電影《侏羅紀公園》大家都很熟悉,但是你知道中國遼甯省西部有一個"白垩紀公園"嗎?與這部電影相比,這裡創造的奇迹是真實的:自1990年代初以來,出現了一個重要的化石。從魚類,到兩栖動物,爬行動物(海龜,蜥蜴蠍子,外龍,翼龍,動物腳,蜥蜴腳,鳥腳),到鳥類,到哺乳動物,有許多被子植物。對于研究古生物學的科學家來說,遼西是化石的天然寶庫,都源于遼西獨特的古代地理背景和埋藏環境。
<h1>遼西與熱河生物群</h1>

朝陽、錦州位于遼甯西部,是熱河生物群的核心區域,周邊分布廣泛,如内蒙古東南部的赤峰、河北省北部的承德等。由于這些地區原本是熱河省的一部分,早在1928年,美國地質學家格裡普就在他的書中首次将他的發現命名為"熱河動物群"。随後的發現不僅限于動物,還包括植物,是以它們形成了"熱河生物群"。關于熱河生物群時代的争議已經持續了近一個世紀。通過近十年左右的發現,從脊椎動物的組合來看,它的年齡應該是白垩紀早期,同位素年齡的測定也驗證了這一結論。換句話說,熱河生物群的年齡是1。3~1. 2億年。
近年來,由于熱河生物群引起廣泛關注,使得遼西原本不為人知的地方不為人知。在北方發現了大量的孔子鳥、有羽毛恐龍、中國龍、北方龍、中國鳥類和龍及其魚類、兩栖動物、、蜥蜴、翼龍、角龍和哺乳動物,并已成為世界上最著名的化石遺址之一,甚至比德國的祖鳥索倫霍芬更為人所知,還有大量的魚類, 無脊椎動物和植物化石很早就在相鄰的尖谷中被發現,後來由于出土了孔子鳥和哺乳動物的第一批原始鳥類标本而引起了轟動,在張家溝發現了動物腳恐龍尾巴,原始祖先鳥類和其他脊椎動物的化石。
<h1>白垩紀時期的"龐貝城"</h1>
為什麼遼西有這麼多古生物化石?為什麼它們如此完整,儲存得如此精美?
讓我們先來看看近2000年前龐貝城發生的事情:這座古老的意大利城市在公元79年被維蘇威火山的強大噴發所掩埋。1784年,考古學家在火山灰層中發現了這座古城,城裡的一些人、一些動物、一些其他的東西儲存完好、栩栩如生。原因是火山爆發後,整個城市很快被火山灰掩埋,在這個曆史時刻完好無損。
遼西生物化石如此豐富的原因也是原因。通過實地考察和化石挖掘,科學家們在炎熱的河流生物群中發現了頻繁的火山爆發。火山爆發引起的自然災害導緻生物體突然死亡,然後迅速被火山灰掩埋。
衆所周知,火山爆發是最嚴重的自然災害,也被認為是地質史上生物群落死亡乃至全球生物群落滅絕的主要原因之一。火山效應直接和間接導緻生物團落的死亡,火山噴發的大熔岩流和熾熱的火山泥流直接向周圍近距離生物變成灰燼,影響範圍比較小,是局部效應,而且化石難以儲存?最重要的影響是,大規模火山爆發引起地球大氣和水圈的變化,導緻氣候和環境的突然變化,導緻生物群落的死亡或滅絕,是一種區域性甚至全球性的災害事件,其特點是影響範圍大、程度大、化石數量多、 保持完整性。
遼西地區已确認數十例脊椎動物聚集性死亡。例如,四河屯地區一簇孔子鳥的死亡。發掘統計顯示,平均5-6平方米的孔子鳥化石有1塊,局部面積1-2平方米1塊,可以看出其豐度大,不是正常死亡造成的。化石儲存極其完整、精緻,不僅完整儲存了骨頭的堅硬部分,還儲存了羽毛等軟體部位,體羽、飛羽和兩根長尾羽及其羽毛、羽軸清晰可見。鳥類化石在四肢和尾羽前後伸展,在脖子前伸展,清晰地反映了異常死亡。此外,孔子鳥的化石是成年個體,沒有發現幼鳥個體。當突然發生火山爆發時,鳥類盡量避免陸地火山爆發的危險,成年個體有發達的羽毛,飛行能力強,飛到風險相對較小的地方,遠離湖岸中心。這就解釋了為什麼在半深湖深湖環境中隻在成年個體中發現的鳥類化石。
此外,一些恐龍的胃裡仍然有未消化的食物 - 蜥蜴和哺乳動物的骨骼,腹部完整的蛋化石,以及蛋殼上明顯儲存的紋身結構。這些化石群的埋藏狀态和儲存特征,是火山爆發事件和化石快速瞬間掩埋的真實記錄,是異常死亡的直接反映。
<h1>形成化石的幾個因素</h1>
要形成化石,必須有幾個因素:第一,生物群要非常豐富,第二,生命死亡的方式,是正常死亡,還是災難性死亡。例如,地震或火山爆發,這種災難性的死亡往往能使大量生物集中起來拯救;讓我們來看看它們中的每一個。
生物群 現在各種證據表明,白垩紀早期遼西地區的氣候溫暖濕潤,雨量充沛,湖泊相連,植被相對發達,非常适合生物生長發育。陸地上有許多生物,水中有魚,水生爬行動物,空中鳥類,昆蟲,翼龍等,它們形成了良好的食物鍊。當時,被子植物,即開花植物出現,一些開花的昆蟲大量出現。如果一隻鳥想吃這些昆蟲,它必須主動飛行。簡而言之,當時的環境非常适合生物體的增殖和進化。
死亡模式 遼西地區火山噴發在當時非常頻繁,而這座火山屬于中酸性火山,噴出的熔岩漿量不大,但主要是硫化氫、二氧化硫、火山灰等有毒氣體。火山爆發還引起了陸地森林的野火,研究人員在地層中發現了大量的碳碎片,作為森林火災的證據。每層火山灰下面都埋藏着許多生物。火山爆發導緻他們的死亡,不尋常的聚集性突然死亡。
處理距離 如果一個生物死後被埋在原地,它應該儲存得很好,如果長時間攜帶,它不會儲存出一個非常好的骨骼,也不會儲存軟體的組織。一個有趣的發現是,許多鳥類和恐龍生活在陸地上,但它們的化石埋葬地點是一些湖泊相位的沉積物,也是半深湖泊和深湖沉積物,而陸地環境有距離,可以合理地說它是被攜帶了一定距離的。在野外挖掘過程中,仔細觀察化石的原始埋葬狀态是,移除不是在生物死亡後進行的,而是在活着的時候自行進行的,以逃避森林火災或火山爆發産生的有毒氣體。
埋藏速度也是一個非常關鍵的因素,如果埋藏速度快,可以儲存非常好的化石,如果埋藏速度慢,經過一段時間的表面暴露,即有機腐爛和氧化,不能儲存很好的化石。
埋藏環境看氧化環境還是還原環境,一般的化石如果處于修複環境,往往儲存得很好,如果在氧化環境中,暴露在地表,很快就會腐爛,化石無法儲存下來。是以,遼西發現,許多标本都是湖深環境,它很快沉積在湖底,火山灰很快将其掩蓋起來隐藏起來,是一種恢複狀态。
時間 化石的形成需要一定的時間,熱河生物群化石形成的時間很長,大約在1億年前。
遼西地區剛好滿足了化石形成的所有條件,是以它已成為古化石的"多鍋"。人們之是以如此喜愛這個獨特的寶庫,是因為它能了解熱河生物群的輻射、滅絕及其與環境的關系等等。縱觀地球的演化曆史,地球溫室效應的時期恰恰是生物大發展的時期,熱河生物群輻射之是以如此廣泛,還有火山爆發、二氧化碳增加、地球溫度升高等環境變化,對陸地和淺海生物都有積極的影響。更重要的是,地球生态系統的雛形是現在形成的中古植物、被子植物、鳥類、哺乳動物以及現在的陸海分布格局,都是從這一時期開始分化的,是以研究熱河生物群,對今天的地球也具有重要意義。