恐龙学家个个都是福尔摩斯

  曾经称霸地球的恐龙永远是人们好奇的焦点之一,但它们早已灭绝6600万年,要了解到它们并不容易。不过地质学家们就好像侦探一样,会从每一块恐龙化石中抽丝剥茧,侦破“迷案”。

  其中恐龙的形态、食性、繁殖方式等,可以直接借助恐龙骨骼化石来进行研究,但是对恐龙生活在哪里,生活环境是怎样的,是群居还是独行等信息却很难从恐龙骨骼化石中直接得到。

  这时候,关键证据就不是恐龙的骨骼化石了,而是某些一般人认为不起眼的东西——比如恐龙化石赋存的岩层、恐龙蛋化石、粪便化石以及足迹化石。

  

  恐龙骨骼化石是所有博物馆中的焦点,它们能帮我们直接了解恐龙的身体结构,但它们并不是全部,要恢复恐龙的生活环境,还需要更多材料。图片来源:wikipedia

  恐龙足迹都印在了哪里?

  要探究上述内容,咱们得去一个地方——山东诸城。山东诸城是中国著名的恐龙化石产出地,近年来科学家们在此发现了鸭嘴龙、并在北美地区以外首次发现了大型角龙——诸城中国角龙、甲龙、虚骨龙,以及亚洲最大暴龙之一——巨型诸城暴龙等大量的恐龙化石。除了这些恐龙化石之外,诸城还发现了大规模的恐龙足迹化石。

  

  

  诸城是中国重要的恐龙化石产出地,图为恐龙涧恐龙化石长廊中的恐龙化石

  图片来源:作者提供

  这些足迹化石主要保存在张祝河湾、棠棣戈庄地区和南部皇龙沟地区这3个区域。足迹化石保存了恐龙在日常生活中的精彩一瞬,提供了有关恐龙的类型、大小、数量、行走方向和速度及生活环境等方面的信息,而恐龙骨骼化石则反映了其死亡后的埋藏环境。

  其中皇龙沟的恐龙足迹化石是世界上规模最大且最著名的,它位于诸城南部皇华镇大山社区。这里已探明面积约5000㎡,发现了不同类型的兽脚类、蜥脚类恐龙足迹11000多个,它们生活的时代为1亿多年前的早白垩世中期,被专家认定为世所罕见的地质奇观。

  这里的恐龙足迹密集区位于一处50°陡坡上,整个斜坡由坚硬的岩层构成,在近5000㎡的范围内,11000多个形态各异、大小不一、深浅不同的各种恐龙足迹密密麻麻排列在同一岩层的层面上,赋存于黄绿色的细砂岩中,与泥裂、波痕相伴生。

  泥裂指的是干旱季节,岸边的湿泥被爆晒后变干裂开的痕迹,它们会被保存进岩石中;波痕也是如此,河底、湖底、海底以及岸边的泥沙会因为水的波动而留下波痕,它们同样也会被保存到岩石中。

  

  皇龙沟恐龙足迹化石全貌

  图片来源:作者提供

  这些足迹保存得非常完好,每个恐龙化石的脚趾、脚板、脚跟都清晰明了,如同人踩在柔软的泥土上留下的脚印一样自然、逼真。

  恐龙足迹来自大型兽脚类、次大型兽脚类、小型兽脚类(似跷脚龙)、蜥脚类等多种恐龙,其中以小型兽脚类为主,在这些恐龙化石足迹之间,偶尔还能见到龟鳖类游泳的痕迹。

  

  皇龙沟足迹化石(大圆坑是蜥脚类足迹,成行的是小型兽脚类足迹)

  图片来源:作者提供

  棠棣戈庄和张祝河湾恐龙足迹化石点皆位于诸城市北部,距今约1亿年,两地距离1公里。

  棠棣戈庄恐龙足迹点规模相对较小,具有重要科学意义的都在同一个岩层上,在这里科考人员发现了28个蜥脚类恐龙足迹组成的恐龙拐弯足迹,后足平均长度约为30厘米,整道行迹呈半圆形分布,恰好保存了恐龙转向的全过程,是目前世界上首次发现的恐龙180°转向的行迹。

  这些足迹集中在倾角约为45°的同一层面上,赋存于紫红色细砂岩中,与泥裂、交错层理、雨痕相伴生。

  

  棠棣戈庄恐龙足迹化石

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  张祝河湾恐龙足迹化石点位于石桥子镇张祝河湾村东河东岸,由4个蜥脚类与1个古鸟类足迹组成,其中,古鸟类足迹尤为珍贵,足迹集中分布在同一个角度接近水平的地层层面上。

  

  张祝河湾恐龙足迹化石

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  如何推理出恐龙们的生活环境?

  以上这些描述看起来有点枯燥,但是就如同侦探能通过案发现场破案一样,地质学家们能从这些岩层和化石的信息中推断出恐龙当时生活的环境——干旱-半干旱的湖畔。

  这种判断自然不是随意做出的,下面我们就顺着地质学家的思路一点点抽丝剥茧地分析:

  1、细砂岩产自江河湖海等水体周边。

  细砂岩,顾名思义,是很早以前由细腻的砂子固结脱水后形成的岩石。正如我们今天看到的沙滩大多都出现在海、湖、河等附近一样,地质时期的细砂也都出现在这些地方。

  另外,细砂岩岩层上的波痕也能证实这是水边的沙滩。再结合当地已有的地质图件等资料分析,便可以进一步断定这里是湖畔而不是河流或海边。

  

  砂岩由砂子构成,当年其形成环境一如现代的沙滩

  图片来源:wikipedia

  2、恐龙曾生活在湖畔。

  诸城3处化石点的足迹均赋存于细砂岩中,与水平层理及雨痕、泥裂相伴而生,这表明3处地点的恐龙都是行走在湖岸的滩地上时才留下足迹。

  大量恐龙足迹和鸟类足迹的出现,也证明了这3处地点在早白垩世时期曾经有水体存在,恐龙和鸟类把这里的湖泊当做水源,定期前来饮水。

  而且,这里应该是它们长期、固定的活动场所,毕竟保存化石的条件非常苛刻,不是所有足迹都能留下变成化石的,只有足够频繁,数量足够多,才能增加变成化石的概率。

  3、湖泊南深北浅。

  皇龙沟地层中的泥裂(在干旱季节,浅水区往往首先干涸,水底沉积物暴露出来形成泥裂)主要集中在北部,波痕主要发育在南部/西南部,表明湖盆深水区应该位于南部/西南部,而北部/东北部为湖岸。

  

  皇龙沟足迹层面上的波痕