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恐龍或死于火山碎屑密度流
2014年02月13日16:14 | 中國(guó)發(fā)展門(mén)戶(hù)網(wǎng) www.chinagate.cn | 給編輯寫(xiě)信 字號(hào)：T|T
關(guān)鍵詞： 密度流 火山碎屑 姜寶玉 白堊紀(jì)中期 恐龍化石
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產(chǎn)于熱河生物群的飛鳥(niǎo)類(lèi)恐龍化石。 姜寶玉供圖
本報(bào)南京2月12日電（記者鄭晉鳴）日前，英國(guó)《自然·通訊》雜志在線發(fā)表了由南京大學(xué)副教授姜寶玉、美國(guó)自然歷史博物館教授喬治·E·哈洛、美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室教授肯尼斯·沃霍利茨、中科院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所研究員周忠和院士、美國(guó)自然歷史博物館孟津教授聯(lián)合署名的文章《新證據(jù)表明火山碎屑密度流導(dǎo)致了熱河生物群的特異埋藏》。
文章首次提出，熱河生物群保存上億年不腐化的原因是火山碎屑密度流，它們?cè)斐砂铸堅(jiān)趦?nèi)的大量生物瞬間死亡，并將之帶入附近的湖泊保存下來(lái)。5位中美科學(xué)家是如何得出這一結(jié)論的？12日，記者對(duì)文章第一作者姜寶玉進(jìn)行了專(zhuān)訪。
姜寶玉告訴記者，分布于冀北-遼西-內(nèi)蒙古東南部的熱河生物群是中生代最重要的化石寶庫(kù)之一，產(chǎn)出了大量保存完整且精美的動(dòng)植物化石，如早期鳥(niǎo)類(lèi)、長(zhǎng)毛恐龍、原始哺乳類(lèi)動(dòng)物和早期被子植物等。鳥(niǎo)類(lèi)和恐龍類(lèi)化石除保存完整硬體部分外，還保存了完整羽毛、“羽毛”狀皮膚衍生物和皮膚印痕等軟體組織，一些恐龍化石甚至還保存了食物殘留物及胃石、卵等其他生理組織。
但是，相對(duì)于系統(tǒng)古生物學(xué)研究取得的巨大進(jìn)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)熱河生物群的研究并不充分，尤其是關(guān)于熱河生物群如何形成的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。2011年，姜寶玉和其他4名中美科學(xué)家組成團(tuán)隊(duì)開(kāi)始對(duì)此進(jìn)行研究。
“2011年底，我們通過(guò)解剖化石及其保存的圍巖來(lái)還原現(xiàn)場(chǎng)?！苯獙氂裾f(shuō)。分析結(jié)果令人震驚，“首先，我們發(fā)現(xiàn)，包裹在化石外面的不是我們想象中的湖泊泥巖，而是火山灰；其次，我們?cè)趲r石光片上發(fā)現(xiàn)恐龍和鳥(niǎo)化石對(duì)下伏的湖底沉積物造成擾動(dòng)變形，這說(shuō)明當(dāng)時(shí)動(dòng)物很可能是被直接拋入湖里的；另外，化石中的這些陸生動(dòng)物，它們都是肘部彎曲、脊椎向后彎，擺出一副打拳擊的姿勢(shì)，這與龐貝古城火山碎屑密度流遇難的人類(lèi)遺骸極其相似?！苯獙氂裾f(shuō)。
談及陸生動(dòng)物的化石為何出現(xiàn)在湖泊中，姜寶玉分析道，火山碎屑密度流不僅導(dǎo)致了以恐龍為主的陸生動(dòng)物大規(guī)模死亡，還在流動(dòng)過(guò)程中，把一部分動(dòng)物卷到了密度流里面。在流經(jīng)湖泊的時(shí)候，由于流速降低，動(dòng)物遺體又被拋到了湖中。與動(dòng)物遺體一同拋到湖里的，還有大量沉積物，這些沉積物把動(dòng)物遺體迅速掩埋，最終形成化石。
火山碎屑密度流離開(kāi)火山口時(shí)的速度最高可達(dá)每小時(shí)700公里，溫度最高可達(dá)1000攝氏度。熱河生物群的動(dòng)物遺體為何沒(méi)有被高溫的火山碎屑密度流燒毀？姜寶玉說(shuō)，我們推測(cè)，當(dāng)這些動(dòng)物被卷入火山碎屑密度流時(shí)，其時(shí)速已經(jīng)大大下降，每小時(shí)可能只有上百公里，溫度估計(jì)只有兩三百攝氏度，動(dòng)物會(huì)被卷入火山碎屑密度流并且烤焦，但不會(huì)被燒毀。
姜寶玉說(shuō)，這項(xiàng)研究成果首次提出：在白堊紀(jì)中期，火山碎屑密度流不僅導(dǎo)致了中國(guó)東北地區(qū)以恐龍為主的陸生動(dòng)物的大規(guī)模死亡，而且還搬運(yùn)了一部分動(dòng)物遺體到湖泊中埋藏起來(lái)。這種災(zāi)難性的事件記錄下了中國(guó)東北地區(qū)一個(gè)相對(duì)較為完整的、白堊紀(jì)中期的陸地生態(tài)系統(tǒng)，而通過(guò)對(duì)這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的研究，我們可以恢復(fù)這一時(shí)期陸地生物的多樣性和生命演化的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)。