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恐龍或死于火山碎屑密度流
關鍵詞： 密度流 火山碎屑 姜寶玉 白堊紀中期 恐龍化石
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產于熱河生物群的飛鳥類恐龍化石。 姜寶玉供圖
本報南京2月12日電（記者鄭晉鳴）日前，英國《自然·通訊》雜志在線發表了由南京大學副教授姜寶玉、美國自然歷史博物館教授喬治·E·哈洛、美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室教授肯尼斯·沃霍利茨、中科院古脊椎動物與古人類研究所研究員周忠和院士、美國自然歷史博物館孟津教授聯合署名的文章《新證據表明火山碎屑密度流導致了熱河生物群的特異埋藏》。
文章首次提出，熱河生物群保存上億年不腐化的原因是火山碎屑密度流，它們造成包括恐龍在內的大量生物瞬間死亡，并將之帶入附近的湖泊保存下來。5位中美科學家是如何得出這一結論的？12日，記者對文章第一作者姜寶玉進行了專訪。
姜寶玉告訴記者，分布于冀北-遼西-內蒙古東南部的熱河生物群是中生代最重要的化石寶庫之一，產出了大量保存完整且精美的動植物化石，如早期鳥類、長毛恐龍、原始哺乳類動物和早期被子植物等。鳥類和恐龍類化石除保存完整硬體部分外，還保存了完整羽毛、“羽毛”狀皮膚衍生物和皮膚印痕等軟體組織，一些恐龍化石甚至還保存了食物殘留物及胃石、卵等其他生理組織。
但是，相對于系統古生物學研究取得的巨大進展，國內外對熱河生物群的研究并不充分，尤其是關于熱河生物群如何形成的幾個關鍵問題。2011年，姜寶玉和其他4名中美科學家組成團隊開始對此進行研究。
“2011年底，我們通過解剖化石及其保存的圍巖來還原現場?！苯獙氂裾f。分析結果令人震驚，“首先，我們發現，包裹在化石外面的不是我們想象中的湖泊泥巖，而是火山灰；其次，我們在巖石光片上發現恐龍和鳥化石對下伏的湖底沉積物造成擾動變形，這說明當時動物很可能是被直接拋入湖里的；另外，化石中的這些陸生動物，它們都是肘部彎曲、脊椎向后彎，擺出一副打拳擊的姿勢，這與龐貝古城火山碎屑密度流遇難的人類遺骸極其相似?！苯獙氂裾f。
談及陸生動物的化石為何出現在湖泊中，姜寶玉分析道，火山碎屑密度流不僅導致了以恐龍為主的陸生動物大規模死亡，還在流動過程中，把一部分動物卷到了密度流里面。在流經湖泊的時候，由于流速降低，動物遺體又被拋到了湖中。與動物遺體一同拋到湖里的，還有大量沉積物，這些沉積物把動物遺體迅速掩埋，最終形成化石。
火山碎屑密度流離開火山口時的速度最高可達每小時700公里，溫度最高可達1000攝氏度。熱河生物群的動物遺體為何沒有被高溫的火山碎屑密度流燒毀？姜寶玉說，我們推測，當這些動物被卷入火山碎屑密度流時，其時速已經大大下降，每小時可能只有上百公里，溫度估計只有兩三百攝氏度，動物會被卷入火山碎屑密度流并且烤焦，但不會被燒毀。
姜寶玉說，這項研究成果首次提出：在白堊紀中期，火山碎屑密度流不僅導致了中國東北地區以恐龍為主的陸生動物的大規模死亡，而且還搬運了一部分動物遺體到湖泊中埋藏起來。這種災難性的事件記錄下了中國東北地區一個相對較為完整的、白堊紀中期的陸地生態系統，而通過對這個生態系統的研究，我們可以恢復這一時期陸地生物的多樣性和生命演化的一些關鍵環節。