恐龍化石

恐龍化石

恐龍骨骼石化後物質
恐龍死後,身體中的軟組織因腐爛而消失,骨骼(包括牙齒)等硬體組織沉積在泥沙中,處于隔絕氧氣的環境下,經過幾千萬年甚至上億年的沉積作用,骨骼完全石化而得以保存。此外恐龍生活時的遺迹,如腳印等有時間也可以石化成化石保存下來。礦物質在地下往往會分解和重新結晶,變得更為堅硬,這一過程被稱為“石化過程”。随着上面沉積物的不斷增厚,遺體越埋越深,最終變成了化石。
    中文名:恐龍化石 外文名: 别名: 部位:骨骼(包括牙齒) 類型:體軀化石 分析部分:足迹、巢穴、糞便或覓食痕迹

産生背景

石化掩埋

當恐龍死去并很快地被沉積物或水下泥沙所複蓋時,石化過程就開始了。這些沉積物中含有細小的顆粒,會在屍體表面形成一層松軟的複蓋物。這條“毯子”可保護動物屍體免受食腐動物的侵襲,也可隔絕氧氣,抑制微生物的分解。

石化過程

恐龍的骨骼和牙齒等堅硬部分是由礦物質構成的。礦物質在地下往往會分解和重新結晶,變得更為堅硬,這一過程被稱為“石化過程”。随着上面沉積物的不斷增厚,遺體越埋越深,最終變成了化石。而周圍的沉積物也變成了堅硬的岩石。這個過程是極其緩慢的。

回歸地表

在石化回歸地表的過程中,還有許多危險。在成千上萬的石化過程中,周圍的岩石可能會彎曲變形,這樣化石就會被壓扁。另外,地殼底部的高溫也有可能讓化石熔化。逃過這些劫難後,還得有人趕在化石從周圍岩層中分離前找到它,否則化石就會碎裂消失。

發掘方法

許多化石都保存在沉積岩中,除此之外,冷卻的溶岩表面的化石足迹也有可能保存下來。而永遠凍結在地面,例如西伯利亞的永凍土,也可以很好的保存化石。

沉積岩是一種由沉積在河、海、盆地或陸地上的沉積物經固結而形成的岩石,按其成因和物質成分可分為礫岩、砂岩、泥岩等。因為組成沉積岩的砂土微粒十分細膩,可以很好地保存化石,所以在沉積岩中也包含了圓形的石塊,稱為結核。結核是化學變化所生成,形成原因是因為有化石的存在。

水、風或人類的活動都會導緻蘊藏化石的岩石出露。侵蝕中的懸崖和河岸都是尋找化石的好地點。因人類活動而使化石露出的地點,通常包括采石場、路邊和營建工地。

尋找有可能蘊藏化石的埋藏什麼是恐龍地點時經常會用到地質圖。地質圖可以顯示露出地表的不同類型或不同單元的岩石類型。航空攝像和衛星攝像也可以配合地質圖一起使用,以便确定出露岩石的精确位置。

選擇地點

在發現恐龍化石的埋藏地點後,考古人員就要把化石挖掘出來。起出那些零星的小化石可能隻需要一個人花上幾分鐘的時間,但如果是要将大塊化石從堅硬的岩石中起出,就需要大批人員費時數星期或數月,侵蝕中的懸崖和河岸都是尋找化石的好地點動用各種機械工具才能完成。在此過程中,測量并記錄作業細節也同樣重要。

探尋恐龍的最佳地點是在中生代沉積岩層露出地表或接近地表的地方。山路旁、采石場、海岸、懸崖、河岸甚至煤礦都可能是挖掘的地點。然而占地最廣、恐龍蘊藏量最多又露出地表的地區多半位于崎岖的不毛之地或遙遠的沙漠之中。

挖掘方法

在恐龍化石的挖掘中,工作人員會根據挖掘地點的不同采取不同的挖掘方式。比如在某些沙漠地區,工作人員隻要把上面的沙子清除,就能整理出骨骼來。但要挖掘埋藏在硬岩石裡的大骨架,就必須使用炸藥、開路機或強有力的鑽孔機。

測繪現場

人們在恐龍挖掘現場移除任何東西之前都會先用網絡分區,在不同的分區内找到的化石都要标示清楚,經過攝影并精确繪測現場圖,這樣到最後就會得到一張精密完整的現場繪圖。這個處理過程幾乎和化石本身一樣重要。記錄挖掘現場的精确位置和彼此的相對位置,有助于揭示标本恐龍當時的緻死原因以及為何保存下來。

化石搬運

化石在移動前要先進行穩定處理。有時隻需要用膠水或樹脂塗刷暴露部分,有時則必須以粗麻布浸泡熱石膏液做成的繃帶來包裹。小塊化石可以用紙張包起來,或收藏在樣品袋中以免受損。大塊化石或用石膏包裹,或在最脆弱的部位用聚胺甲酸酯泡沫來保護。有些較大的内藏化石的石塊則必須先劈開再運輸。

重建複原

尋找、挖掘作業隻是認識恐龍化石的第一步,接下來就是将化石骨骼一塊塊地拼湊起來,重新構建一副骨架。而複原工作則是在骨架上添加筋肉,使之重現生前的模樣。所以有時古生物學家花在實驗室裡的時間比花在野外的時間還長。

清理化石

在實驗室裡取出恐龍化石時需要特别小心。去除岩石、露出化石的精巧細部構造需要謹慎處理,也相當費時。可視需要移除的岩石多寡來決定使用的工具。在去除化石周圍的岩石後,需要在化石上塗膠水和樹脂來加以保護。

酸劑預備作業

稀釋後的乙酸或甲酸可以用來溶蝕化石周圍的岩石,而不會傷及化石本身。但整個作業過程必須謹慎監看,因為有時酸劑會由内部将化石分解。并且有些酸劑相當危險,可能會灼傷皮膚,因此使用者必須穿戴安全面罩、手套及防護服。

學術描述與命名

等化石完全準備妥當,古生物學家就可以描述化石的構造,并與相關或類似的恐龍做比較。如果有可能是新的屬或種類,就要為這個化石恐龍起個新學名。拿新化石的特征和其他化石做比較,就可以把新化石納入種系發生關系中。

圖解描繪

圖解描繪的過程是描述恐龍實際長相的關鍵。圖解的方式很多,有的精确素描岩石中埋藏的化石,有的是結構完整、标示清楚的重建複原骨骼圖。為求精确,科學家通常會使用攝像描繪器。雖然素描作品不如照片精确,但還是很有用。因為借由素描可以将可能同時出現在單件化石上的特征結合呈現。

論文發表

完成化石研究後就可以把研究結果寫成論文公布發表。論文内容可能是新恐龍的描述,或是重新評估某種早已認識的恐龍種類。可以用圖表、照片來輔助說明。因為所有論文在正式發表之前都需要經過同行審閱,所以多半相當可靠。

重組骨架

在弄清楚了某種恐龍骨骼的結構之後,就會盡可能地重組該副骨架。失落的骨架用玻璃纖維制作的模型來代替。現在能夠看到的大部分大型的展示骨架也都是用質量較輕的玻璃纖維模型來代替,并将細金屬條隐藏其中,以便支撐架構。重組的骨架是重塑某種恐龍生前模樣的基本依據。現存的爬行類、鳥類和哺乳動物的身體結構也可以用來參考。它們有助于指出恐龍内部器官的大小、外形、位置和構成腹部的肌肉情況。皮膚的構造則參照化石上的皮膚印痕。

修理工作

修理工作的首要任務是毫無損傷地從圍岩中把沒有外露的化石鑿刻出來,把斷裂的化石粘補完整,這樣才能恢複恐龍骨骼的真面目,便于專家進行研究。從事修理工作的人員,應該掌握一定的恐龍骨骼學的知識,至少能辯認外露的骨頭是恐龍軀體中哪一部分的骨骼,如頭骨、脊椎骨、四肢骨等。

修理的第一步是開箱。開箱要按照裝箱清冊逐次打開,開箱多少應按修理人員的多少而定。開箱後便要登記。從标本架上按化石産地及編号将标本取下,先把化石産地、編号登記在修理工作日記上。一般地說,化石的修理有以下兩種方法:

(1)機械修理法。雖然近年來修理工具已相當進步,但最多使用的還是錘子和鑿子。使用這些工具時一定要把化石放在沙盤内,有的需用大小不一的沙枕墊在不同的部位,以保持穩定。修理時,一錘一鑿都要有目的地進行,一定要十分小心,不能把化石損壞。如果遇到圍岩很硬,可用電動雕刻機或牙科大夫用鑽牙或補牙的直機或高速磨牙機。根據需要也可以使用氣動式雕刻機或鋼筆型氣動鑽。

(2)化學處理法。在發掘時,為了使糟杇的化石硬化,常常滴入硝酸纖維漆液,把化石周圍的泥土凝固于化石的表面,如有這種情況,在修理前要滴入稀料(即香蕉水),以使其溶解。如果化石已經出現裂縫,當裂寬度不超過1毫米時,可直接滴入固化膠;當裂口很大時,則要在裂口處加填充物,并清洗斷裂口,然後再使用固化膠或粘接劑。一般使用的固化膠為硝基清漆,可用丙酮作為稀釋劑。市面上常見的快幹膠(俗稱505,即氰基丙烯酸)和聚酯樹酯也可作為粘接劑。為了把化石從圍岩中完整地取出,20世紀初國際上已開始使用酸處理法。最常用的是乙酸(醋酸)。化石圍岩的主要成分是碳酸鈣,而恐龍骨骼化石的成分是磷酸鈣,乙酸能溶解圍岩,卻不能溶解恐龍骨骼化石,這樣就将骨骼從圍岩中分離了出來。骨骼化石分離出來後應立刻取出,用清水沖洗和浸泡,其時間至少要與乙酸浸泡的時間相同,以便盡可能地除出酸性物質。清洗後,可将化石放在600C的烘箱内烘幹。

操作設備

古生物學家通過化石的研究發現,埃德蒙托龍會像人一樣得癌症。研究古代疾病和傷害的學問稱為古病理學,這種研究主要是通過保存下來的骨頭進行的。比如說,如果化石動物的骨頭出現病變或特殊的增長,就代表這個動物生前可能曾經患病或受傷。如果某個化石物種有許多個體經常性地出現某些特征,就可以推斷出他們某一方面的生活。

電腦斷層攝影

電腦斷層攝影不需要破壞标本就可以看到化石顱骨的内部構造。平常需要剖開化石才能檢視的細部構造,現在用電腦斷層攝影就能輕易做到。傳統的X射線會把物體壓縮成單一平面,而電腦斷層攝影可以産生立體的電腦模型,在多唯空間裡操控。

顯微鏡的運用

古生物學家使用顯微鏡來觀察化石,已經有辦法研究各種化石微生物。掃描電子顯微鏡是功能強大的工具,可以放大物體攝影達百萬倍,可以看到遠比過去更加細膩的化石骨頭細部。這類儀器首次揭露了化石化的微生物構造,協助古生物學家更深入地了解恐龍的生活環境。

考古發掘

恐龍木乃伊:1999年,一名少年在美國北達科他州發現了一具保存完好的恐龍木乃伊,可以看到其象鴨子一樣的嘴巴,并且皮膚幾乎完整無缺。現在,科學家已經從這具的罕見恐龍木乃伊上面找到了一些有機物,這意味着人類有望很快揭開有關恐龍的生物學秘密。

恐龍的遺骸和一條史前的像鳄魚一樣的動物Borealosuchus的遺骸纏繞在一起,科學家認為Borealosuchus可能是在吃恐龍的屍體時死掉的。領導恐龍樣本研究小組的曼徹斯特大學的菲爾-曼甯說:“這隻白垩紀鳄魚可能是同一時間死掉的。鳄魚可能在爬進已死的恐龍肚子後窒息而死。”科學家已經收集了應該能确認這一恐怖的理論是否屬實的證據。對恐龍軀幹和尾巴的一次CT掃描—同類中進行的最大規模的一次掃描—将在接下來的幾個星期進行分析。

這條恐龍是1999年由16歲的泰勒-萊森在北達科他州海爾克裡克(Hell Creek)發現的,5年後恐龍被發掘出來。它是一隻年輕的成年恐龍,屬于一種相對較為常見的恐龍——埃德蒙頓龍(Edmontosaurus),又被稱為達科他龍。達科他龍靠兩條腿行走,體長25-30英尺(7.5-9米),到肩高6-8英尺,重3-4噸。成年的達科他龍會達到40英尺長、6噸重。

和多數恐龍标本不一樣,達科他龍在變成化石之前已成木乃伊狀,意味着這隻恐龍幾乎所有的皮以及象腱和韌帶之類的部分結締組織連同它的骨頭一起被保存下來。這使得科學家可以對它進行一次詳細的“屍體解剖”,并重新構建了其解剖結構的詳細情況。這些結果将于9日在美國國家地理頻道(National Geographic Channel)播出的一部記錄片《恐龍屍體解剖》(Dino Autopsy)中完全呈現。

科學家重新構建了它的步态和生物力學,推斷它的最高速度大約為28英裡每小時(45千米每小時),這使得其奔跑速度比其中一種最可怕的天敵霸王龍(32千米每小時)更快。

結締組織的保存完好也表明,埃德蒙頓龍的椎骨至少間隔1厘米,不用象多數博物館展覽恐龍那樣緊緊地包在一起。這表明,鴨嘴龍比通常認為的要長,而且可能意味着象長頸蜥腳類之類的大得多的恐龍比人們推想的還要長2米。

恐龍皮還顯示出有斑紋的迹象,這可能暗示着一種僞裝模式。利用一台波音掃描儀進行的CT掃描可能揭示是否有内髒在皮下保存下來,而波音掃描儀通常是用來測試飛機和宇宙飛船零件的。曼甯博士說:“我們已經發現了生物學問題,而且我們相信會收到不錯的結果。如果它證明是組織的話,那可能是史無前例的第一次。

而在2008年12月26日,中國北京自然博物館展出了世界上發現的第5具恐龍木乃伊,也是在中國發現的第一具恐龍木乃伊,距今1.2億年,同時也是遼西地區發現的最小個體木乃伊化石,這是一隻鹦鹉嘴龍,而且首次看到了深層皮膚。

8600萬年前河南恐龍寶寶化石歸國展出曾流失海外:2013年12月,河南省地質博物館經過近三年的不懈努力,流失到美國18年的“路易貝貝”于去年12月回到祖國,并将在老家河南供科學研究和永久珍藏展示。

2014年9月28日,河南省發現3大恐龍動物群和一個古生物群;複原了迄今世界上最大的恐龍骨架——巨型汝陽龍;在海外流落多年的恐龍化石“路易貝貝”首次在河南與遊客見面。

經對河南省恐龍化石的系統調查與勘查,河南省已有15縣(市)發現了恐龍骨骼化石、恐龍蛋化石或恐龍腳印化石,分布在14個中生代盆地中。截至目前,河南省發現的恐龍蛋化石有8科、12屬、36種,是我國發現恐龍蛋種屬最多的省份,占全國恐龍蛋化石種屬總數的80%、世界的70%。河南省省範圍内已發現殘存的恐龍化石露頭點243處,發掘了61處,研究确認恐龍有15科21屬21種,發現恐龍腳印4種。

2014年9月28日,河南省地質博物館門外,迄今世界上最大的恐龍——巨型汝陽龍的骨架得到複原。複原後,恐龍體長38.1米,體寬3.3米,脖子長17米,是已知世界上複原裝架的最粗壯、最重、最大的恐龍。推測其活着時的體重可達130噸,相當于20頭大象的重量,極度加長的頸椎椎體特征,說明了巨型汝陽龍為一長頸椎類型。

在地質博物館展廳内,流落海外十多年的恐龍化石“路易貝貝”也首次與觀衆見面。“路易貝貝”産自西峽盆地,距今約8600萬年。“路易貝貝”與4枚西峽巨型長形蛋化石共生在一起,骨骼化石保存長度為118厘米。經初步鑒定,它是一個剛剛破殼的小竊蛋龍寶寶,具有重要的研究價值和科普價值。

村民砍柴撿到6塊恐龍骨骼化石距今1.4億年:2015年3月4日,接過重慶市地勘局地質工程隊頒發的榮譽證書,合川區村民謝秀明才明白,自己砍柴時撿的6塊“怪石”,竟是距今已1.4億年的恐龍骨骼化石。去年10月中旬,謝秀明的妻子在一株柏樹根部發現形狀怪異的“石頭”,後經鑒别,該化石屬恐龍後腿骨化石。目前,這批恐龍化石由重慶市地勘局進行保護、鑒定。

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