寒冷的極地地區的恐龍及其生物群落的發現

　　澳大利亞維多利亞南部海岸的恐龍灣是澳洲大陸著名的恐龍化石產地，但是要在這里發掘化石卻并不容易。雖然在這里化石常常保存得很完好，但是它們都埋藏在堅硬的砂巖、粉砂巖和泥巖中，只有用大錘、鉆頭甚至爆破器材等合適的發掘工具才能把它們發掘出來。

蛇頸龍

　　1987年，澳大利亞的一個發掘隊在這里進行了一段漫長而枯燥的野外工作。兩個月過去了，盡管他們使用了打鉆和爆破等各種方法，還是沒有發現多少化石。

　　看著這個野外季節就要過去，考察隊決定在最后幾天再碰一碰最后的運氣。他們在一處沿著古溪流河道的峭壁上開挖了兩個平行的隧道，以尋找和挖掘那些在1億年前沉積在那條古河道中的骨骼。當兩條平行的隧道挖好之后，他們決定在二者之間再挖一個垂直于它們的隧道以便將它們連通起來。這真是一個幸運的決定，因為就在考察隊挖掘這條橫向的第三條隧道的時候，他們終于發現了朝思暮想的恐龍化石。

　　經過打鉆和爆破將覆蓋在上面的巖石去掉之后，隊員們像對待新生兒一樣小心翼翼地把含有化石的巖石塊從“恐龍礦”的底板中輕輕地取出來，生怕損壞哪怕是一點點的標本。

　　這一天，一名發掘隊員在幽暗的隧道里檢查剛剛劈開的巖石時，驚喜地發現了一件不同尋常的化石。由于隧道里空間狹窄而又陰暗潮濕，標本本身呈棕褐色，在暗灰色巖石的包裹之中很難發現，因而在先前的檢查中竟然被忽視了。仔細觀察之后，判斷這是一個體形可能比小雞還小的小型恐龍的頭蓋骨頂部的化石。暴露出來的斷面顯示，周圍還應該有與這塊化石相關的更多的東西。認真尋找之后，發掘隊員們在一塊曾經被遺棄的石塊里發現了與之對應的部分，即另一塊頭蓋骨頂部的碎片，它在發掘的時候被不經意地像剝橘子皮一樣地被剝掉了。兩塊化石粘接在一起之后，一塊恐龍的相當大的腦部化石就清晰可見了。值得注意的是松果孔--腦部主管視覺的垂體部分顯得很大。這種情況在已知的所有其它種類的恐龍中是非常罕見的。

　　接著，發掘隊又將保存下來的全部頭蓋骨挖掘出來。而第二天，他們的好運仍在繼續，在距離發現頭蓋骨碎塊不到1米的地方，他們找到了一部分殘余的脊椎骨、腰帶和腿骨的化石。化石的尺寸、形態和埋藏狀況告訴他們，這些頭后骨骼與那個頭骨屬于同一個恐龍個體，這個推測經后來的實驗室研究和修理裝架工作得到了證實。研究表明，這個大眼睛的聰明恐龍個體很小，兩足行走，動作敏捷。它生活在1億6千萬年前，以植物和昆蟲為食。

　　這塊珍貴的恐龍化石的發現及其隨后的一些其它的發現為科學家了解1億6千萬年前生存在這一地區的生命提供了重要的線索。

　　在此之前，有關澳洲大陸在大約6千5百萬年至2億2千萬年前這個時間段中的恐龍和其它陸生脊椎動物的化石記錄幾乎還是空白。早在1900年，一名地質學家就在維多利亞海岸發現了這里的第一塊恐龍骨骼化石。可是90多年過去了，在這此發掘之前在這里再也沒有發現過任何新的恐龍骨骼化石；能夠反映那個時期澳洲大陸生存過的哺乳動物的證據也只有兩塊頜骨碎塊。大量的印跡化石和所發現的盡管數量很少的骨骼化石表明，澳洲大陸的恐龍家族曾經十分繁盛，并且在當時處于統治地位。然而能夠得到的骨骼化石證據確實是少得出奇。從60年代開始，澳大利亞的科學家就開始了一些探索，希望發現一些標本來填補澳洲大陸這一方面的空白，以增加對該地區古生物史的了解。

　　恐龍灣是澳洲南部主要的產化石地區。在墨爾本東南和西南沿海地帶的巖石裸露區所受到的氣候影響較小，其中的化石也因而不像這個大陸其它地區常見的那樣容易遭受強烈的風化作用。在維多利亞這一海濱地帶出產恐龍化石的區域方圓不過幾平方公里。在這里，海浪猛烈拍打著巖石，使恐龍骨骼化石漸漸暴露出來。再往內陸方向不到100米遠的地方，同樣的巖石卻受到嚴重侵蝕，因而很難再找到骨骼化石。

　　恐龍灣的北面是較低的奧特韋山地，南面則是廣闊的南澳大利亞海；再向南不到3000公里，就是隔海相望的南極大陸。當初恐龍生活在這里的時候，景觀與現在完全不同。那時候，南澳大利亞海并不存在，而恐龍灣也只不過是一個斷陷峽谷的底部。恰好在那個時候，澳洲大陸和南極洲這兩個曾經作為岡瓦納古陸組成部分而長期連接在一起的板塊開始分離。這個大峽谷底部的地勢比較平坦，如果你生活在那個時候，你可以徒步從現在的恐龍灣逕直走到南極洲，而后站在那兒往北回望，你能遠遠地在地平線上看見澳洲一側的峽谷峭壁。

　　到了白堊紀早期，澳洲大陸東南部還位于當時的南極圈內，大概位于南緯80^o左右。從恐龍灣和維多利亞其它地區采集到的那個時代的植物化石和脊椎動物化石標本表明，當時這里的氣候雖然不如現在的極地那樣寒冷，但卻也變化無常。發掘出來的植物化石上可以看出顯著的年輪，反映了明顯的季節性氣候變化。對恐龍灣地區的巖石進行氧同位素衰變率測定的結果表明，白堊紀早期澳洲大陸東南部的年平均氣溫只有攝氏5~6度，甚至可能低到攝氏零下8度。夏天的氣候也許還相當溫暖，但是在漫長的冬夜里，氣溫總是遠遠地低于冰點。對這一地區古河谷沉積物的研究表現，那個時期這里常常經歷周期性的洪水泛濫，這很可能是因為高海拔地區的積雪因季節性的氣候變化溶化而形成的。

　　在20世紀70年代以前，除了在斯比特斯伯根地區發現的一些足印化石之外，極地地區是否生存過恐龍一直是一個迷。后來，在阿拉斯加北部發現了鴨嘴龍骨骼化石，隨后，又在包括阿拉斯加、加拿大、西伯利亞、新西蘭和南極半島等南北兩個半球的高緯度地區發現了許多化石標本，為科學家研究和了解寒冷地區恐龍的生活境況提供了越來越多的線索。

　　由于恐龍灣及其周圍地區在中生代時為各種生物提供了良好的生存環境，因此發現于這一地區的各種動植物化石標本為科學家提供了一個機會，使他們可以嘗試著重現當時的極地環境，探究包括恐龍在內的生活在恐龍灣各種動植物是如何度過漫長而溫暖的夏天和同樣漫長但是卻異常寒冷的冬天的。

　　除了恐龍，科學家還在維多利亞發現了150種，例如蜘蛛和翼手龍、蕨類植物和針葉松樹等等。對于南極圈的地區來說，如此繁盛的生物多樣性肯定已經足以使當時的景觀顯得生機勃勃、郁郁蔥蔥了。智利南美杉、銀杏和羅漢松等碩大的裸子植物構成植物群落的優勢種群，繁盛的蕨類植物和苔蘚植物、一些低矮的小灌木甚至草本植物構成了森林的下層植被。泥炭蘚以及一種原始的維管植物生長在開闊的沼澤地里，而水藻、歐龍牙草以及羽毛管狀植物則成為水域里的生產者。新生的被子植物已經出現，雖然在當時還顯得十分稀有，它們直到大約6500萬年前，當恐龍走向絕滅之后才成為地球上占統治地位的植物類群。

　　在塔斯馬尼亞島的高地和澳洲大陸東南部的高山上，至今還生存著許多那些古植物的近親，它們既生長在冬天積雪覆蓋的寒冷地帶，也能生長在較為溫暖的環境里。因此科學家推測，它們的中生代祖先也可以生長在被現代人叫做恐龍灣的這個地方，成功地適應著當時冬天里寒冷的氣候。

　　當時的那個動物群還包括80多種無脊椎動物。在該地區的遠古湖泊沉積物中發現有水生貝殼類、淡水苔蘚蟲類、蜘蛛、各種甲殼綱動物以及近似蚯蚓的動物的化石。昆蟲化石多達12個目，以甲蟲、蒼蠅和臭蟲的種類最多，其中還保存了一些完好的幼年個體。

　　當時位于南極圈內的古澳洲大陸的河流中還生存著包括肺魚在內的許多魚類。現代肺魚生活的范圍非常狹窄，僅有非洲赤道地區、南美洲和澳洲大陸東北部。

　　這里還發現了兩棲類、龜類和近似于蜥蜴的爬行動物的化石，似蛇頸龍的牙齒化石顯示了這種長頸怪物的蹤跡。有趣的是，雖然蛇頸龍基本上是一類海洋生物，但是澳洲大陸的蛇頸龍卻是生活在淡水里的。這一現象使科學家相信，白堊紀時蛇頸龍很可能能夠常常游進內陸的河湖里，只不過它們在澳洲走得離海洋更遠了一些而已。此外，一些羽毛化石也揭示了鳥類在這一地區的存在。

　　科學家還發現了一個非常引人注目的現象，即迷齒兩棲類和一些兩足的食肉動物等許多在世界上其它地區已經在更加古老的年代里絕滅的物種在這里卻生存了更長的時間。很可能，正是由于當時的古澳洲大陸地處南極地區，才為許多不同種類的動植物提供了一個避難所。

　　科學家還發現，在將近200件恐龍化石中，一半以上是幼年恐龍個體。他們由此推測，恐龍并不是這里的偶然過客，它們很可能是把這里作為了一個繁殖場，利用極地地區夏季里每天持續24小時的陽光所生產的豐富植物資源。

　　深入細致的勘探和挖掘工作使科學家得到了越來越豐富的動植物化石標本，這些發現改變了人們對1億--1億2千萬年前地球氣候的認識。雖然當時全球氣溫總體上看是在逐漸升高，但是極地地區的生命卻依然面臨著低溫季節里嚴酷的氣候。一些恐龍適應了這樣的環境并且在其中頑強地生活著。弄清它們是在什么樣的環境中生存以及如何適應這種環境，對于研究恐龍為何會在白堊紀末期從地球上徹底消失無疑將是很有幫助的。研究這些1億零6百萬年前南極氣候條件下生活的恐龍及其它生物，也會為科學家探索導致近代冰期氣候的各種變化的發生時間及發展速度提供一些啟示。

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