探秘恐龙化石

2021-06-30追梦化石

科学Fans 2021年5期

追梦化石

要弄清什么是恐龙化石，先得知道恐龙是什么。

恐龙是恐龙总目（学名：Dinosauna）的通称，是出现于中生代的多样化优势陆栖脊椎动物，曾支配全球陆地生态系统约1.4亿年之久。恐龙最早出现在2.3亿年前的三叠纪，所有非鸟恐龙以及大部分鸟形恐龙在约6600万年前所发生的白垩纪末灭绝事件中绝灭，即俗称的恐龙大灭绝，仅有乌形恐龙中的鸟类存活下来并且繁荣至今。

我们在这里说的恐龙主要指“非鸟恐龙”，而不包含现在的“鸟類”。

什么是恐龙化石？

将时针拨回到1.6亿年前的中国西部地区，也就是今天的四川和重庆一带，在那里曾经有一个巨大的内陆湖泊——巴蜀湖，正是在湖泊的滋养下，周边河流广布、水草丰茂、森林茂密，十分适合恐龙繁衍生息。然而，在炎热多雨的季节，时常发生洪水，栖息在河湖边的恐龙一不小心就被洪水卷走，最终淹没在水底的泥沙中。那些不幸遇难的恐龙，死后身体中的软组织因腐烂而消失，牙齿和骨骼等硬体组织沉积在泥沙中，在隔绝氧气的环境下，经过几千万年甚至上亿年的沉积作用，伴随着泥沙固结成岩石，牙齿和骨骼则完全矿物化而形成化石。如果将镜头拉近，你会发现，当恐龙死去并很快地被水下泥沙所覆盖时，这些沉积物中合有细小的颗粒，会在尸体表面形成一层松软的覆盖物，就像是一条“毯子”。这条“毯子”可保护恐龙尸体免受食腐动物的侵袭，也可隔绝氧气，抑制微生物的分解。

除了我们大家最熟悉的恐龙牙齿和骨骼能够保存成化石外，恐龙的遗迹如粪便、蛋、足迹、胃石等也有可能形成化石保存下来。前者被称为恐龙实体化石或体躯化石，后者被称为恐龙遗迹化石或生痕化石。

哪里有恐龙化石？

我们已经知道恐龙化石是恐龙骨骼伴随着埋藏它的沉积物经过相当长的时间石化后形成的，具有这样特点的岩层叫作沉积岩。在我们的地球上，分布面积最广的就是沉积岩，约占地表的70%，但是算上厚度的话，沉积岩的体积却是整个岩石圈最小的，只占5%。这样看来，岂非处处都可能有恐龙化石？

邹氏尾羽龙的化石，其中黑色的部分就是胃石。

千万别忽略了地层的年龄！只有恐龙生存的时代，它们才有可能被泥沙掩埋最终形成化石，所以要想找到恐龙化石，就得在恐龙同时代的地层中去寻找。在地质学家和古生物学家们长期的努力工作下，今天我们知道了恐龙生活在中生代，也就是从三叠纪晚期经过侏罗纪一直到白垩纪末期，对应这个时代形成的岩层分别为三叠系、侏罗系和白垩系地层。世界上有名的恐龙化石遗址如阿根廷月亮谷盛产三叠纪恐龙;德国的索伦霍芬，美国西部的犹他州和科罗拉多州，非洲东部坦桑尼亚的坦达古鲁，中国的云南、四川和重庆都盛产侏罗纪恐龙;蒙古戈壁沙漠火焰崖，加拿大西部的阿尔伯达省，中国的内蒙古、河南、山东和辽宁则盛产白垩纪恐龙。

恐龙化石能够告诉我们什么？

恐龙化石中蕴藏着这个远古物种的诸多秘密：牙齿化石告诉我们恐龙的食性——肉食、植食或者杂食，而粪化石进一步告诉我们它的食谱;骨骼化石向人类展现出恐龙的体型多样——巨大无比或小巧玲珑，而足迹化石进一步告诉我们它的行进方式和速度;皮肤化石让人类一窥恐龙体表外貌，而羽毛化石不仅告诉人类羽毛早在鸟类出现前就已经存在，甚至展示出羽毛最初出现并非是为飞翔而是为了保暖和炫耀;最新在中国辽西地区发现的大量有羽毛恐龙化石告诉人类，虽然绝大多数恐龙在6600万年前绝灭，但是其中的一支非鸟恐龙的后裔，历经演化顽强地存活了下来，那便是今天飞翔在天空的鸟儿。

LINK

辽西热河生物群是我国著名的中生代陆相地层，在1996年以前，这套地层中产出过众多的植物化石、无脊椎动物化石和鱼类化石，但却少有恐龙化石。而从20世纪90年代中期开始，短短五六年间，大量的恐龙化石在这里被发现，这不仅丰富了人类对恐龙世界的认识，同时为鸟类起源于恐龙的理论提供了充分证据。

自从1842年英国古生物学家理查德·欧文建立“恐龙”一词，人类对恐龙化石研究已经超过一个半世纪，不断发现的恐龙化石一次又一次地震惊人类：恐龙中的“巨无霸”易碎双腔龙体长可达60～80米，臀高10米，头高14～15米，体重最重可达220吨;恐龙中的“长颈鹿”合川马门溪龙拥有19个颈椎，脖子长度占了全身的一半;恐龙中的“天生杀手”雷克斯暴龙长有包括齿根长达20厘米的巨大牙齿，咬合力将近6吨，相当于一只大象的重量;恐龙中的“智者”伤齿龙虽然智商远低于现代人类，但已是其他恐龙的六倍，著名古生物学家罗素认为若伤齿龙持续演化至今，脑容量将达到1100毫升，接近于人类，鼎鼎大名的“类恐龙人”说的就是它;恐龙中的“小精灵”近鸟龙是已知最早的有羽毛恐龙，也是最接近鸟类的非鸟恐龙，从它的羽毛化石上发现的羽毛黑色素体首次表明了近鸟龙的羽毛颜色是身体呈黑白色和头顶呈红色。

“化石医生”正在清修化石

如何展现恐龙化石的本来面貌？

恐龙化石是认识恐龙的基础。通常只有很小比例的恐龙最后会成为化石保存下来，而且绝大部分的化石都仍埋藏于地下，只有极少数的已被发现的样本保留有完整的骨骼，而其中保存有皮肤和其他软组织痕迹的则更为稀有。恐龙化石的发现往往都是带着极大的偶然性，可一经发现，紧跟而来的发掘工作，就是有计划、有方法、有步骤的科学行动了。大到挖掘机，小到剔针，再到锤子、錾子、铲子、刷子、麻布、石膏、木条一起上，最终把包含恐龙化石的石膏块搬回实验室。

待这些合恐龙化石的石膏块回到实验室，恐龙“骨科医生”就开始“手术”了。先要脱掉包裹在一侧的石膏外衣，然后使用手锤加錾子一点一点去除包裹化石的岩石，遇到比较精细的骨骼比如牙齿、头骨等，就得改用剔针，小心翼翼地操作了。在修理大块骨骼如腿骨、脊椎骨时，为了提高效率，可以使用电动雕刻机去除外围岩石，但是一定得注意不要伤到化石。随着科技的进步，气体喷砂机和钢笔形气动钻的加入，不但大大提高了修理效率，而且也提高了修理质量。只是这些高级“手术刀”的操刀者也必须是经过训练的“高级医生”。通常情况下，使用高级工具时需要配备放大镜，但在遇到一些小型恐龙如有羽毛恐龙化石的时候，还需要借助显微镜才能修理出骨骼、羽毛等诸多细节。