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恐龙或死于火山碎屑密度流
关键词： 密度流 火山碎屑 姜宝玉 白垩纪中期 恐龙化石
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产于热河生物群的飞鸟类恐龙化石。 姜宝玉供图
本报南京2月12日电（记者郑晋鸣）日前，英国《自然·通讯》杂志在线发表了由南京大学副教授姜宝玉、美国自然历史博物馆教授乔治·E·哈洛、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室教授肯尼斯·沃霍利茨、中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员周忠和院士、美国自然历史博物馆孟津教授联合署名的文章《新证据表明火山碎屑密度流导致了热河生物群的特异埋藏》。
文章首次提出，热河生物群保存上亿年不腐化的原因是火山碎屑密度流，它们造成包括恐龙在内的大量生物瞬间死亡，并将之带入附近的湖泊保存下来。5位中美科学家是如何得出这一结论的？12日，记者对文章第一作者姜宝玉进行了专访。
姜宝玉告诉记者，分布于冀北-辽西-内蒙古东南部的热河生物群是中生代最重要的化石宝库之一，产出了大量保存完整且精美的动植物化石，如早期鸟类、长毛恐龙、原始哺乳类动物和早期被子植物等。鸟类和恐龙类化石除保存完整硬体部分外，还保存了完整羽毛、“羽毛”状皮肤衍生物和皮肤印痕等软体组织，一些恐龙化石甚至还保存了食物残留物及胃石、卵等其他生理组织。
但是，相对于系统古生物学研究取得的巨大进展，国内外对热河生物群的研究并不充分，尤其是关于热河生物群如何形成的几个关键问题。2011年，姜宝玉和其他4名中美科学家组成团队开始对此进行研究。
“2011年底，我们通过解剖化石及其保存的围岩来还原现场。”姜宝玉说。分析结果令人震惊，“首先，我们发现，包裹在化石外面的不是我们想象中的湖泊泥岩，而是火山灰；其次，我们在岩石光片上发现恐龙和鸟化石对下伏的湖底沉积物造成扰动变形，这说明当时动物很可能是被直接抛入湖里的；另外，化石中的这些陆生动物，它们都是肘部弯曲、脊椎向后弯，摆出一副打拳击的姿势，这与庞贝古城火山碎屑密度流遇难的人类遗骸极其相似。”姜宝玉说。
谈及陆生动物的化石为何出现在湖泊中，姜宝玉分析道，火山碎屑密度流不仅导致了以恐龙为主的陆生动物大规模死亡，还在流动过程中，把一部分动物卷到了密度流里面。在流经湖泊的时候，由于流速降低，动物遗体又被抛到了湖中。与动物遗体一同抛到湖里的，还有大量沉积物，这些沉积物把动物遗体迅速掩埋，最终形成化石。
火山碎屑密度流离开火山口时的速度最高可达每小时700公里，温度最高可达1000摄氏度。热河生物群的动物遗体为何没有被高温的火山碎屑密度流烧毁？姜宝玉说，我们推测，当这些动物被卷入火山碎屑密度流时，其时速已经大大下降，每小时可能只有上百公里，温度估计只有两三百摄氏度，动物会被卷入火山碎屑密度流并且烤焦，但不会被烧毁。
姜宝玉说，这项研究成果首次提出：在白垩纪中期，火山碎屑密度流不仅导致了中国东北地区以恐龙为主的陆生动物的大规模死亡，而且还搬运了一部分动物遗体到湖泊中埋藏起来。这种灾难性的事件记录下了中国东北地区一个相对较为完整的、白垩纪中期的陆地生态系统，而通过对这个生态系统的研究，我们可以恢复这一时期陆地生物的多样性和生命演化的一些关键环节。