出品:科普中國
制作:孫佳鳳(諸城市恐龍文化研究中心)
監(jiān)制:中國科學院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心
說到恐龍化石,很多人會想到因其境內(nèi)出土了大量恐龍化石而被譽為“中國龍城”的諸城。
諸城出土了世界上規(guī)模最大的恐龍化石埋藏集群,包括:恐龍澗恐龍化石長廊,長500多米、均深30余米,曝露化石1萬多塊;恐龍澗恐龍化石隆起帶,長300米、寬20余米,曝露化石3000多塊;臧家莊恐龍化石層疊區(qū),曝露化石3000多塊。無數(shù)塊恐龍骨骼化石大大小小、層層疊疊雜亂地堆積在一起,形成了令人震撼的世界地質(zhì)奇觀。
恐龍澗恐龍化石長廊 圖片來源:作者提供
后續(xù)的研究調(diào)查發(fā)現(xiàn),雖然在諸城發(fā)現(xiàn)了大量恐龍化石,但這些化石都被搬運過,是異地埋藏的。
那么我們?nèi)绾沃揽铸埢欠窠?jīng)過后期搬運?又是誰搬運了諸城恐龍的尸體?
“背井離鄉(xiāng)”的恐龍化石
原地埋藏的化石會保持恐龍原來的生活狀態(tài),保存的骨架一般關(guān)聯(lián)完整,骨骼構(gòu)造未經(jīng)破壞或很少經(jīng)過破壞。而經(jīng)過搬運和異地埋藏的化石一般是雜亂無章地堆積在一起。
長柱狀的股骨、腓骨、脛骨、肱骨,其中肱骨在70厘米左右,股骨、腓骨、脛骨在1米以上,板狀的肩胛骨 (圖片來源:作者提供)
諸城各化石點埋藏的恐龍化石90%都屬于鴨嘴龍,化石基本為無關(guān)聯(lián)(散了架)的大小不一的骨骼,包括股骨、肱骨、肋骨、脛骨和肩胛骨等,其中以肋骨為主,其次是股骨、脛骨及趾骨等,還有一些圓形骨骼“礫石”飄浮狀產(chǎn)出,也有無數(shù)的細小骨骼化石殘片,另外還有零星其它脊椎類動物化石(龜鱉類)。極少數(shù)半關(guān)聯(lián)小個體恐龍,但都分選差,排列混亂。
恐龍骨骼化石大多數(shù)順層分布,互相間可疊蓋一起、大小混雜、形態(tài)各異,空間上疏密不均的特點。這種化石埋藏現(xiàn)象是由于大批量恐龍死亡后,尸體在荒野中暴露了一段時間,尸體腐爛,遺骸被某種外力搬運至恐龍澗、臧家莊等低洼地帶后經(jīng)過掩埋、成巖作用形成的。
恐龍尸體搬運的“幕后推手”
目前最常見的化石是骨骼與貝殼等,由于火山爆發(fā)、泥石流等自然災(zāi)害瞬間將其掩埋隔離氧化形成,所以被掩埋是形成化石的大前提。一切能掩埋生物并且形成巖石的沉積物只要后來不被風化剝蝕都可以形成化石。因而像恐龍這種陸生生物死在水里或死后借助外力作用搬運到沉積環(huán)境(湖泊、海洋、沼澤等)之中更易形成化石。當然沉積環(huán)境也可以是火山灰、冰川或者沙漠中的沙丘。
諸城化石層是由恐龍骨骼化石、礫石、砂礫、粉粒和粘粒組成的沉積物,顆粒大小不一,分選差(指碎屑顆粒大小的均勻程度,大小均勻者,分選性好,大小混雜者,分選性差)。
大的礫石、骨骼漂浮狀產(chǎn)出,這是典型的泥石流沉積物的特點。而且長柱狀的、板狀的、長度在1米左右的骨骼保存最好,呈西北—東南向定向排列,說明經(jīng)過河流的搬運。因此當時是由泥石流攜帶恐龍尸體,一路奔襲,到達湖泊后,流速下降,尸體也就因而沉積下來。
DF—泥石流;FP—洪泛平原(圖片來源:地質(zhì)學報)
泥石流一般發(fā)育于沖積扇靠近上游區(qū),具有近源、較強的搬運動力條件和快速堆積特點,能短時、快速肢解生物遺體,近距離攜運體型較大或較重的動物殘體。
由于它的快速堆積與埋藏作用特點,使得動物殘體在短時間內(nèi)被埋藏,并同時與外界空氣隔離而有利于保存下來。洪泛平原和辮狀河多形成于沖積扇體的中、遠端或在大規(guī)模洪水作用的后期,水動力條件弱,難以搬運較大或較重的動物殘體。
除諸城外,內(nèi)蒙古二連浩特及世界各地晚白堊世的恐龍骨骼化石多數(shù)保存在由洪水泛濫等引起的泥石流搬運、掩埋、堆積形成的砂巖、礫巖中。這樣的例子還有三疊紀的云南祿豐和侏羅紀四川自貢的恐龍動物群。
搬運的距離并不遠
那么諸城恐龍的尸體被搬運的距離有多遠呢?像諸城這種高密度、單一種類恐龍殘體骨骼化石的沉積、埋藏特征代表了恐龍集群埋藏—沉積事件。但多數(shù)骨骼化石處于不完整狀態(tài),長柱狀的、板狀的、長度在1m左右的骨骼保存最好,呈北西—南東向定向排列。骨骼表面裂痕主要以橫向、縱向和斜向為主,股骨頭與中部凸起的保留程度相關(guān)性較好,在骨骼表面幾乎沒有發(fā)現(xiàn)動物的抓痕和咬痕、踐踏痕跡等,沒有昆蟲或其他生物破壞的痕跡,這些跡象都表明這些化石經(jīng)歷了短距離搬運,是被快速埋藏的。這也說明了當時在諸城生活著很多恐龍。
山東諸城骨骼表面宏觀物理改造特征與微裂隙發(fā)育情況
(圖片來源:地質(zhì)學報)
晚白堊世時期,諸城是白堊紀各種恐龍的樂園,后來,因某種未知原因(可能氣候變得干旱),大批量恐龍死亡,尸體在荒野中暴露了一段時間,遺體腐爛;在泥石流的搬運作用下,被匯聚在低洼處(諸城各化石點),并被迅速掩埋;在長時期的成巖作用下變成化石。
諸城白堊紀恐龍樂園 (圖片來源:作者提供)
恐龍這種大批量死亡后遺骸被泥石流搬運—埋藏—沉積的過程,在古老的諸城大地上持續(xù)了數(shù)百多萬年。后來地殼抬升,經(jīng)過大規(guī)模進行科學地挖掘化石,才揭開了諸城恐龍的“秘密”。