“又一具骨骼,而且头骨完美无缺!” 我对团队喊道,他们都面朝下趴在采石场地面上,露出其他的骨骼。在我作为古生物学家的这些年里,从未见过这样的景象。我们的化石猎人团队在内蒙古戈壁沙漠勘探仅 15 天,就已经发掘出一片名副其实的完整化石墓地。
在接下来的几周里,我们将使用凿子、镐和推土机对该地点进行挖掘,挖掘出十几个鸵鸟状恐龙的标本,这种恐龙后来成为恐龙世界中最著名的恐龙之一。但故事很快就变得远比简单的化石骨骼数量要丰富得多,尽管它们可能完整且保存完好。这群个体将揭示这些恐龙是如何相互作用的,它们的社会是如何构建的,以及它们可怕和不幸死亡的环境。我们才刚刚开始揭开这个 9000 万年前谋杀之谜的第一个线索。我当时还不知道,我们即将了解到的东西最终会使这个地方成为我所遇到过的单一恐龙物种最丰富的遗址。
戈壁沙漠的诱惑
美国人不可避免地将戈壁沙漠的恐龙发现与罗伊·查普曼·安德鲁斯联系起来,他是纽约市美国自然历史博物馆那位冒险的探险队领队。在 20 世纪 20 年代,安德鲁斯冒险进入外蒙古的沙漠地区,并带着已知的最早的恐龙蛋和镰刀爪奇迹迅猛龙,凯旋而归,引起轰动。然而,安德鲁斯并不是唯一一位在沙漠中搜寻的探险家。大约在同一时间,瑞典探险家斯文·赫定正在内蒙古戈壁沙漠南部地区发掘前所未有的化石,该地区现在是中国的一部分。
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在随后的几年里,在赫定遗址附近进行搜索的科学家们发现了带有孵卵亲代的恐龙蛋巢,以及可以与外蒙古最伟大的发现相媲美的镰刀爪迅猛龙。然而,学者和公众的注意力都集中在外蒙古;因此,自从十多年前对外开放以来,无数国际化石探险队在该地区纵横交错。相比之下,内蒙古仍然相对未受触及。
1984 年,当中国首次允许外国游客在没有陪同的情况下在该国旅行时,我还是一个 27 岁的地质学研究生,正在进行环球旅行,那时我首次访问了内蒙古。在乘坐燃煤蒸汽机车抵达首府呼和浩特后,我参观了当时还是一个单层小镇的市中心的博物馆。在外面,恐龙时代的岩石向西延伸数百公里,侧翼是连接蒙古草原与中亚腹地的传奇丝绸之路。当我回到北京时,我拜访了已故的赵喜进,他是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的教授,也是中国最杰出的化石猎人之一,当时他已经负责发现了十几个新物种。我们讨论了在未来的某个时候一起探索该地区。大约 16 年后,时机和环境终于吻合了。
2000 年,我回到呼和浩特与赵喜进安排在该地区进行大规模挖掘的后勤事宜。我们从火车上走下呼和浩特站台,受到地质学家兼内蒙古龙昊地质古生物研究所所长谭琳的迎接。谭琳当时 63 岁,但看起来比实际年龄年轻得多,他精力充沛地介绍了明年春天戈壁探险所需的车辆和物资的详细信息。幸运的是,在呼和浩特找到合适的探险车辆不成问题。我记忆中的那个单层小镇已经被一个繁华的大都市所取代,宽阔的大道两旁林立着闪烁的霓虹灯招牌。
谭琳建议我们重访赫定和后来的探险队进行化石发现而闻名的地方。当然,那里还有更多的化石有待发现。但我有其他的想法。“去任何没有人去过的地方”是我的口头禅。最终,对未知的渴望占据了上风,我们决定在春天沿着丝绸之路出发,前往戈壁沙漠偏远的西部地区。
最初的线索
到 2001 年 4 月中旬,我们由美国、法国、中国和蒙古化石猎人组成的 16 人团队已经在呼和浩特集结完毕。我们分成四辆野外用车和一辆卡车,卡车上装载着数吨物资,准备进行沿着黄河岸边进入沙漠的 700 公里旅程。
我们在距离苏宏图小哨所不远的地方建立了第一个基地营地。戈壁的风拍打着我们的铁架中国军用帐篷,将一层淤泥和灰尘喷洒在里面的所有东西上。头发很快就竖了起来,就像抹了发胶一样。考虑到缺水和极度寒冷,淋浴是不可能的。
每天我们都出发去寻找化石。团队成员会在不平坦的地形上行走数公里,寻找可能从岩石中露出的有趣发现。对于化石狩猎来说,幸运固然好,但最好是天生就具有“鼻子”——一种嗅出化石的天然天赋。
蒙大拿州立大学古生物学家戴夫·瓦里基奥发现了第一个重大发现——一块低矮的岩石突出物底面的一个三趾足迹。那个足迹,因其短小的侧趾而引人注目,对于恐龙来说很小,但比他的手要大。我们推断这很可能是一只大型似鸟龙,或“鸟类模仿者”留下的。很快我们就会毫不怀疑是什么留下了这个脚印。
根据大约 25 年前印制的一张中国地质图,营地周围地区是晚白垩世时期——大约 9000 万年前。除了脚印外,我们的发现仅限于以前在戈壁沙漠中发现的小型恐龙的骨骼,因此我们搬到了附近一个化石更丰富的开阔山谷。很快,团队成员就在挖掘几个发现,包括一个可能从地表露出的原始鸭嘴龙头骨。另一个化石似乎属于一种小型蜥脚类动物,即通常长到非常巨大的四足食草动物。
最有趣的地点是一堵垂直的层状红色和蓝色岩石墙,上面散布着几只相对较小的恐龙的腿骨。这不是天然的墙壁。它是用凿子和镐头凿成的,是化石采石场的后墙。有人在我们之前来过这里。
谭琳解释说,这个地点最初是在 1978 年一位地质学家和他以前的同学进行地质测绘时发现的。“看这里,”他指着地质图上的一个小骨头符号说。利用这张地图,谭琳在四年前的 1997 年引导了一支中日蒙联合探险队来到这个地点。由于时间和材料短缺,他们收集了多具骨骼,但在挖掘完成之前就停止了。
在我的背包里有一篇 1999 年发表的论文,是日本年轻古生物学家小林快次关于戈壁沙漠新似鸟龙的论文,他当时是南方卫理公会大学的研究生。我现在意识到这篇论文是基于我面前的采石场的发现。小林快次和他的同事们注意到许多化石的存在以及它们精美的保存;有些化石甚至包括胃石——古代蜥脚类动物(以及现代鳄鱼、海豹和鸟类)摄入的鹅卵石,以帮助磨碎食物和帮助消化。2003 年,小林快次将这种恐龙命名为董氏中华似鸟龙。然而,谜团仍然存在:为什么在一个小区域内保存了如此多的化石?它们是在同一时间还是在数千年里死亡的?如果它们确实同时灭绝,那是怎么发生的?
采石场位于戈壁沙漠一个荒凉多风地区的山脚下。地平线变成了灰棕色——这是即将到来的沙尘暴的早期预警。在沙漠中,这些预警最好以分钟而不是小时来衡量。我们冲向野外车辆,希望在我们还能通过我们来时留下的车辙导航时,冲回营地。几分钟之内,风开始抛掷成片的沙子,使我们卡车下部的油漆变得暗淡。
填满毛孔的灰尘和刺骨的寒冷在一天结束时被营地厨师抵消了,他经常为晚餐提供七道菜的晚餐——而且总是与前一天晚上不同的七道菜。幸运的是,营地离一个军队哨所不远,这使我们能够获得新鲜蔬菜。在我看来,中国菜是世界上最好的。同样闻名的是中国啤酒,那个季节我们一夸脱一夸脱地喝下去,以庆祝我们幸运地积累了值得注意的发现。
死亡陷阱
在接下来的几周里,我们每天都回到那个山谷,我们中的许多人致力于解开似鸟龙采石场的谜团。当我们的工具将采石场的后墙推向山丘深处时,一具骨骼引出了另一具骨骼。其他人则研究并取样了悬崖面,编制了一份详细的岩石日志,记录了埋葬墓地的岩石。
当一个物种的多个个体被保存在一个地方时,古生物学家必须询问这种组合是自然的吗?也就是说,它是一个家庭群体还是一个兽群聚集在一起,就像在某一天可能发生的那样,只是在原地被抓住死亡?大多数单一物种的骨骼堆积都不是那么有趣。相反,它们是由无关的个体组成的,这些个体在一段未知的时间内,死在水坑附近或被洪水冲刷进来。
如果我们快速打包剩下的骨骼,故事中最有趣的部分——所有这些恐龙是如何死亡的——将永远丢失。关于死亡原因、环境和时间的线索不仅存在于骨骼本身中,而且还存在于骨骼的位置、牙齿痕迹或破碎的骨骼的存在,以及在死亡之前、期间和之后沉积下来的沉积物的特征中。犯罪现场,而不是古生物学家的战利品宝库,是我们必须看待这样一个采石场的方式。
我们很快就相信这些动物都是在同一时间死亡的。骨骼不是随机分布的——所有的骨骼似乎都指向同一个方向。这可能是洪水或河流将多组骨骼带到同一个地方的结果,但我们找不到任何证据表明骨骼是以这种方式移动的。所有的骨骼都是完整的。
此外,悬崖面的薄层红色和蓝色岩石暗示该地区过去由细粒泥土和淤泥组成。我们在填充的泥裂缝中发现了斑点,表明该地区经历了干湿期。微小的、扁平的淡水生物介壳虫覆盖了一些骨骼,这是来自扩张湖泊的漂浮物。在骨骼附近,泥土几乎是纯净的,缺乏支撑植物生命的土壤的蠕虫洞穴和根系。总而言之,骨骼周围的岩石表明古代湖泊的潮起潮落——干旱地区的一片绿洲。
像这样的化石集合是闻所未闻的——它是(并且至今仍然是)已知的唯一的恐龙物种庞贝式的样本。随着采石作业的继续,我们花费了许多时间思考死亡场景。也许这些恐龙死于附近的火山或屈服于山洪暴发?“也许他们只是陷在泥里了?” 团队成员加布里埃尔·里昂建议道,同时用珠宝商的针勾勒出一只倒下的恐龙脚的紧握着的脚趾轮廓。对我来说,泥潭陷阱的想法似乎有点牵强附会。虽然里昂是一位经验丰富的挖掘者,但她是一位教育家,而不是古生物学家或地质学家。现代动物,如奶牛,有时会在水坑附近死亡——大型野兽陷入泥潭,膝盖以下都被泥土淹没,最终因口渴、暴露和饥饿而死亡。然而,整个兽群以这种方式死亡的情况极为罕见(尽管有时野生马匹确实会发生这种情况,探险队的死亡学专家瓦里基奥指出——死亡学是关于死亡和临终的科学)。
当我们挖掘时,更多的线索开始积累。戴夫在靠近保存骨骼的地平线的悬崖面上发现了 V 形图案。泥土层向下变形,就像被恐龙脚趾上的爪子等细长物体拉动一样。这是泥潭中致命舞蹈的证据吗?
不幸的是,我们不能再挖掘太久了。我们的似鸟龙采石场向下倾斜进入山丘,每天都变得越来越难以提取。使用我们现有的工具进行完整的挖掘将需要数月甚至数年的时间。幸运的是,我们很快就会知道,在中国,一切皆有可能。
在我们的休息日,我们前往中国军队哨所,在那里我们被新兵挑战进行篮球比赛。谭琳教授和赵喜进教授在场边观看,注意到附近停放的令人印象深刻的重型设备。在篮球比赛中与士兵们成为朋友后,那天晚上我们向基地官员提出了我们的请求,并佐以令人麻醉的几轮白酒,这是一种委婉地翻译为“白葡萄酒”的烈酒,尽管它是按杯出售的。几天后,一辆巨大的推土机抵达现场。
当刀片每次修剪掉山顶几厘米时,我们紧随其后,在墓地上方寻找化石。“停下!” 密歇根大学的古生物学家威尔逊喊道,他正弯腰在一个被巨型刀片掀起的土块上。威尔逊发现了一些下巴和牙齿。我们仔细检查了最后一次通过的每一侧的尾矿,直到找到所有丢失的碎片。就在墓地上方一个人体长度的地方,一块结核中锁着一个 45 厘米长的未知捕食者的头骨。
到采石场的第四天,推土机已经移走了整座山丘,它的刀片刚好在墓地上方。我们恢复挖掘,直到出土了最后 13 个个体。骨骼通常会倒塌在平坦的表面上,埋在仅仅几厘米的沉积物中,但是当我们从包含骨骼的主要层位上剥离泥岩时,几只恐龙的后腿深深地插入泥土中。一些其他方面保存完好的骨骼缺少髋骨。这些个体看起来好像被困在泥潭中,只是遭受了古代食腐动物的注意。
这正是我们所期望的,如果一群正在移动的恐龙都陷入了同一个泥泞的岸边。里昂的假设,从她一定在骨骼中感受到的恐慌中得出,正在成为最有可能的死亡场景。
生死之间
回到芝加哥大学,我的研究团队在显微镜下逐个清理骨骼,揭示了非凡的保存程度。不仅胃石被保存下来,而且它们似乎还保留了曾经粉碎植物的砂囊的形状。我们还在砂囊的两侧发现了一层薄薄的黑色碳膜。这种黑色物质是恐龙最后一餐的遗骸。
额外的证据有助于证实我们在挖掘中的一个预感。在沙漠中,我们注意到采石场中的所有骨骼都是未成熟的。在野外遗址,测量恐龙年龄的最佳方法是检查构成脊椎骨的各个骨骼。每个脊椎骨都由下方的线轴形骨骼(椎体)和上方的弯曲结构(神经弓)组成。如果这两个部分完全融合,则脊椎骨不再生长,恐龙就成熟了。在苏宏图收集的所有骨骼的椎骨都保存为两个部分。
然而,这个特征仅提供了对恐龙年龄的粗略估计。回到芝加哥,我们将骨骼切成薄片,以计算它们的年轮,就像您对树木所做的那样。我们了解到,这些骨骼的年龄从一岁到七岁不等,其中大多数在一岁到两岁之间。这种模式告诉我们两件事。首先,这意味着中华似鸟龙必须大约需要 10 年才能达到成熟。其次,我们意识到苏宏图的兽群是一群青少年——成群结队的恐龙青少年。
有了这个认识,我们就可以拼凑出恐龙的完整历史——不仅是它们的死亡方式,还有它们的生活方式。古生物学家推测过半大恐龙的社会习性,但苏宏图的兽群提供了迄今为止最好的证据。由于中华似鸟龙的成熟大约需要十年,幼年恐龙有足够的机会聚集在一起。成年恐龙在繁殖季节忙于一系列活动——求爱、筑巢、巢穴防御、孵卵和抚养幼雏。幼年恐龙似乎四处游荡,自食其力。
这个特殊的群体遭遇了不幸的结局。对于路过的兽群来说,泥潭陷阱看起来会像湖边沿线的许多其他区域一样——泥土可能会记录下脚印,而不是吞噬脚。一对中央骨骼最戏剧性地捕捉到了这个 9000 万年前的悲剧。这两只动物绝望地被困住了,它们的身体侧身倒在地面上,一只叠在另一只上面,它们的脚深深地扎根在泥土中。它们的骨骼非常完整,除了它们的髋骨,髋骨一定是被饥饿的食腐动物拉掉的。一块孤立的髋骨帮助证实了这种情况,其刀片的中央部分在一个入侵者的脚趾的重量下被压碎。
然后水位上升,至少短暂地上升,轻轻地用泥土密封了墓地及其悲惨的故事。