗的乌化石产自恐龙足迹下面的薄层泥页岩中,而且与辽西“热河生物群”的生物组合比较类似,恐龙足迹化石、鱼化石、鸟化石等的发现为我们描绘了一幅多彩的白垩纪画卷:唧唧喳喳的鸟儿飞翔在宽阔平静的湖面上;鱼儿们自在地穿梭竟游于清澈的湖水中;湖岸上,成群的恐龙结伴来到湖边饮水、嬉戏……
“恐龙舞池”
2008年10月,美国地质学家在美国亚利桑那州与犹他州交界处发现了大片恐龙足迹。据估计,这里曾经至少有1000只恐龙聚集。研究人员将这里形象地称为“恐龙舞池”。
地质学家认为,在1.9亿年前,位于亚利桑那州和犹他州交界处的这片干旱的荒野可能是沙漠中的一片绿洲,后来逐渐变成了沙漠。在远古时期,在这片沙漠的沙丘之间可能存在池塘。从留下的痕迹分析,有数量众多的恐龙曾经到这里饮水。
化石:地球历史的见证者
化石是保存在地质历史时期的岩层或沉积物中的生物遗体和遗迹。化石应具备生物特征,如形状、结构、纹饰和有棚化学组分等,或者是生物生前活动遗留下来的痕迹。如果我们把地球历史看作一部书,那么化石就是镶嵌在文字中的图片,它们不仅能生动地注解神秘的史前世界,其本身也是地球历史的见证者。
古生物学家根据化石的成因把化石划分成以下几类:
铸模化石
这种化石是动植物遗体在保存为化石的过程中,通过挤压作用在地层的岩石表面留下的印模、铸型等,能清晰地显示生物硬体表面的精细结构。铸模化石可以划分为若干类型,其中印痕化石最为常见。
实体化石
人们曾经在西伯利亚第四纪的冰冻土层中发现了巨大的猛玛象,这种庞然大物不仅保存了完整的骨骼,连皮肤、体毛,甚至胃内的食物都保存了下来。科学家后来又在波兰发现了完整的披毛犀。所有这些都是实体化石。实体化石通常保存了动物、植物遗体的全部或绝大部分(特别是坚硬的骨骼部分),既有研究价值,又有观赏价值,是很珍贵的化石。
遗迹化石
遗迹化石主要是动物在生命活动中遗留下来的痕迹或遗物,前者如爬迹、足迹等,后者如粪 便、蛋等。恐龙足迹和恐龙蛋就是经过漫长的地质作用形成的著名遗迹化石。遗迹化石是研究动物生活习性及生命活动的重要证据。
恐龙足迹知识ABC
什么样的条件才能保存恐龙足迹化石?
恐龙足迹化石是恐龙在长达1.6亿年的中生代生活时留在地面的足迹印痕在地质历史变迁中逐渐石化并保存下来的遗迹。尽管不同种类的化石的形成机理是相似的,甚至是相同的,但足迹化石的形成要比实体化石如骨骼化石的形成难很多,由于它们受地面湿度、坡度、含碎屑物溶液的黏度以及颗粒度大小的制约和影响,只有在这些条件都比较合适的情况下,恐龙在湖滨、海滨或河滩地上行走后留下的足迹才有可能以化石的形式保留下来。如果是在特别稀湿的泥地上,在恐龙的脚离开地面的瞬间,周围的稀泥就会自动回填到足迹坑中,足迹就会荡然无存,更不可能有机会形成化石保留下来。
恐龙足迹化石是怎样形成的?
并非人们想象的那样,一只巨大的恐龙用脚踩在石头上就会留下足迹化石。要想形成足迹化石,必须具备以下几个条件:第一,要求地表湿度、黏度以及碎屑物的颗粒度比较适中。一般湖滨、海滨及河滩地的这些条件比较适中,有可能留下足迹。第二,恐龙留下的足迹必须迅速被碎屑物掩埋,否则经过风吹雨淋和流水冲刷会很快消失。第三,被碎屑物掩埋的足迹需要在长期的地质作用下不断与矿物质进行交换和充填,最后才有可能形成硬邦邦的岩石。第四,含有足迹化石的地层必须上升,否则它们将被永远埋在地下不为人所知。第五,要求保存有足迹化石的岩层的岩性特别是硬度同上覆岩层有差别,这样经过差异风化,就有可能使足迹化石暴露出来。最后,还要求暴露出来的足迹化石被人发现,在许多交通十分不便的地区,人迹罕至,足迹就是暴露出来也不会被发现。由此可见,能够被今天的人们发现的恐龙足迹是多么的珍贵。
恐龙足迹化石有哪些类型?
按照推理,恐龙足迹化石的类型应该是和恐龙的类型相对应的。当然,在保存过程中因环境不同(如地面湿度、碎屑物沉积的速度和颗粒度等),可能使恐龙足迹化石的形态发生一些变化。当然,也不排除个别恐龙存在特殊形态(如同人类中的六指人)。
我们常见的恐龙足迹的类型以三趾的居多,占70%以上,另外还有四趾的、五趾的,也有两趾的,只是数量极少,仅在四川峨眉地区发现过三例。
恐龙足迹能告诉我们什么?
恐龙足迹化石除了能反映史前恐龙生活的类型以及群落的组成外,更重要的是它们能帮助我们分析中生代不同类型恐龙的生活习性及行为,如独居或群居。此外,通过足迹分布数量及组成还能帮助我们获取古气候等信息。
在内蒙古鄂托克旗发现的恐龙足迹化石,大多数是两足行走的兽脚类恐龙足迹。在兽脚类恐龙足迹中,常见的是单行的、比较长的行迹,反映了这类恐龙单独行动的特性。但当需要攻击较大猎物的时候,有些兽脚类恐龙则相互协作,集群攻击猎物。蜥脚类恐龙的足迹比较凌乱,显示出搏斗的场面。
纵观世界范围内已发现的恐龙足迹,植食性的蜥脚类恐龙足迹的出现总是伴随有肉食性的兽脚类恐龙足迹。鄂托克旗的情况也是如此,蜥脚类恐龙足迹占主导地位,而其他的鸟脚类恐龙则未见。一般情况下,在低纬度干旱地区的海岸或湖岸沉积中,蜥脚类足迹比较常见,因为那里的水的蒸发量多于降水量。据此可以推断,在白垩纪早期,鄂托克地区属于半干旱的内陆盆地环境。这个结论得到了其他方面的证据的支持,比如在北美地区蜥脚类足迹比较少见,原因就在于那里根本没有发现内陆湖泊沉积。
上世纪50年代,内蒙古鄂托克草原上的牧民们惊奇地发现,在放牧羊群的草地上散落着一些神奇的足迹。他们以为是天上的神鸟飞落人间,是吉祥的象征。
1979年夏天,中科院沙漠研究所的专家在鄂托克旗西南部的查布地区进行地质调查时,意外地发现了28个足印。初步推测是由恐龙活动留下的。自那以后,国内外专家纷至沓来,对该地区的恐龙足迹进行考察。从1979年至今,在这里已经圈定了500多平方千米的恐龙足迹分布区,发现的恐龙足迹的数量之多、类型之丰富堪称“中国之最”。特别是在鄂托克旗查布苏木以西10~20千米范围内,在过去10年中已经确定了16个恐龙足迹保护点。通常,蜥脚类恐龙足迹化石保存下来的很少,而在鄂托克旗,不仅发现了大量的蜥脚类恐龙足迹化石,而且还可从中看到成年恐龙和幼年恐龙组成的生物群活动的生动景象。可以想象,在遥远的中生代时期,鄂托克旗的土地上曾经群龙相守,是名副其实的恐龙家园。
下面,就让我们跟随北京自然博物馆和内蒙古鄂托克恐龙足迹保护区的专家们去鄂托克旗的“恐龙足迹世界”看看。
1 拐弯的足迹
恐龙究竟是独居还是群居?这是一个热门话题。人们往往通过发现恐龙骨骼化石群来寻找答案。但是,在很多情况下,这些骨骼化石群是经过流水搬运才到达低洼的地形处并聚集起来的,因此不能以此判断恐龙是独居的还是群居的。那么怎样才能真实地了解恐龙的独居或群居行为呢?近年来,恐龙足迹学研究成为—个重要研究领域。
每当雨季过后,在5号足迹化石保护点,被河水冲刷的河床中便会显现出一些新的恐龙足迹,而且随着河床逐渐变宽,还有新的足迹不断显现出来。如此一来,这里便成为国内恐龙足迹分布最广泛、最丰富的一个点。不仅如此,与国内其他恐龙足迹点相比,这里发现的多条连续的足迹(被称为“行迹”)也是十分罕见的。据统计,仅在5号足迹化石保护点已发现约400枚恐龙足迹,不仅有肉食性的兽脚类恐龙的足迹,也有植食性的蜥脚类恐龙的大而连续的足迹。这表明恐龙不仅是群居在一起的,而且兽脚类恐龙和蜥脚类恐龙可以同时共存。颇为奇特的是,在一些小型蜥脚类恐龙的足迹中,发现了一串共15个兽脚类恐龙的拐弯的足迹。这该如何解释呢?或许是一只肉食性的兽脚类恐龙正行走时,突然看到一只受伤的植食性的蜥脚类恐龙,于是它立即改变行进方向来到这只蜥脚类恐龙的身边,几番撕扯后,使其成为自己的囊中之物。
透过这些足迹,我们依稀看见了中生代不同食陛恐龙群居相处的场景:虽然偶有角逐争斗发生,但在衣食无忧的日子里,它们相安无事地生活在一起。
2 连续的行迹
在8号足迹化石保护点,先后一共清理出347个恐龙足迹,其中包括蜥脚类恐龙足迹283个,兽脚类恐龙足迹64个,规模之大在国内外均属罕见,其中还有长度达1.18米的足迹,经测量判断如此巨大的足迹应该是最大的植食性蜥脚类恐龙——雷龙留下的。在这里还发现了迄今已知的最大的兽脚类恐龙足迹,最长达58.2厘米。
有一种2006年才被发现的兽脚类恐龙足迹,我们将其命名为“洛克里查布足迹”,以感谢美国科罗拉多大学教授、足迹学研究权威马丁·洛克里为研究查布恐龙足迹所做的大量工作。
在这个保护点发现的足迹化石绝大多数都属于蜥脚类恐龙,其中多数杂乱无章,为单步和复步,但也有一处连续的行迹,非常难得。
众多的恐龙足迹化石向我们传递着这样的信息:在恐龙生存的中生代,在鄂托克旗查布地区,成群的蜥脚类恐龙和少数兽脚类恐龙生活在一起。杂乱的蜥脚类恐龙足迹和连续的兽脚类恐龙足迹似乎表明,前者在后者的步步紧逼之下无助地徘徊。足迹背后的真相究竟是群龙相斗,还是群龙嬉戏?我们目前还不得而知。
3 狂奔的恐龙
过去人们都认为肉食性的霸王龙的奔跑速度很快,但有谁见过奔跑的霸王龙呢?在5号足迹化石保护点,我们意外地发现了一串共5个足迹,基本位于一条直线上。经研究,它们的造迹恐龙应该是一只小型三趾形兽脚类恐龙。在鄂托克旗的其他恐龙足迹点也曾发现过这种小型肉食性恐龙的足迹。令人感到奇怪的是,以往发现的这类足迹的间距一般都很小,而这组足迹的间距却大得惊人,达到28米!
经测量,这组恐龙足迹的长度为028米,一步长约为5.6米。这样一来,一步长和足迹长的比值达到了20(比值越大说明恐龙行走的速度越快)。
按照国际通用推导公式计算,这组足迹反映出当时这只恐龙的奔跑速度为每小时43.85千米。这简直就是在狂奔。如果和我们人类相比,它的奔跑速度已经远远超过了百米短跑世界冠军纪录!
那么这只恐龙为什么跑得这样快呢?有人认为有可能它突然看到了猎物,为追逐猎物而加速快跑。我们更相信这是一种逃生所为。我们推测它可能是在受到体形更大的恐龙的惊吓后,为了活命仓惶逃跑,而它在瞬间产生的速度难得地被足迹保存了下来。我们认为在动物世界中,如此的飞速行走,求生的可能性应该大于求食。对于小型兽脚类恐龙来说,像这样的速度,不到万不得已是很准发挥出来的。
4 鸟类的足迹
很早以前就有人在鄂托克旗发现了4~5厘米长的密密麻麻的小型三趾足迹,其中穿插着很多兽脚类恐龙的足迹。最初科学家还不能确定这些脚印究竟是鸟类还是小型兽脚类恐龙留下的。直到后来在鄂托克旗发现了两件鸟类骨架化石(分别被命名为“鄂托克鸟”和“查布华夏鸟”),科学家将鸟骨架化石周围的岩石的岩性(反映岩石的一些特征,如颜色、组成和结构等)同小型三趾足迹化石周围的岩石的岩性进行对比研究,发现两者是一致的,才做出大胆判断:在白垩纪早期,这里的确生活着鸟类。
保存下来的鸟类足迹一般具有这样的特点:足迹的密度较大,而且方向不一致;没有类似恐龙足迹那样的完整连续的行迹。我们认为密密麻麻的小型三趾足迹比较符合鸟类行走或停留的特征。
我们尝试分析了这种三趾的鸟类足迹,初步判断它们与现生的鹆形目中的金眶(行鸟)的足迹最为相似。金眶(行鸟)是一种在岸边生活的涉禽。据此我们推测。在白垩纪早期,鄂托克旗一带水草丰美,地上行龙,空中飞鸟。
5 恐龙的脚垫
在3号足迹化石保护点,我们发现了16个分布略显零乱的三趾型兽脚类恐龙足迹,分布呈两条行迹,偶尔还能看到类似尾迹的印痕(尾巴拖拉地面留下的印痕)。据分析,这16个足迹应该是由同一只恐龙留下的,足迹长度在0.37~0.4米之间。奇特的是,在这些足迹上保留有清晰的脚垫印记。
在大象的脚印中最为清楚的是脚 垫,因为大象的脚垫比较发达。对恐龙而言,除了大型蜥脚类恐龙的足迹有明显的脚垫外,兽脚类恐龙的脚垫印痕并不多见,这是因为兽脚类恐龙的脚垫很小或不发育。保留有脚垫印迹的足迹化石有助于我们进行足迹类型鉴定。
6 费解的“大坑”
在鄂托克旗恐龙足迹分布区,我们还发现了一个规模庞大的疑似恐龙足迹点。之所以说它“疑似”,是因为到现在为止还难以形成定论。那里有很多个连续的直径在两米以上的大坑,最大的一个坑的直径竟然达到了3.6米!它们是谁或者说是怎样留下的呢?
据勘测,这些大坑的深度都超过50厘米。从岩层的纵向观察,表面的砂岩层受压发生弯曲,将下面的岩层挤压成透镜体状,这表明这些大坑的形成时间比较早,和下面的砂岩层的形成时期是一致的,而这层砂岩层正是恐龙足迹保存最多的层位,属于恐龙时期。据此我们大胆猜测,这些坑有可能是一只超大型蜥脚类恐龙从这里走过时留下的足迹。不过,现在已经无从知道它究竟属于白垩纪早期的哪种类型。
我们曾就此同马丁·洛克里教授进行过交流,他认为很难置信这是恐龙的足迹。
这片奇怪的“大坑”现在已经被保护起来,目的是防止进一步风化或被人为破坏。它们究竟是某种动物的足迹?抑或只是一种地质现象?还需要做进一步的探索。
7 发现铸模化石
在5号恐龙足迹保护点附近的被河水冲刷成直立状的河岸边,我们幸运地发现了恐龙足迹铸模化石。铸模化石是一种化石类型。已发现的铸模化石大多为生活在海洋中的无脊椎动物留下的。
我们还是头一回看到恐龙足迹铸模化石。恐龙足迹铸模的形成过程是这样的:一只体重达几十吨的恐龙将它深陷淤泥的一只大脚费力地拔出来,难得的巧合是,在它拔出脚后,留下的坑没有跨塌,而且没过多久就被泥沙灌满,然后逐渐石化,最终形成今天我们所看到的足迹铸模化石。这些铸模化石实在是上天造物,在国内外都十分罕见。
由于河水的冲刷和下蚀作用,在河岸边形成了一个垂直的剖面,这些大型铸模才被暴露了出来。这串以铸模形式保存下来的恐龙足迹化石形成一条行迹,我们推断它们是由一只大型蜥脚类雷龙留下的,
在这里有5个清晰可见的足迹铸模化石,深约70厘米,充填其中的是黄白色的砂岩,与上部的岩层岩性相同:这串足迹铸模化石简直就是一个类似实物骨骼化石的立体脚印化石,不仅反映了恐龙足迹的大小和形状,还直观地显示了足迹的深度。经过对它们进行深入的模拟分析,我们可以了解这只恐龙当时是从哪个方向落脚,又从哪个方向拔出脚的,由此可以进一步推测这只恐龙当时行走的方向。足迹的大小则可以帮助我们判断它的体形有多大。
相关链接:寻找鸟化石
2009年5月初,我们一行5人再次来到鄂托克旗查布地区。此行除了进一步深入调查恐龙足迹外,还要进行一次小规模的野外发掘,目的是寻找鸟化石,以便同辽西“热河生物群”进行横向对比,为以后的大规模发掘奠定基础。
野外发掘有一套严格的程序和步骤。首先是进行野外踏勘,确定到哪一层岩石里去找化石。这是一个技术活儿。之前的经验告诉我们,要想在这里找到鸟化石,必须寻找薄层的泥页岩,因为这种岩性代表的是距今1.25亿年前的湖泊环境,比较容易保存鸟类化石。我们在8号足迹化石保护点北偏东大约200米远的河床侧岸上(本文作者之一的张笠夫曾经在这里发现了鸟化石)找到了厚约20厘米的泥页岩。
第二步是清理岩层,进行小范围试发掘。发掘需要用小铲将稍厚的岩层剖成两半,甚至继续剖分。经过一段时间的挖掘,我们在薄薄的泥页岩石板中发现了精致的小鱼化石和叶肢介化石,这让我们兴奋不已,因为辽西“热河生物群”中的典型生物组合就是“狼鳍鱼-叶肢介-三尾拟蜉蝣”。我们把这里确定为这次发掘的首选之地。
第三步是寻找发掘的工作面。为了清除泥页岩层上面压着的厚厚的砂岩,我们找来了铲车,但为避免大负荷的铲车压垮和压裂下面的岩层,我们在距离泥页岩上部约10厘米处停止了铲车作业,改用人工小心翼翼地分层寻找。在这一层位的深度发掘中,大量的鱼化石重见天日,同时现身的还有层层叠叠的叶肢介化石。
之后就是单调重复的工作——每天不断地翻开一层层的石板。这样的工作持续了三天,找到了不少的鱼化石,其中有一块长12厘米,高3厘米,正反面均十分清晰,臀鳍和背鳍上下位置对称,经鉴定是中华狼鳍鱼。可是,我们期盼中的鸟化石一直未露面。直到第四天早晨,我们终于发掘出了一件鸟化石,这是一件保存着完整的胸骨和叉骨,有三个背椎连接着背肋的鸟化石。
鸟化石的发现向我们传递了一个重要信息,鄂托克旗的乌化石产自恐龙足迹下面的薄层泥页岩中,而且与辽西“热河生物群”的生物组合比较类似,恐龙足迹化石、鱼化石、鸟化石等的发现为我们描绘了一幅多彩的白垩纪画卷:唧唧喳喳的鸟儿飞翔在宽阔平静的湖面上;鱼儿们自在地穿梭竟游于清澈的湖水中;湖岸上,成群的恐龙结伴来到湖边饮水、嬉戏……
“恐龙舞池”
2008年10月,美国地质学家在美国亚利桑那州与犹他州交界处发现了大片恐龙足迹。据估计,这里曾经至少有1000只恐龙聚集。研究人员将这里形象地称为“恐龙舞池”。
地质学家认为,在1.9亿年前,位于亚利桑那州和犹他州交界处的这片干旱的荒野可能是沙漠中的一片绿洲,后来逐渐变成了沙漠。在远古时期,在这片沙漠的沙丘之间可能存在池塘。从留下的痕迹分析,有数量众多的恐龙曾经到这里饮水。
化石:地球历史的见证者
化石是保存在地质历史时期的岩层或沉积物中的生物遗体和遗迹。化石应具备生物特征,如形状、结构、纹饰和有棚化学组分等,或者是生物生前活动遗留下来的痕迹。如果我们把地球历史看作一部书,那么化石就是镶嵌在文字中的图片,它们不仅能生动地注解神秘的史前世界,其本身也是地球历史的见证者。
古生物学家根据化石的成因把化石划分成以下几类:
铸模化石
这种化石是动植物遗体在保存为化石的过程中,通过挤压作用在地层的岩石表面留下的印模、铸型等,能清晰地显示生物硬体表面的精细结构。铸模化石可以划分为若干类型,其中印痕化石最为常见。
实体化石
人们曾经在西伯利亚第四纪的冰冻土层中发现了巨大的猛玛象,这种庞然大物不仅保存了完整的骨骼,连皮肤、体毛,甚至胃内的食物都保存了下来。科学家后来又在波兰发现了完整的披毛犀。所有这些都是实体化石。实体化石通常保存了动物、植物遗体的全部或绝大部分(特别是坚硬的骨骼部分),既有研究价值,又有观赏价值,是很珍贵的化石。
遗迹化石
遗迹化石主要是动物在生命活动中遗留下来的痕迹或遗物,前者如爬迹、足迹等,后者如粪 便、蛋等。恐龙足迹和恐龙蛋就是经过漫长的地质作用形成的著名遗迹化石。遗迹化石是研究动物生活习性及生命活动的重要证据。
恐龙足迹知识ABC
什么样的条件才能保存恐龙足迹化石?
恐龙足迹化石是恐龙在长达1.6亿年的中生代生活时留在地面的足迹印痕在地质历史变迁中逐渐石化并保存下来的遗迹。尽管不同种类的化石的形成机理是相似的,甚至是相同的,但足迹化石的形成要比实体化石如骨骼化石的形成难很多,由于它们受地面湿度、坡度、含碎屑物溶液的黏度以及颗粒度大小的制约和影响,只有在这些条件都比较合适的情况下,恐龙在湖滨、海滨或河滩地上行走后留下的足迹才有可能以化石的形式保留下来。如果是在特别稀湿的泥地上,在恐龙的脚离开地面的瞬间,周围的稀泥就会自动回填到足迹坑中,足迹就会荡然无存,更不可能有机会形成化石保留下来。
恐龙足迹化石是怎样形成的?
并非人们想象的那样,一只巨大的恐龙用脚踩在石头上就会留下足迹化石。要想形成足迹化石,必须具备以下几个条件:第一,要求地表湿度、黏度以及碎屑物的颗粒度比较适中。一般湖滨、海滨及河滩地的这些条件比较适中,有可能留下足迹。第二,恐龙留下的足迹必须迅速被碎屑物掩埋,否则经过风吹雨淋和流水冲刷会很快消失。第三,被碎屑物掩埋的足迹需要在长期的地质作用下不断与矿物质进行交换和充填,最后才有可能形成硬邦邦的岩石。第四,含有足迹化石的地层必须上升,否则它们将被永远埋在地下不为人所知。第五,要求保存有足迹化石的岩层的岩性特别是硬度同上覆岩层有差别,这样经过差异风化,就有可能使足迹化石暴露出来。最后,还要求暴露出来的足迹化石被人发现,在许多交通十分不便的地区,人迹罕至,足迹就是暴露出来也不会被发现。由此可见,能够被今天的人们发现的恐龙足迹是多么的珍贵。
恐龙足迹化石有哪些类型?
按照推理,恐龙足迹化石的类型应该是和恐龙的类型相对应的。当然,在保存过程中因环境不同(如地面湿度、碎屑物沉积的速度和颗粒度等),可能使恐龙足迹化石的形态发生一些变化。当然,也不排除个别恐龙存在特殊形态(如同人类中的六指人)。
我们常见的恐龙足迹的类型以三趾的居多,占70%以上,另外还有四趾的、五趾的,也有两趾的,只是数量极少,仅在四川峨眉地区发现过三例。
恐龙足迹能告诉我们什么?
恐龙足迹化石除了能反映史前恐龙生活的类型以及群落的组成外,更重要的是它们能帮助我们分析中生代不同类型恐龙的生活习性及行为,如独居或群居。此外,通过足迹分布数量及组成还能帮助我们获取古气候等信息。
在内蒙古鄂托克旗发现的恐龙足迹化石,大多数是两足行走的兽脚类恐龙足迹。在兽脚类恐龙足迹中,常见的是单行的、比较长的行迹,反映了这类恐龙单独行动的特性。但当需要攻击较大猎物的时候,有些兽脚类恐龙则相互协作,集群攻击猎物。蜥脚类恐龙的足迹比较凌乱,显示出搏斗的场面。
纵观世界范围内已发现的恐龙足迹,植食性的蜥脚类恐龙足迹的出现总是伴随有肉食性的兽脚类恐龙足迹。鄂托克旗的情况也是如此,蜥脚类恐龙足迹占主导地位,而其他的鸟脚类恐龙则未见。一般情况下,在低纬度干旱地区的海岸或湖岸沉积中,蜥脚类足迹比较常见,因为那里的水的蒸发量多于降水量。据此可以推断,在白垩纪早期,鄂托克地区属于半干旱的内陆盆地环境。这个结论得到了其他方面的证据的支持,比如在北美地区蜥脚类足迹比较少见,原因就在于那里根本没有发现内陆湖泊沉积。