Paleontologer graver fortsatt inn i opprinnelsen til kinesisk pompeii / grav uke

Når noe dør, sørger naturen for at dets rester forblir intakte. Mikrober spiser vekk på mykt vev, og vind, regn, elver, hav og ryttere blander seg rundt kroppens harde segmenter. Som eoner går forbi, kan disse skjelettsegmentene bli fossiliserte, men de forblir ødelagte puslespill av et puslespill som ofte ikke helt kan pieced tilbake sammen.

Men rundt 130-120 millioner år siden, i det nåværende nordøstlige Kina, opptrådte naturen ganske annerledes. Det var da, i løpet av det tidlige Kretaceouset, at en rekke kataklysmiske hendelser fant sted, slik at en stor samling av planter og dyr, inkludert mange dinosaurer, ble etterlatt i mye samme tilstand de var inne da de levde.

Disse ofte helt eller i det minste delvis sammenføyde fossiliserte skjelettene så ut som om de hadde blitt frosset i tide. Mange av dem beholdt fortsatt bløtvev, fra muskler til hud. Den bemerkelsesverdige tilstanden for bevaring på dette stedet, offisielt kjent som Jehol Biota, førte til at noen forskere og journalister dømte nettstedet "kinesisk pompeii".

Den sanne historien bak denne fossiliferøse troven, som spenner over 10 millioner år, er imidlertid mer kompleks enn denne slående monikeren ville føre deg til å tro. Selv i dag er eksperter fortsatt ikke helt sikker på hva som produserte en av de viktigste paleontologiske områdene på jorden.

Hvordan i verden var disse fossilene så godt bevart?

Historiske poster er vage om datoen da disse viktige fossilene ble oppdaget. Men vi vet at i løpet av slutten av 1800-tallet og tidlig på 20-tallet fikk de oppmerksomheten til noen få fossile samlere.

Det var imidlertid en serie av store papirer, inkludert flere publisert i Natur og Vitenskap på 1990-tallet, som fikk stedet bredere oppmerksomhet fra den vitenskapelige verden. Papirene beskrev nøye innholdet i bergslagene, og avslørte en rekke fantastiske fossiler. Lagene har siden blitt funnet å inneholde tusenvis av individuelle arter, inkludert fisk, frosker, skilpadder, fugler, non-avian dinosaurer, pterosaurer, salamanders, planter, pattedyr, insekter og mer.

Takket være de geologiske sporene som ligger igjen i de fossile senger, ble det fastslått at disse organismer bodde i et frodig, temperert, jungelaktig eller tungt skogkledd område av en rekke innsjøer. Dette ekstremt biodiverse miljøet kan ha forsvunnet i annalene av geologisk historie, men disse berglagene gir paleontologer et glimt av det som pleide å være.

Denne samlingen av livet revolusjonerte paleontologi. Dinosaurjegere var spesielt begeistret: Overfloden av fjær og beinstrukturer støttet tydelig bygnings konsensus om at fugler utviklet seg fra eldre dinosaurer. Ikke bare det, men bevarede melanosomer-organeller som produserer pigment-tillatte forskere for å finne ut hvilken farge dinosauriske fjær var for aller første gang.

"De fjærede dinosauriene er, hendene ned, de viktigste dinosaurfossilene funnet i løpet av livet," sier Steve Brusatte, en vertebrat paleontolog og evolusjonær biolog ved University of Edinburgh. "Og det er alt på grunn av den utsøkte bevaringen - ikke bare bein, men fjær og gorgeously detaljerte fjær på det."

Han beskriver Zhenyuanlong suni, en ny raptor som han hjalp med å identifisere i 2015, som sin "all-time favoritt", den vakreste fossil han noensinne har hatt privilegiet å studere. Dens sjokoladebrune ben står fremtredende ut fra den omkringliggende steinen, og det finnes fjærens halo på tvers av kroppen, inkludert quillfjærene på de vingelignende armene. "Når du ser på denne dinosauren, ser du en fugl," sier han.

For de som fascineres av Jehol Biota, er spørsmålet selvsagt hvordan i verden var disse fossilene så godt bevart? Bevaring kommer i stor grad ned til miljøet der dyrene eller plantene døde, og at informasjonen kan tømmes ut av sedimentene der fossilene er innkapslet.

Det ble oppdaget at mye av Yixian og Jiufotang-formasjonene - to av de tre bergformasjonene som inneholdt Jehol Biota-var lakebed-innskudd. Det var tydeligvis mange av dyrene som var entombed på bunnen av forhistoriske innsjøer.

Det var merkelig at det var mange jordbaserte dyr funnet i disse lakebedene, noe som tyder på at kraftige krefter førte disse utenforstående til deres endelige hvilested. Som det skjer, er disse lakebed lagene spredt med vulkanske forekomster, noe som indikerer at vulkansk aktivitet var et fremtredende trekk i regionen.

Noen forskere mistenkte lahars kunne være drapsmennene. Disse er vulkanske mudder: Når pre-deponert vulkansk aske og rusk regnes, kan de flytte store avstander som raske, kalde, betonglignende slurries som plukker opp alt annet de går inn i, inkludert dinosaurer. Andre pekte på oppkjøp av noen skapninger, og foreslo at giftige vulkanske gasser, kanskje frigjort fra innsjøene, kvalt dyrene. De ble deretter begravet på en senere dato med fin aske.

Deretter, i 2014, kom et blockbuster papir opp i Naturkommunikasjon med en dristig ide: Hva om pyroklastiske strømmer skulle klandre? Disse blandinger av aske, lavabunker og gass, generert av ulike typer eksplosiv vulkansk aktivitet, kan være 700 ° C og bevege seg ved hastigheter på 80 kilometer (50 miles) i timen.

Et team ledet av Baoyu Jiang, professor i paleontologi og stratigrafi ved Nanjing Universitet, så på 14 fossiler tatt fra de gamle lakebedene i Jehol-sengene. Forskerne fant at mange av sedimentene som inneholder fossiler var rike på vulkanske komponenter, sannsynligvis representerer dyrets begravelse i vulkansk aske.

De merket også at det syntes å være svarte striper på beinene til disse dyrene, så vel som intrikate sprekker. For dem viste dette at dyrene hadde blitt forkullet. Faktisk skriver de at denne skaden var "sammenlignbar med funksjoner fra ofre i Pompeii og nærliggende arkeologiske steder fanget i PDC fra 79-talls utbrudd av Mt. Vesuv.”

PDC (pyroclastic density currents) tar flere former, men den vanligste typen er pyroklastiske strømmer. Pyroklastiske surges, også vanlige, er litt kjøligere, gassierende versjoner av strømmer.

Effektene av å møte begge er vanligvis det samme. Alle som rammes av disse vil oppleve ekstreme varmestøt, noe som fører til rask organsvikt. Deres muskler vil plutselig kontrakt, sette dem i krøllete opp stillinger kjent som pugilistic poses. Vann i kroppen vil raskt koke, også i hjernen, noe som kan føre til at skallen eksploderer. De som ikke påvirkes av varmen, vil kvælte på grunn av cocktailen av løsne giftige gasser og askeskyer. Døden er ofte rask, men grusom.

Jiangs lag mistenker at disse dødelige strømmen drepte dyrene. Samtidig foreslår forskerne at den finkornede vulkanske asken formes rundt sine gjenstander, innkapsler dem og skjermer dem fra scavengers og normale forfallsprosesser. Denne teorien søker å forklare dødsfallet og bevaringskvaliteten, men hvordan har så mange forskjellige typer dyr - fra fugler til salamandere, pterosaurer til dinosaurer - alle ende opp i innsjøene? Svaret, de foreslår, er at pyroklastiske strømmer var utbredt nok til å feie opp, ikke bare livet som bor sammen med sjøen, men livet langt fra kantene.

Deres teori, som de forsøks gjelder for mye av den jordiske Jehol Biota, syntes å løse mange mysterier elegant. Et eget lag, men mistenkte at dette var litt for godt til å være sant. Skriver et år senere inn Palaeogeografi, Palaeoklimatologi, Palaeoecology, en annen gruppe forskere, inkludert Mike Benton, professor i vertebrat paleontologi ved University of Bristol, tok en nærmere titt på en del av Yixian-formasjonen og kom til en helt annen konklusjon.

Navngitt etter nærmeste landsby, har Lujiatun-enheten spesielt eksepsjonell fossil bevaring. Vulkanisk materiale dominerer enheten, ikke sjøbårne sedimenter. Dette lagets felt- og laboratorieevaluering indikerte at enheten var faktisk den øvre delen av en flomplain. Sedimentene her ble bestemt gitt av vulkanske utbruddsfunksjoner - inkludert lahars, pyroklastiske strømmer og askefall - men intens nedbør generert oversvømmelse som flyttet dem rundt etter at de først ble deponert.

Disse flere, kolossale, gloopy, arklignende flomene kunne transportere og bevare - og muligens drepe - skapningene funnet fanget og fossilisert inne i enheten. Det er ikke nødvendigvis noe bevis på at vulkanske utbrudd eller pyroklastiske strømmer var direkte involvert her i fossiliseringsprosessen her.

Visst, det er sannsynlig at en håndfull dødsfall i området igjen ville være knyttet til vulkanske hendelser, fra PDC til lahars. Lujiatun er også bare en enhet, og kan derfor ikke direkte sammenlignes med de andre fossile rike lakebed-enhetene som ble sett av Jiangs lag i 2014-papiret. Faktisk sier Jiang at han står ved studiens konklusjoner: Han tviler ikke på at Lujiatun-enheten representerer vulkanske ruskstrømmer, men det er ganske annerledes enn de lakebed innskuddene de fokuserte på.

I alle fall understreker 2015-studien viktigheten av å nøye undersøke sedimentrekorden på hvert sted gjennom Jehol-rocklagene - en nødvendighet før noen feiende uttalelser om gamle apompelypser i Pompei-stilen kan gjøres.

"Jeg tror ikke den Pompei-lignende modellen blir avvist, men vi vil sikkert hevde at det er usannsynlig av et par grunner," sier Benton. Han bemerker at det ikke er noe overbevisende bevis i hans lags papir eller noe som viser at prøvene i noen av lagene var brent av varm aske. Hvis de var, er det vanskelig å forklare hvorfor så mye organisk materiale av selv delikate skapninger, som for eksempel insekter, forblir intakt. Samtidig ble offerene til det virkelige Pompeii begravet og bevart, men de ble ikke transportert.

Pierre-Olivier Antoine, en paleontolog ved Universitetet i Montpellier, sier at begge papirene ikke kan generaliseres for å passe hele nettstedet. Lujiatun kan ikke sies å representere det som alltid skjedde i løpet av 10 millioner år, og heller ikke lakebed innskuddene.

Han er likevel "mer komfortabel" med 2015-studien, som impliserer et "bredere utvalg av vulkanrelaterte hendelser" i stedet for en enslig type morder. Asfeksjon gjennom vulkansk gass, charring fra varm aske, transport fra pyroklastiske tetthetsstrømmer og flomdrevne sedimentstrømmer kan alle være involvert.

Fra 2018 forblir spørsmålet om bevaring åpen for debatt. Spesifikasjonene forblir usikre, men som Brusatte bemerker, "alt ser ut til å være ned til vulkanene." Disse skapningene, som går om sin hverdag, ble raskt drept og bevart på samme måte som menneskene i den gamle romerske metropolen var, han sier.

"Det var ikke akkurat et Pompeii-scenarium," sier han, "men det var ikke så langt unna."