除了小行星撞地球和火山喷发 恐龙蛋研究发现恐龙灭绝新因素

  北京9月20日电 (记者 孙自法)从2.35亿年前的晚三叠世出现到6600万年前的白垩世消失,恐龙在地球上存活长达1.7亿年,其演化过程、灭绝之谜长期以来备受学界和大众关注。

论文通讯作者、中科院古脊椎所副研究员王强介绍本次研究的恐龙蛋化石标本,及山阳盆地三类恐龙复原效果图。 中新社记者 孙自法 摄
论文通讯作者、中科院古脊椎所副研究员王强介绍本次研究的恐龙蛋化石标本,及山阳盆地三类恐龙复原效果图。 中新社记者 孙自法 摄

  中国科学家最新完成对采自陕西山阳盆地1000多件原位埋藏的恐龙蛋和蛋壳标本研究显示,恐龙灭绝除了小行星撞击地球、火山喷发两大传统的外部因素假说外,也有它自身的原因——6800万年前至6600万年前的200万年间,恐龙多样性发生持续性衰退,这一内因和外因的共同作用导致恐龙走向灭绝。

论文通讯作者、中科院古脊椎所副研究员王强展示介绍本次研究的恐龙蛋化石标本。 中新社记者 孙自法 摄
论文通讯作者、中科院古脊椎所副研究员王强展示介绍本次研究的恐龙蛋化石标本。 中新社记者 孙自法 摄

  由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)联合中科院地质与地球物理研究所、中国地质大学(武汉)等科研人员共同完成的这项恐龙重要研究成果论文,北京时间20日凌晨以封面文章形式在国际知名学术期刊《美国科学院院刊》(PNAS)上线发表。合作团队通过对陕西山阳盆地开展系统的古生物学、磁性地层学、旋回地层学等研究工作,为破解恐龙灭绝之谜提出新的认识。

陕西山阳盆地的三类恐龙化石复原效果图。 赵闯 绘图 摄
陕西山阳盆地的三类恐龙化石复原效果图。 赵闯 绘图 摄

  论文通讯作者、中科院古脊椎所副研究员王强20日接受中新社记者采访指出,科学家从未停止寻找恐龙在地球上消失的原因,关于恐龙灭绝的各种假说中最具代表性的观点有地外因素,如小行星撞击地球假说,也有地内因素,如印度德干火山爆发等,但都与重大地质事件相关联。其实,要回答好恐龙灭绝之谜,最为核心的还是要依托于恐龙在地球上生存的时空记录,但此前由于陆相地层记录的不完整性和区域差异,给这一问题的解答造成全球对比上的困难。

  陕西山阳盆地是中国为数不多的具备研究晚白垩世-古新世恐龙灭绝之谜的陆相盆地,自上世纪七八十年代以来,中国地学前辈们在秦岭东部地区已陆续发现晚白垩世恐龙骨骼、恐龙蛋和古新世哺乳动物,并初步建立该地区白垩系-古近系的陆相地层框架,为开展恐龙等相关科学研究奠定基础。

图AB展示秦岭东部盆地恐龙多样性在晚白垩世变化;图c为目前发现恐龙化石点6600万年前全球分布情况。 研究团队 供图
图AB展示秦岭东部盆地恐龙多样性在晚白垩世变化;图c为目前发现恐龙化石点6600万年前全球分布情况。 研究团队 供图

  他介绍说,恐龙蛋作为恐龙在地球上繁衍生息的主要载体,不仅可以反映恐龙的繁殖习性,同时因其在地层中的富集埋藏规律也很好反映了恐龙生存时期的古环境信息。本次合作研究中,研究团队在山阳盆地采集到1000多件晚白垩世原位埋藏的恐龙蛋和蛋壳标本,恐龙蛋类型主要为瑶屯巨形蛋、长形长形蛋和坪岭叠层蛋,其母体恐龙分别为窃蛋龙类和鸭嘴龙类,这与山阳盆地恐龙骨骼化石所代表的恐龙类型十分吻合,另外该盆地内还产有少量的暴龙类和蜥脚类骨骼化石。恐龙蛋和恐龙骨骼表明,当时盆地内的恐龙多样性处于一个相对较低的水平。

  为确定山阳盆地恐龙化石所在地层的地质年代,合作团队在山阳盆地开展详细的磁性地层学、生物地层学和旋回地层学研究。他们在山阳盆地的4个代表性剖面上采集3538块古地磁定向样品,经过对样品古地磁实验结果分析确定其年代为距今6638万年到6570万年,结合区域地质背景分析表明,山阳盆地在晚白垩世到古近纪期间没有经历大的构造活动,其沉积地层基本连续。

  为进一步提高地层的年龄精度,研究团队又在山阳盆地内以5厘米间隔连续采集5466块岩石标本,利用天文轨道调谐方法在磁性地层学结果基础上对地层年龄进行10万年分辨率的划分。至此,研究团队获得山阳盆地44个连续恐龙蛋化石层位的高分辨率年龄,从而为分析白垩纪末期恐龙多样性变化及其驱动因素提供可靠的年代学基础。

山阳盆地岩性柱AB、磁极性序列C、天文调谐结果D、恐龙化石分布E及海洋氧同位素在白垩纪末期变化FG。 研究团队 供图
山阳盆地岩性柱AB、磁极性序列C、天文调谐结果D、恐龙化石分布E及海洋氧同位素在白垩纪末期变化FG。 研究团队 供图

  王强表示,年代学综合测定结果显示,山阳盆地恐龙化石分布的时限为6824万年到6638万年前,表明山阳盆地内的恐龙多样性在其灭绝前的约200万年间一直处于比较低的水平。研究团队结合秦岭东部其他晚白垩世盆地以及山东莱阳、广东南雄等地发现的恐龙化石,发现在距今7200万年前后,中国的恐龙多样性有一个明显的降低趋势,这与北美西部的恐龙化石分布特征有相似之处,他们研究认为,恐龙多样性在晚白垩世的降低很可能是一个全球性现象。

  中国这项恐龙蛋最新研究成果,为人们认识恐龙的灭绝过程和机制提供出新的依据和视角:恐龙属于卵生动物,恐龙蛋的孵化成功率直接决定恐龙种群的繁盛与否。同时,恐龙蛋的孵化需要合适的温度、湿度甚至二氧化碳浓度。“因此,在晚白垩世时期,随着自然生态系统和恐龙自身的协同演化,恐龙多样性发生持续性衰退,降低了恐龙的环境适应能力,并导致其无法从由火山爆发或小行星撞击地球等重大灾害事件所引起的环境剧变中生存和复苏,从而最终走向灭绝。”王强说。(完)