古生物学家揭开“史前庞贝城”的真相

中国辽西是世界级的古生物化石产地，发现了大量羽毛恐龙以及原始鸟类的化石，此外还有许多完整保存了生前姿态的古生物化石。古生物学家曾经认为这些化石都是由于突然爆发的剧烈火山爆发而被埋葬的，就好像庞贝城经历的那样，于是便有了“史前庞贝城”的称号，但事实或许并非如此！

图注：辽宁古生物古生物中的鹦鹉嘴龙化石，拍摄江泓

公元79年，维苏威火山大爆发，将庞贝城掩埋。当庞贝城的居民遭遇火山灰袭击时，被火山灰包裹了身体，凝固厚保留了最后的姿势，但是外壳内部的尸体后来腐烂，只剩下了一层空壳。

图注：剧烈喷发的维苏威火山，图片来自 ***

图注：庞贝城中已经成为石膏空壳的居民，图片来自 ***

热河生物群中的化石则完全不同，其中的义县组有两个基本的化石保存类型：一种是在陆地上形成的完整并且呈 3D状态保存了骨骼；另一种是在湖泊沉积中发现的，扁平但是有大量软组织保留下来的化石。

图注：保存了骨骼及羽毛的古喙鸟，图片来自 ***

尽管在义县组地层中也发现了火山灰、熔岩侵入地层的痕迹，但是古生物化石及遗迹却与庞贝城的人类空壳不同：首先，羽毛、皮肤和其他一切都会在火山碎屑中燃烧；另一方面，恐龙和其他动物的四肢并未处于防御性姿态，相反却舒适地蜷缩在身边，仿佛是在睡觉。比如成年幼年在一起的鹦鹉嘴龙（Psittacosaurus）、遭到爬兽（Repenomamus）猎杀的鹦鹉嘴龙及保持睡眠姿态的长眠龙（Changmiania）呢。

图注：成年与幼年保存在一起的鹦鹉嘴龙，拍摄江泓

图注：爬兽攻击鹦鹉嘴龙的骨骼，图片来自 ***

图注：长眠龙的化石及复原图，图片来自 ***

所以“庞培城”的说法的确非常有吸引力和戏剧性，但这种解释可能是完全错误的，其实这些化石都是在常见的事件中保存下来的，比如洞穴坍塌或者雨季淹没形成的沉积物，将动物埋葬在无氧的空间中。

进一步的计算表明，当气候相对潮湿的时候，这一时间段内包含了三个受到地球轨道变化控制的时期，导致了湖泊和陆地上的沉积物堆积速度比之前想象的要快得多，许多死去的动物很快被掩埋，并且处于缺氧状态下，而湖泊底部沉积物的封闭效果更好，而且保存了软组织。

至于呈 3D状态保存的骨骼化石，则基本上可以判断是由于洞穴坍塌导致的掩埋而形成的。理由包括三点：之一，化石中的沉积物颗粒比周围的要细，这是因为洞穴墙壁类似于筛子，就算是坍塌了依然会起到过滤的效果，这种现象被称为“洞穴筛网”；第二，被掩埋的动物，如鹦鹉嘴龙、长眠龙等，其身体结构非常适合挖掘，而且每天都会在洞穴中呆很长的时间；第三，地层中的沉积物大部分都是河流带来的，是典型的河流相沉积，沉积物中的火山物质较少，而且属于远端火山物质，也就是说并没有发生具体较近而且剧烈的火山喷发。

图注：对于化石内外沉积物颗粒的分析，图片来自论文

图注：热河生物群的复原图，作者赵闯

在研究中，研究团队彩测定了四合屯-黄半吉沟地区的地质年代，从化石本身即周围岩石中提取的锆石微粒，并且使用了一种名为锆石U-Pb化学溶蚀电离质谱法（CA-ID-TIMS）的 *** ，测量了放射性铀与铅的比率，确定化石周围的微粒最早可以追溯到距今1.258亿年前，所有微粒的时间集中在9.3万年的时间里，而之前认为该地层的时间跨度超过百万年之久！

图注：本次研究中岩心和露头的地理位置，图片来自论文

图注：古生物学家及岩层，图片来自 ***

该项研究由中国科学院南京地质古生物研究所、中国科学院古脊椎动物和古人类研究所、美国哥伦比亚大学、南非金山大学等单位学者共同参与，论文于2024年11月5日在线发表在《美国科学院院报》（PNAS）上。

研究论文：

MacLennan, S.A., Sha, J., Olsen, P.E., Kinney, S.T., Chang, C., Fang, Y., Liu, J., Slibeck, B.B., Chen, E., Schoene, B., 2024. Extremely rapid, yet noncatastrophic, preservation of the flattened-feathered and 3D dinosaurs of the Early Cretaceous of China, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 121 (47) e2322875121, https://doi.org/10.1073/pnas.2322875121 (2024).

文字编辑：江氏小盗龙

图片来自 *** 及论文，侵删