W spokojny niedzielny poranek na początku marca jestem na plaży w południowej Australii, szukając lodu - a przynajmniej jego śladów. Na półkuli południowej jest lato, a większość plażowiczów prześlizgujących się przez przypływ lub spacerujących z nimi psów ma na sobie koszulki i szorty. Tom Rich, paleontolog z Muzeum Wiktorii w Melbourne, prowadzi przez niskie, płowe klify, które tłoczą się na linii brzegowej. Rich ma 66 lat, brązową brodę, rzadkie siwe włosy i skośne brwi, które nadają twarzy smutny, znudzony światem wygląd. Wychował się w Południowej Kalifornii i Teksasie, ale swoje życie zawodowe spędził w Australii. Przez ponad trzy dekady podjął obywatelstwo australijskie i mnóstwo kolorowego żargonu tego kraju, ale jego akcent pozostaje uparcie amerykański. „Wydaje mi się, że właśnie wysiadłem z samolotu” - mówi.
powiązana zawartość
- Pomiar temperatury dinozaura
- Keeping Cool
- Bones to Pick
Ta część wybrzeża, znana jako Flat Rocks, znajduje się w pobliżu miejscowości wypoczynkowej Inverloch, około dwóch godzin jazdy samochodem na południowy wschód od Melbourne przez farmy i lasy wyschnięte przez ponad dekadę suszy. Rich zatrzymuje się przy kupie gruzu u podstawy urwiska. „To wszystko” - mówi. Częściowo zakopany przez płatki szarej skały pancernika jest wymowną formacją geologiczną. Języki ciemnobrązowego osadu opadają na jaśniejszą warstwę poniżej. Formacja ta nazywana jest „krioturbacją” i została spowodowana, gdy niegdyś zamrożona glina zapadła się w leżącą poniżej warstwę piasku podczas odwilży dawno temu.
Śnieg i lód są dziś rzadkością w tej części Australii. Ale dowody z Flat Rocks i innych pobliskich stron potwierdzają, że nieco ponad 100 milionów lat temu „było tu cholernie zimno”, jak to ujął Rich. Chociaż około jedna trzecia Australii leży obecnie w tropikach, wówczas kontynent siedział około 2000 mil na południe od obecnej pozycji, tuląc się do Antarktydy. Południowo-wschodnia Australia prawdopodobnie miała klimat podobny do Chicago, jeśli nie Fairbanks.
Tym bardziej zaskakujące jest to, że w tym czasie kwitły tutaj dinozaury. Pomyśl o „dinozaurach”, a prawdopodobnie wyczarujesz behemoty przedzierające się przez upalne bagna lub płonące tropikalne lasy. Ale Rich i inni naukowcy pracujący w Australii, na Alasce, a nawet na szczycie góry na Antarktydzie, odkryli szczątki dinozaurów, które prosperowały w zimnych warunkach przez co najmniej część roku. Dinozaury polarne, jak są znane, musiały znosić przedłużającą się ciemność - do sześciu miesięcy każdej zimy. „Księżyc byłby więcej niż słońce i ciężko byłoby zarabiać na życie” - mówi paleontolog David Weishampel z Johns Hopkins University.
Dowody na to, że dinozaury stawiały czoła mrózowi - a być może przekradały się przez śnieg i ślizgały się po lodzie - kwestionują to, co naukowcy wiedzą o tym, jak zwierzęta przeżyły. Chociaż Rich nie był pierwszym, który odkrył polarne dinozaury, on i kilku innych paleontologów wypełniają obraz tego, jak żyły te zwierzęta i jakie było ich środowisko. Ostatnie badania mogą także rzucić światło na dwa najbardziej kwestionowane pytania w paleontologii: Czy dinozaury były ciepłokrwiste? A co ich zabiło?
Każdego roku, od końca stycznia do początku marca, Dinosaur Dreaming - polarny projekt dinozaurów prowadzony przez Richa - schodzi na brzeg w pobliżu Inverloch. Dźwięk, który słyszysz idąc plażą w kierunku wykopalisk, to brzęk młotków na dłutach. Klęcząc przy głazach z płaskimi szczytami, które służą jako improwizowane stoły warsztatowe, kilkunastu ochotników uderza w bryły szarej skały. Kilku nosi tegoroczną modę, koszulkę z napisem „Mammalia: Popcorn of Cretaceous” i pokazuje dwunożnego dinozaura, który trzyma łapę dwóch podobnych do szczurów ssaków w jednej łapie i rzuca drugą w kierunku otwartych, zębatych ust.
W „dziurze”, głębokiej do kolan rany w pobliżu linii wodnej, wyznaczonej przez krąg fluorescencyjnej różowej siatki konstrukcyjnej, inna grupa używa piły do kamienia i dłut do usuwania bloków wielkości bochenków chleba. Te fragmenty również trafią pod młotek.
Lesley Kool przy rozkładanym stole na skraju skał potroi znaleziska wniesione przez łamaczy skał. Kool rozpoczęła pracę jako wolontariuszka przy pierwszym wykopaliskach Richa w 1984 r. Niewiele wiedziała o dinozaurach, ale wyszkoliła się, by być ekspertem od przygotowywania - osobą, która mruga skamieliny ze skały bez rozbijania ich na pył - i rozwinęła talent do identyfikacja skamielin. Teraz prowadzi wykopaliska. Może ci powiedzieć, że brązowawy kawałek, którego miałeś nadzieję, był znaleziskiem dinozaura stulecia, jest tak naprawdę zwykłym kawałkiem skamieniałej skorupy żółwia.
Załoga, którą nadzoruje, obejmuje rozproszenie studentów, emerytowanego profesora literatury z Tucson, menedżera wakacyjnego od producenta części samochodowych i właściciela usługi sprzątania środowiska, która nie może przestać wybuchać piosenką. Większość z nich wraca rok po roku. Mówią, że wracają do koleżeństwa i mają szansę na odkrycie. „Jest to uzależnienie, na które nie ma lekarstwa”, mówi 68-letnia Nicole Eided, która pracowała nad wykopaliskami od Flat Rocks.
Tutaj nie ma zastosowania stereotypowy obraz łowcy skamielin rozciągniętego w kurzu, który odkrywa gigantyczną kość dinozaura za pomocą tylko miotły i kosteczek dentystycznych. Skamieliny są zbyt małe, zbyt fragmentaryczne i zbyt rozproszone. W ciągu ponad 20 lat kopania w różnych miejscach w południowej Australii Rich i jego załoga odkryli tylko trzy artykulacje, z połączonymi kośćmi za życia.
Większość kości dinozaurów znalezionych w Flat Rocks, wyjaśnia Kool, pochodzi z „hypsis” (wymawiane HIP-sees), skrót od hypsilophodonts. Te małe, rzucające się w oczy zjadacze roślin zwykle były tak wysokie, jak indyki. Ich charakterystyczne kości udowe z ostrogą skierowaną w dół są łatwe do rozpoznania. Ale tegoroczne wykopaliska przyniosły również rzadsze znaleziska, takie jak ząb miniaturowy od dotychczas nieznanego dinozaura jedzącego mięso. Jedna skała dała długi, czarny kieł, który wygląda jak obsydianowa wykałaczka i mógł pochodzić od pterozaura, rodzaju latającego gada. Zaledwie dwa miesiące temu kolega Richa Anthony Martin z Emory University w Atlancie ogłosił, że wzory w 115-milionowej warstwie błota w Flat Rocks to ślady dinozaurów. Ślady stóp o długości 14 cali z trzema palcami pochodziły od dinozaura jedzącego mięso zwanego teropodem. Sądząc po rozmiarze i rozstawie odcisków, musiał on mieć około 12 stóp wysokości, co czyni go największym mięsożernym dinozaurem, o którym wiadomo, że tam mieszkał.
Obiecujące skamieliny są pakowane w chusteczkę toaletową i gazetę w celu ochrony. Po powrocie do muzeum przygotowawczy usuną otaczającą skałę za pomocą narzędzi, od igieł z węglika wolframu po miniaturowe ręczne młoty pneumatyczne napędzane sprężonym powietrzem. Nawet mało obiecujące kawałki skały zostaną rozbite na bryłki wielkości kostek cukru; zespół sprawdzi, czy szczęki ssaków są tak małe, że mogłyby zmieścić się na znaczku pocztowym.
Perspektywa znalezienia starożytnych kości ssaków - nie dinozaurów - przyciągnęła Richa do Australii. Nigdy nie był dinomanem, nawet jako dziecko. Jednak jego wyobraźnia pochłonęły wczesne ssaki, które krążyły w tym samym czasie co dinozaury. Jedna z ilustracji w książce, którą przeczytał jako chłopiec, przedstawiała zwierzęta jako triumfalnie przekąsające jaja dinozaurów. Rich poszedł ze zwycięzcami ewolucyjnymi i studiował skamieniałe jeże dla swojego doktoratu na Columbia University.
Wylądował w Australii na początku lat siedemdziesiątych, nie mając pracy i nie mając zamiaru jej szukać. Jego żona, Patricia Vickers-Rich, również paleontolog, była w kraju, aby kontynuować badania doktoranckie na temat ptaków kopalnych. Ale przeglądając gazetę „aby dowiedzieć się, o co chodzi w tym kraju”, zobaczył w lokalnym muzeum poszukiwaną pomoc dla kuratora. Dostał pracę i pracuje tam do dziś. Rich i jego żona - obecnie profesor na Uniwersytecie Monash w Melbourne i główny współpracownik w badaniach nad dinozaurami - zostali tutaj, ponieważ, jak mówi, „kraj był szeroko otwarty” na badania wczesnej ewolucji ssaków i ptaków.
W 1982 r. Rich spotkał ochotników z muzeum chętnych do zabrudzenia rąk podczas wykopalisk dinozaurów, ale początkowo opierał się ich prośbom. Znał miejsce 180 mil na zachód od Płaskich Skał, które nazwał Zatoczką Dinozaurów po tym, jak kilka lat wcześniej znalazł tam kilka nierozpoznawalnych fragmentów kości. Wydobycie tam wymagałoby tunelowania w skałach - niebezpieczna propozycja - bez gwarancji znalezienia czegokolwiek. Ale w 1984 roku w końcu się poddał iw ciągu kilku tygodni zespół znalazł kilka kości dinozaurów i ząb.
Przez dziesięć lat Rich i przeważnie amatorska ekipa niszczyli, nudzili, zbierali i rzeźbili w strome zbocze wzgórza. Wykopali dwa tunele, każdy o długości ponad 60 stóp, i przenieśli ponad 600 ton kamieni, w tym większość ręcznie. Rich mówi, że „nie trzeba by tak ciężko pracować w Montanie”, która słynie ze złóż dinozaurów, a ruchy tektoniczne, które unosiły góry Skaliste, odsłoniły skaliste warstwy skalne. W przeciwieństwie do tego Rich nazywa Australię, gdzie osady dinozaurów są w większości zakopane głęboko, „gównianym krajem dla skamielin dinozaurów”.
Pod względem masy wyciąg z dziesięcioletniego wykopu w Zatoce Dinozaurów był stosunkowo niewielki, około 100 funtów skamielin i tylko śladów ssaków bogatych pożądań - kość ramienia i odłamek zęba. Ale znaleziska dostarczyły wskazówek na temat metabolizmu dinozaurów polarnych i ich strategii przetrwania długich zim. Rzucili nawet rzadkie spojrzenie na mózgi stworzeń. Przesłonięcie szkieletów uczyniło Richa jednym ze światowych ekspertów w dziedzinie dinozaurów polarnych.
W chwili powstania dinozaurów, około 220 milionów lat temu, kontynenty Ziemi zostały połączone w jeden superkontynent, który nazywamy teraz Pangeą. Zaczęło się rozpadać około 200 milionów lat temu, a Australia i Antarktyda, które wciąż były ze sobą powiązane, pozostały w pobliżu bieguna południowego. Kiedy skamieniałe stworzenia Bogate badania krążyły wokół, około 100 milionów lat temu, południowa Australia siedziała blisko dna planety i właśnie zaczynała oddalać się od Antarktydy. (Obecna pozycja Australii odzwierciedla to, że przesuwa się ona na północ „w tempie, w jakim rosną twoje paznokcie”, mówi Rich.)
W okresie świetności zwierząt we wczesnym okresie kredowym słońce nie wschodziło w południowej Australii przez półtora do czterech i pół miesiąca każdego roku. Na biegunach północnym i południowym mrok trwał sześć miesięcy. Wzrost roślin na tych obszarach okresowo spowalniałby lub zatrzymywałby się, potencjalnie tworząc kryzys żywnościowy dla wszystkich dinozaurów, które tam żyły. W ciągu ponad 20 lat kopania Rich i jego koledzy znaleźli szczątki co najmniej 15 gatunków. Na przykład, do kolan hipsi Leaellynasaura amicagraphica (nazwana na cześć córki Richa, Leaellyn) kiedyś uchyliła się przed drapieżnikami na terenie dzisiejszej Zatoki Dinozaurów. Syn Richa, Tim, związał swoje imię z innym mieszkańcem Zatoki Dinozaurów, wysokim na sześć stóp Timimusem hermani, który prawdopodobnie wyglądał i biegł jak struś.
Dinozaury kwitły także dalej na południe. Antarktyda niewiele się poruszała w ciągu ostatnich 100 milionów lat, przeciągając się nad biegunem południowym. Dziś dobrze izolowane zwierzęta i zarośnięte rośliny mogą przetrwać brutalne zimno kontynentu, przynajmniej w pobliżu wybrzeża. Ale skamieniałe liście i resztki roślin sugerują, że w czasach dinozaurów Antarktyda miała umiarkowany klimat. Judd Case z Uniwersytetu we wschodnim Waszyngtonie w Cheney mówi, że dinozaury antarktyczne z późnej kredy około 70 milionów lat temu przypominały te, które żyły w innych częściach świata około 60 milionów lat wcześniej. Case twierdzi, że sugeruje to, że niektóre rodzaje dinozaurów trzymały się Antarktydy długo po ich śmierci w innym miejscu. Być może Antarktyda była dla nich oazą, ponieważ kwitnące rośliny rozprzestrzeniły się po całym świecie i pokonały krewnych sosny, które zjadły cieplejsze dinozaury.
William Hammer z Augustana College w Rock Island, Illinois, kopie na wysokości 13 000 stóp na zboczu góry Kirkpatrick, około 400 mil od bieguna południowego. Oderwał kości Cryolophosaurus ellioti, 22-metrowego zjadacza mięsa z kościstym grzebieniem wystającym z czoła jak kark. Znalazł także skamieniałe dowody prosauropodu, przodka ogromnych dinozaurów, takich jak brachiozaur i apatozaur .
Na drugim końcu kuli ziemskiej, na North Slope Alaski, paleontolog z Muzeum Przyrody i Nauki w Dallas, Anthony Fiorillo, ekshumuje kości z cmentarzysk dinozaurów wzdłuż rzeki Colville. Chociaż 70 milionów lat temu północna Alaska nie była tak zimna jak dziś, zimy nadal przyniosłyby śnieg i lód. W tamtych czasach krewni Tyrannosaurus rex z ostrymi zębami prześladowali 35-metrowego dinozaura Edmontosaurusa o kaczych rachunkach . Fiorillo mówi, że te znaleziska zaskakują to, że te same typy dinozaurów żyły na Alasce, jak w bardziej stabilnych środowiskach na południu, takich jak Montana, a nawet Teksas. Do tej pory nie odkrył żadnych dinozaurów, które wydają się żyć tylko w mroźnych warunkach.
Kiedy nadeszła zima, dinozaury miały dwie możliwości - przetrwać lub spróbować uciec. Pytanie, w jaki sposób dinozaury przetrwały biegunowe zimno, zostało uwikłane w szersze pytanie, czy starożytne bestie były ciepłokrwiste (endotermiczne), jak współczesne ptaki i ssaki, czy zimnokrwiste (ektopermiczne), jak współczesne gady. W zimnym środowisku endotermy utrzymują swoje ciała wystarczająco ciepłe, aby mięśnie mogły się zginać, a nerwy strzelać, wytwarzając ciepło poprzez metabolizm. Eterotermy natomiast ogrzewają swoje ciała, pochłaniając ciepło z otoczenia - pomyśl o jaszczurce wygrzewającej się na skale. Endotermia niekoniecznie jest lepsza, zauważa David Fastovsky z University of Rhode Island. Endotermy mają przewagę wytrzymałości, ale ektotermy potrzebują znacznie mniej jedzenia.
Odkrycie nagrody z wykopalisk Rich's Dinosaur Cove sugeruje, że Leaellynasaura pozostał aktywny podczas długich zim polarnych. Dwucentymetrowa czaszka Leaellynasaura w kolorze mlecznej czekolady jest najbliższa kompletnej czaszce dinozaura, którą zespół znalazł. Baza pozostaje częściowo zatopiona w dysku z szarej skały, naciętym przez liczne rowki, w których Kool skrupulatnie odsłonił skamielinę cienką igłą. Wystarczająca część kości jest widoczna dla Richa, aby przeanalizować wielkość oczodołów. Hypsis na ogół miał duże oczy, ale oczy Leaellynasaury są nieproporcjonalnie duże - być może po to, by uchwycić więcej światła podczas przedłużającego się mroku polarnych zim. Co więcej, tył tej samej czaszki odłamał się, odsłaniając formę mózgu, zwaną endocastem. Rich odkrył, że dinozaur miał wybrzuszone płaty wzrokowe, części mózgu przetwarzające informacje wizualne. Płaty optyczne Leaellynasaury są większe niż te z hypsis, które żyły w niepolarnych środowiskach, co sugeruje, że ma dodatkową siłę mózgową do analizowania danych wejściowych z jej dużych oczu.
Podobnie Fiorillo i Roland Gangloff, emerytowany paleontolog z University of Alaska, odkryli, że mały zjadacz mięsa Troodon był znacznie bardziej powszechny na Północnym Stoku Alaski niż dalej na południe. Troodon mógł zyskać przewagę nad innymi mięsożernymi dinozaurami na północy, ponieważ miał także duże oczy i potężny mózg, być może przydatne do polowania przez całą zimę.
Inne dinozaury mogły migrować na południe na zimę (lub na północ, gdyby żyły na półkuli południowej). Rich mówi, że jego dinozaury spotkałyby niezwykłych podróżników. Były małe, a morze śródlądowe zablokowałoby im drogę do cieplejszych klimatów. Ale Edmontosaurus z Alaska's North Slope jest lepszym kandydatem do migracji sezonowych. Dorośli byli mniej więcej wielkości słoni, więc nie mogliby się czołgać pod skałami, gdy spadały temperatury. Szorstkie obliczenia sugerują, że stukając około 1 mili na godzinę - „prędkość przeglądania” zwierząt tej wielkości - stada Edmontosaurus mogły podróżować ponad 1000 mil na południe w ciągu trzech miesięcy, mówi paleobotanista Bob Spicer z Open University w Milton Keynes, Brytania. Taka migracja wyprowadziłaby ich z „strefy ciemności” na obszary, na których rośliny mogły wciąż rosnąć.
Ze swojej strony Fiorillo w to wątpi. On i Gangloff twierdzą, że nieletni Edmontozaur rósł zbyt wolno, by przemierzać duże odległości. Nie mogli nadążyć za stadem, więc zwierzęta musiały pozostać na miejscu, niezależnie od temperatury. Tego rodzaju przewijanie w przód i w tył może być oszałamiające, ale tak postępuje nauka, szczególnie w paleontologii, gdzie badacze muszą wyciągać wnioski z niewielkiej liczby często fragmentarycznych skamielin.
Dinozaury miały imponujący przebieg. Osiedlili się na każdym kontynencie, urosli bardziej niż jakiekolwiek inne zwierzęta lądowe i przetrwali ponad 150 milionów lat. A potem zniknęli. Ich śmierć zrodziła więcej niż trochę spekulacji na temat jego przyczyny. Scenariusze obejmują choroby i współzawodnictwo ze ssakami, przelot nieznanego dotąd towarzysza, słońce, rodzaj gwiazdy śmierci.
Większość paleontologów zaakceptowała innego pozaziemskiego zabójcę, asteroidę szeroką na ponad sześć mil, która zatopiła Ziemię 65 milionów lat temu. Wyłupił krater o szerokości ponad 100 mil na terenie dzisiejszego półwyspu Jukatan w Meksyku. Zgodnie z wiodącym scenariuszem uderzenie wyrzuciło do atmosfery ogromne ilości pyłu i innych śmieci, blokując światło słoneczne i pogrążając Ziemię w ciemności na tygodnie, a nawet miesiące. Według przytłaczającej skamieliny i dowodów geologicznych z pewnością w tym czasie doszło do globalnej katastrofy. Jak pisze Fastovsky i Weishampel w The Evolution and Extinction of the Dinosaurs, „oceany świata były praktycznie„ martwe ”, gdy zaprzestano fotosyntezy przez plankton i rozwinęły się morskie sieci pokarmowe. Dinozaury umarły, podczas gdy przodkowie dzisiejszych ssaków, ptaków i gadów pozostali.
Paleontolodzy nie zgadzają się co do tego, co mówi istnienie polarnych dinozaurów o scenariuszu z planetoidą i zimą. Fiorillo mówi, że jest do tego sceptyczny, ponieważ „dinozaury na Alasce świetnie sobie radziły w takich warunkach”. Twierdzi, że zmiany klimatu spowodowane zmianami w obiegu atmosfery i oceanów prawdopodobnie miały miejsce u dinozaurów.
Ale Rich mówi, że życie polarnych dinozaurów może pomóc badaczom zrozumieć, dlaczego dinozaury wymarły po zderzeniu. Katastrofa musiała być wystarczająco długa i dotkliwa, aby zabić zwierzęta przystosowane do ciemności i zimna. „Nie możesz mieć tego [ciemności] przez miesiąc i wykonywać pracę” - mówi.
Ale Fastowski mówi, że dinozaury polarne nie mówią nam nic o śmierci zwierząt, ponieważ nie wiemy, czy te konkretne gatunki żyły jeszcze pod koniec okresu kredowego. Australijskie dinozaury Richa wyginęły, zanim uderzyła asteroida. Mówi, czy dinozaury na Północnym Stoku Alaski żyły, nie jest pewne. naukowcy nie znaleźli tam żadnych warstw kopalnych od samego końca okresu kredowego.
Aby polarne dinozaury dostarczyły bardziej ostatecznych dowodów na metabolizm i wymieranie dinozaurów, potrzebujemy więcej skamielin. W tym roku Rich rozpoczął swoją pierwszą wykopaliskę na Alaska's North Slope. To kosztowna praca i zajęło mu 18 lat, aby zebrać fundusze niezbędne do transportu, na jednosilnikowym samolocie Otter i maszynach śniegowych, jego imprezy terenowej i ich wyposażenia, w tym wiertarek do kamieni, pił łańcuchowych, młotów pneumatycznych i materiałów wybuchowych.
Rich i jego zaawansowany zespół przygotowali teren nad rzeką Colville, około 375 mil na północ od Fairbanks, na przełomie marca i kwietnia, kiedy temperatura spadnie do minus 40 stopni Fahrenheita. Zatrudnili górnika, aby wbił poziomy wał do brzegu rzeki tuż nad warstwą skamielin dinozaurów. Rich przyznaje, że praca o tej porze roku jest szalona, ale w rzeczywistości łatwiej jest wykopać tunel, gdy grunt jest zamrożony.
W sierpniu cały dziesięcioosobowy zespół wszedł do tunelu i wydobył skamieliny z podłogi. Wciąż sortują kości, ale Rich zidentyfikował już jedno godne uwagi znalezisko: rodzaj pachycefalozaura, dinozaura zjadającego rośliny z niezwykle grubą czaszką, który został znaleziony tylko raz wcześniej, również na Alasce. Może to być pierwszy znany dinozaur, który żył wyłącznie na Dalekiej Północy, więcej dowodów na to, że starożytne bestie przetrwały nawet najzimniejsze i najciemniejsze dni.
Mitch Leslie był fanatykiem dinozaurów jako dziecko i studiował gady, zanim został pisarzem. Mieszka w Portland w stanie Oregon.
Książki
Dinozaury ciemności, Thomas H. Rich i Patricia Vickers-Rich, Indiana University Press, 2000
Dinozaury Australii i Nowej Zelandii oraz inne zwierzęta z ery mezozoicznej, autor: John A. Long, Harvard University Press, 1998
The Evolution and Extinction of the Dinosaurs, 2. wydanie, David E. Fastovsky i David B. Weishampel, Cambridge University Press, 2005
