中国白垩纪“庞贝”并非我们想象的那样

中国化石遗址中保存得极其完好的恐龙被认为是被埋在巨大的火山喷发中，类似于 2000 年前覆盖庞贝城的维苏威火山。但新的研究表明事情并非如此。

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几十年来，义县组被誉为恐龙界的“庞贝”。它位于中国东北部的阿南早白垩纪地层，拥有地球上保存最完好的一些化石，是古生物学家的宝库，为古生物学家提供了1.3亿至1.2亿年前生命的快照。

研究人员认为，该地层的化石是由火山喷发沉积的火山灰保存下来的，类似于公元 79 年维苏威火山用 19 英尺（6 米）厚的火山灰覆盖了庞贝城。

但现在，一项新研究提出了一个令人惊讶的转折：这些古老的生物可能被埋在塌陷的洞穴中，而不是被火山喷发埋葬。

义县组是一座保存完好、标本稀有的化石金矿。过去的发掘发现了动物的完整内脏、羽毛、鳞片、毛皮和胃内容物。 2023 年的一项发现甚至揭示了一种猫大小的早期哺乳动物与小型恐龙陷入殊死搏斗。

这些化石有两种形式：在湖泊沉积物中发现的扁平标本和栩栩如生的三维骨骼。后者最初被认为是灾难性火山事件的结果，将它们埋在火山碎片中，及时冻结了它们。

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但根据 11 月 4 日发表在PNAS杂志上的新研究，许多化石可能是由于不太引人注目的原因而保存下来的。

为了寻找化石保存方式的线索，科学家分析了从化石中取出的锆石样本。锆石是一种通常在火山岩和化石中形成的矿物，在形成时捕获铀，同时排除铅。铀具有放射性，会在数百万年的时间里慢慢衰变成铅。

通过测量锆石中铀与铅的比例，科学家们确定，义县组的化石是在大约1.258亿年前迅速沉积的，时间只有9.3万年，比之前认为的要短得多。

在此期间，三个时期的潮湿天气导致湖泊和陆地上的沉积物堆积速度远远快于预期。许多死去的生物很快就被掩埋了，通常促进分解的氧气也被密封起来。

这种影响在湖泊中最为明显，那里的沉积物积累得如此之快，以至于软组织可以被精细地保存下来。

这项研究的发现挑战了长期以来的理论，即“火山活动是化石保存的原因”。一些研究人员此前认为，这些生物被火山泥流包裹着——火山喷发产生的快速移动的混凝土状泥浆流。但哥伦比亚气候学院拉蒙特-多尔蒂地球观测站的古生物学家、这项新研究的主要作者保罗·奥尔森 (Paul Olsen) 表示，火山泥流极其猛烈，可能会撕碎其路径上的任何活物或死亡生物，使得这种解释不太可能。

另一种流行的理论是，快速移动的灼热火山灰和气体波（称为火山碎屑流）埋葬了化石，类似于维苏威火山埋葬庞贝居民的方式。众所周知，这些水流袭击了庞贝城的居民，然后用层层灰烬覆盖了他们的尸体，将他们保存在原地。酷热使受害者采取“拳击”姿势，四肢紧紧向内收缩，肌肉收缩，体液沸腾。

虽然义县组内存在火山灰、熔岩和岩浆侵入层，但科学家们认为这些化石缺乏庞贝式死亡的独特迹象。如果义县动物被火山碎屑流掩埋，它们的羽毛、皮毛和其他组织很可能会被焚毁。

人们发现，许多义县动物并没有采取拳击姿势，而是将四肢舒适地包裹在身体周围，就好像它们死时正在睡觉一样。研究人员提出，死亡原因是洞穴突然塌陷，可能是由于大型恐龙踩踏了因潮湿天气而变得不稳定的地面。

奥尔森在一份声明中说：“这可能是过去 120 年来最重要的恐龙发现。” “但是关于它们的保存方法的说法凸显了人类的一个重要偏见。也就是说，当我们不了解其起源时，将非凡的原因（即奇迹）归因于普通事件。这些[化石]只是日常死亡的快照在正常情况下，在相对较短的时间内。”