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神奇的恐龍在哪裡?化身恐龍法醫按“石”索骥

作者:中科院地質地球所
神奇的恐龍在哪裡?化身恐龍法醫按“石”索骥
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在地球漫長的曆史裡,恐龍曾是這顆星球上的主宰。盡管它們在約6600萬年前的白垩紀末期就滅絕了,但留下的化石卻成為了我們研究地球史、生命史乃至恐龍自身生活習性的珍貴線索。在所有恐龍化石中,足迹化石以其獨特的方式,為我們提供了一種不同于骨骼化石的了解恐龍的途徑,如果說骨骼化石可以幫助我們知道恐龍化石的生後事,那麼足迹化石則描述了他們生前在做什麼。今天,就讓我們一起探索這些穿越時空的印記,揭開它們背後的故事,讓我們從如何采集恐龍化石說起。

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采集恐龍足迹化石通常分為以下幾個步驟:

  1. 選址,選擇暴露出來的岩層或露天礦床,這些地方通常更容易發現恐龍足迹化石。
  2. 采集樣本,測量尺寸,測量足迹的長度、寬度和深度,這些測量資料将幫助科學家們了解恐龍的體型和行走方式。
  3. 分析足迹特征,觀察足迹的形狀、指數、腳掌的紋理等特征,并将它們與已知的恐龍足迹進行比對。這樣可以推測出足迹的主人可能是哪一類恐龍,甚至可以推測出恐龍的速度和行走方式。
  4. 重建恐龍行為,大量的足迹可能表明恐龍曾經形成群體,而不同的足迹類型則可能暗示着不同的行走方式,如奔跑、行進或停留等。這樣的研究可以幫助我們更好地了解古代恐龍的生活方式和生态環境。
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一位科學家采集恐龍腳印的場景,她用一些橡皮泥把恐龍腳印圍起來,再用矽橡膠塗滿這個足迹,矽橡膠幹的時候就可以把整個足迹撕下來帶回去研究。

腳印與腳印之間也有不同,正常人類的腳印是凹陷的,恐龍也有凹形腳印,但當凹形腳印被填充,原本形成腳印的地層被侵蝕,便可以形成凸形腳印,它是突出于表面的,可以直覺地反映出難以觀察的拇指印和皮膚痕迹。除了常見的這兩類恐龍腳印化石,如果地層很松軟,恐龍走過還會在下層基質出現印痕,越往下的地層變形越小,除了直接接觸的地層上形成的痕迹,其他的都叫作幻迹。幻迹帶來的麻煩是确定不了哪一層是最初的腳印層,除非上面留下了某種關鍵性的證據比如恐龍腳上的鱗片或者褶皺印痕、碎石泥縫、波紋痕或雨滴的重疊等。

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有了這些腳印,我們就可以大體辨認留下這些腳印的主人。科學家們一般通過骨盆的不同将恐龍分為蜥臀目和鳥臀目,但古生物學家難以根據足迹來判斷恐龍的骨盆長什麼樣子,是以隻能将它們分為遺迹科、屬和種。

最理想的情況是恐龍足迹能和恐龍化石在相距很近的同一化石點被發現,但這幾乎是不可能的,因為二者形成的條件不同,足迹的形成需要較長時間的地表暴露,以便幹燥、成形,但這對恐龍屍體的儲存卻極為不利,長期暴露于地表,恐龍的屍體很容易被食腐動物撿漏;另一方面,恐龍屍體的儲存需要水流攜帶沉積物迅速将其掩埋,但這種水動力條件往往是摧毀足迹的元兇。

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首先我們先把四足和雙足恐龍區分出來,四足的名為蜥腳類恐龍,它們具有較小的頭部、較長的頸部和尾巴以及粗壯的四肢,包括雷龍、腕龍、梁龍等。其體重大,四足足迹一般顯示出大小、形狀不同的前後腳印,後腳印比前腳印大,還都可以有四五趾之多。四足恐龍足迹遠不如雙足恐龍足迹常見,是因為大多數四足恐龍更喜歡幹燥或數木繁盛的栖息地,在那裡它們的腳印不會被儲存下來;而雙足恐龍的腳印是最普遍的,它們通常包含形狀相似的指紋左右序列,每個序列又包含三個主要的腳趾印記,是以通常被稱為“三趾印”。但實際上大多數雙足恐龍每隻腳上都有四到五根趾頭,但其中一根腳趾很小,并且處于腳後部内側的高位,即使在化石上有痕迹,拇指腳印也通常小而淺;而第五趾在進化過程中慢慢退化了。

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退化的恐龍腳趾

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退化中非常淺的拇指印

雙足恐龍包含食草的雙足行走的鳥腳亞目和食肉的獸腳亞目,可以通過趾尖和腳後跟區分它們:鳥腳類恐龍的腳印特點是它們的足迹通常比獸腳類恐龍的足迹更寬,後部更圓潤(u型)。而獸腳型腳印往往有大而尖銳的抓痕,呈倒V字或尖錐形狀,後半部呈現三角形或楔形(v型)。獸腳類還可以進一步劃分種類,一開始,人們把20cm作為足迹的分水嶺,<20cm的獸腳類稱為虛骨龍類,>20cm的稱為肉食龍類;現在更多使用的是從纖細型到粗壯型的分類:似鹬龍足迹、安琪龍足迹和實雷龍足迹。

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↑可以通過趾尖和腳後跟區分

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↑獸腳類尖銳的爪痕

文章開頭我們有提到恐龍足迹化石讓我們了解到的是恐龍的生前事,通過這些各式各樣的腳印,我們還能重建當時的恐龍行為。美國著名古生物學家奧斯特羅姆就通過觀察鴨嘴獸龍類的足迹,發現了鴨嘴獸龍類是群居的,而且具有一定的社會性。而在中國發現的另一枚足迹則表明恐龍竟然會遊泳:它用後肢末端扒水,剛剛好碰到河底留下了足迹。↓↓↓

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九隻恐龍在前後間距很短的時間通過這段地方留下了足迹,說明恐龍是一種群居性動物

恐龍在給世人留下當時地球狀态資訊的同時,也為一些古老傳說增添了一份神秘色彩,比如内蒙古查布地區“神鷹”足迹實際上是三趾型的肉食性獸腳類足迹;貴州貞豐的“鬼腳印”實際上是恐龍時代之前三疊紀早期的生物足迹;能夠飛檐走壁的西藏“格薩爾王”,背後的真實身份其實也隻是走的比較快的恐龍罷了。

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恐龍足迹化石作為一種特殊的古生物遺迹,為我們提供了一個獨特的視角來探索地球上曾經存在過的這些龐大生物,每一次新的足迹發現,都是我們與這些古老生物之間對話的新篇章。親愛的讀者朋友,你有見到過一些奇怪的痕迹嗎,它們有可能是幾千萬年前恐龍留下的腳印呢。

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