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首页 > 科普访谈 > 小谷围科学讲坛第153期——寻“龙”诀

小谷围科学讲坛第153期——寻“龙”诀

发布人:蓝苑婷 来源:南方都市报 日期:2015-12-29 15:33:49.0
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                        张蜀康中国科学院古脊椎动物与古人类研究所博士

                           

      李建军北京自然博物馆二级研究员(二级教授),主攻恐龙足迹的研究,做恐龙足迹研究和相关科普工作有30余年

                         

                                 下凹的足迹

                         

                                      翼龙化石

                                

                                     凸出的足迹

                      

                                       异特龙

提起龙,你会想到什么?各种神话传说中的神兽?在恐龙专家眼中,龙———这种略带神秘色彩的神兽,更是他们寻觅、研究的对象。12月26日,恐龙研究专家李建军、张蜀康做客广东科学中心与南方都市报合办的小谷围科学讲坛,带来他们野外寻找恐龙的故事。

“落凤坡”“仙人足迹”

或与恐龙足迹化石有关

嘉宾李建军是北京自然博物馆二级研究员,主攻恐龙足迹的研究和科普工作。

恐龙或者古生物留下的足迹虽然多在深山里,但其实并不罕见。从我国一些地名就看得出来,比如一些叫“金鸡足迹”、“鸡爪石”、“落凤坡”、“仙人足迹”的地方。《三国演义》里,庞统死去的地方叫“落凤坡”,这是一个真的地名,很有可能与恐龙足迹化石有关(有无恐龙足迹还未经证实)。

不过,恐龙这种古生物的概念已经普及了,现在许多老乡都知道它,“我们去四川威远找恐龙脚印,问一个老太太,附近有没有‘金鸡足迹’‘鸡爪石’之类的地方,结果老太太说,你说这些都没有,但山上有很多恐龙脚印”。

恐龙脚印是凸的?

大自然给它铸的脚模

各种考察照片上,恐龙脚印多种多样。有的地层在地壳运动中被“立起来”了,脚印出现在垂直面上,乍一看像恐龙“飞檐走壁”踩上去的。

还有的脚印是凸出来的。这是怎么形成的?简单说,它是大自然给恐龙脚印铸的一个模型。当恐龙踩上去的地层比较软,而后来覆上去的地层比较硬时,在“差异风化”的过程中,原来有脚印的地层反而更快被风化掉,留下了覆上去的地层。好在,这个地层也留下了脚印的痕迹。只不过,正好是个反过来的“模型”。

在实际考察中,下凹和上凸的恐龙足迹从数量上是差不多的。还有一类恐龙足迹被称作“幻迹”,它不是恐龙当时踩到的那个地层,而是下面一层或好几层的地层上留下的印记,比直接的恐龙足迹要浅一些。

恐龙足迹可透露出

当时走路姿势、行走速度

研究恐龙足迹,能发现些什么呢?足迹本身的形态、距离隐藏着很多信息,又因为它是恐龙活动时留下的,就可以直接透露出恐龙活动的信息,比如走路姿势、行走速度,这是恐龙骨骼化石做不到的。从足迹判断恐龙大致类型,是最基本的。兽脚类恐龙就是两只脚走路,食肉的,比如霸王龙、异特龙,踩出的脚印是分岔的三趾型足迹,有明显的爪痕,看得出两只脚交替行进。蜥脚类就是那种四只脚走路,往往体形巨大,它们踩出的脚印是一个个“坑”。

足迹还能透露出恐龙的行走姿态。比如,两只脚的兽脚恐龙,是像袋鼠一样跳着走,还是鸟一样交替走?足迹告诉我们,是交替走。长翅膀的翼龙,前脚变成翅膀,那走路时前脚还着不着地?足迹告诉人们,还是着地的,这一点跟现在的鸟儿就不一样,在地面行走时,鸟的翅膀是不着地的,可是翼龙的翅膀是参与行走的。足迹还能推算恐龙行走的速度。脊椎动物步距与速度之间有个相对固定的关系,统计学上做了一个公式,可以换算。对恐龙脚印的计算显示,现在发现的跑得最快的恐龙,速度达到了43.85公里/小时。这是什么概念?跑完100米只用8秒21,完胜人类(目前博尔特的百米纪录是9秒58)。

揭秘

恐龙脚印怎样保存了亿万年?

恐龙被认为生活在中生代,距今两亿多年至6500多万年前,脚印为什么还能保存到现在呢?能保存下来的恐龙脚印,都是碰上了特殊的、有利保存的外部条件。恐龙走过的需是泥地,踩出一个脚印后,需要有太阳把脚印晒干、晒硬。然后,需要洪水中的泥沙将足迹掩埋。然后,新的沉积物不断堆积,地壳下降,含足迹的泥沙层在地下变成了石头。在之后的漫长岁月中,伴随着地质运动,这部分地壳上升,足迹化石一带又露出来,开始被风化。

风化过程中,若是被踩上脚印的地层是较硬的砂岩,上面堆积的是较软的泥岩,那么,上层的泥岩就很快先被风化掉,下层砂岩层面上的足迹暴露出来,这就成了人们看到的恐龙脚印。这种在相同条件下,不同的岩层遭受不同的风化的过程专业上叫“差异风化”。

一般来说,恐龙足迹众多、足迹保存完好的地方,多数情况下代表着当时的干旱环境。干旱环境中,河流、湖泊趋于干涸,露出大面积湖边滩地,适合动物足迹的形成的保存。另外,干旱环境中食物稀少,恐龙为觅食而要长途奔波,也会留下大量足迹。目前在世界上已发现的最大的恐龙足迹是在法国,直径有1.3米,在中国发现过1.1米的。最小恐龙的足迹只有两厘米,可能跟小鸡差不多。

恐龙足迹中有不少未解之谜。李建军展示了一张照片,是蜥脚恐龙的足迹,但只有前脚的,后脚脚印只在拐弯的时候出现了一下。四只脚的恐龙为什么只留下了两个前脚的足迹?答案至今还无法确定。有种解释是,这头恐龙在水里半游半走,因为身体重,就前脚着地踩着,后脚漂着,但有人质疑,这样足迹不能很快晒干,不可能保留下来。还有人提出,这是“幻迹”,即脚印下面某个地层留下的痕迹,因为前足更重就只留下了前足的痕迹,但又有人质疑,很多恐龙的重心是在后足的,而不是前足。李建军还展示了几张图片:在内蒙古一处地方,分布着许多大坑,最大的直径达到3.6米,“目前,还没有合理的解释,我也真不敢说这是恐龙脚印,我们正在全世界征求答案”。

花絮

古生物学家野外如何“寻龙”

古生物学家都是去哪里找恐龙化石?中科院古脊椎动物与古人类研究所博士张蜀康,在现场分享了古生物学考察的幕后故事。第一步是对着地质图,寻找哪里有恐龙生活的时代所留下的地层,再找那个时代不曾被水覆盖的地方。几十年的研究做下来,我国发现恐龙化石最多的地方有辽宁、四川、内蒙古、甘肃、新疆、云南、山东和河南。

找到了化石,怎么取化石?也不一定要像电影里那样各种凿子、锤子上阵,在辽宁西部,化石就在一层一层、很细的页岩中。人们将威化饼干一样的岩石逐层剥离,发现化石后将化石连同围岩一起固定好,再将它与岩层分离。

你听说过“难逃泥潭龙”吗?它对于揭开鸟类的三个趾,怎样从恐龙的手部演化而来意义重大。而这个奇怪的名字,就包含了发现过程中的意外和奇异之处。那是在新疆准噶尔盆地,队伍里一个新人不经意中发现化石痕迹。大家循着痕迹往下挖时,竟然挖到将近一人深都还能见到新的化石,考虑到岩石再大一些就运不走了,只好从中间截断。事先没料到会找到这么巨大的化石,没有大型工具、吊车之类,大家把临时厨房的木料拆下来钉成保护套箱,又挖掘出台阶,靠着最原始的“翻滚法”和人力,一点点把大化石运到车上。

在实验室里,大家发现,力气没有白费,将近一人高的岩石中,一共有五只恐龙!它们怎么会叠在一个地方呢?这只能靠猜了。也许是一头大的蜥脚类恐龙踩出一个大坑,形成了沼泽或者泥潭,不知什么原因,就有五只恐龙前前后后地跌进去了。这五只还都是同一种恐龙。这种恐龙的名字就是这么取出来的——— 难逃泥潭龙。

统筹:陈实 陈养凯

采写:南都记者 李文