恐龍足跡世界

它們就像來自遙遠幽谷中的一絲微弱的游音，向我們揭示了一億多年前的恐龍世界的精彩瞬間。

上世紀50年代，內蒙古鄂托克草原上的牧民們驚奇地發現，在放牧羊群的草地上散落著一些神奇的足跡。他們以為是天上的神鳥飛落人間，是吉祥的象征。

1979年夏天，中科院沙漠研究所的專家在鄂托克旗西南部的查布地區進行地質調查時，意外地發現了28個足印。初步推測是由恐龍活動留下的。自那以后，國內外專家紛至沓來，對該地區的恐龍足跡進行考察。從1979年至今，在這里已經圈定了500多平方千米的恐龍足跡分布區，發現的恐龍足跡的數量之多、類型之豐富堪稱“中國之最”。特別是在鄂托克旗查布蘇木以西10～20千米范圍內，在過去10年中已經確定了16個恐龍足跡保護點。通常，蜥腳類恐龍足跡化石保存下來的很少，而在鄂托克旗，不僅發現了大量的蜥腳類恐龍足跡化石，而且還可從中看到成年恐龍和幼年恐龍組成的生物群活動的生動景象。可以想象，在遙遠的中生代時期，鄂托克旗的土地上曾經群龍相守，是名副其實的恐龍家園。

下面，就讓我們跟隨北京自然博物館和內蒙古鄂托克恐龍足跡保護區的專家們去鄂托克旗的“恐龍足跡世界”看看。

1 拐彎的足跡

恐龍究竟是獨居還是群居?這是一個熱門話題。人們往往通過發現恐龍骨骼化石群來尋找答案。但是，在很多情況下，這些骨骼化石群是經過流水搬運才到達低洼的地形處并聚集起來的，因此不能以此判斷恐龍是獨居的還是群居的。那么怎樣才能真實地了解恐龍的獨居或群居行為呢?近年來，恐龍足跡學研究成為—個重要研究領域。

每當雨季過后，在5號足跡化石保護點，被河水沖刷的河床中便會顯現出一些新的恐龍足跡，而且隨著河床逐漸變寬，還有新的足跡不斷顯現出來。如此一來，這里便成為國內恐龍足跡分布最廣泛、最豐富的一個點。不僅如此，與國內其他恐龍足跡點相比，這里發現的多條連續的足跡(被稱為“行跡”)也是十分罕見的。據統計，僅在5號足跡化石保護點已發現約400枚恐龍足跡，不僅有肉食性的獸腳類恐龍的足跡，也有植食性的蜥腳類恐龍的大而連續的足跡。這表明恐龍不僅是群居在一起的，而且獸腳類恐龍和蜥腳類恐龍可以同時共存。頗為奇特的是，在一些小型蜥腳類恐龍的足跡中，發現了一串共15個獸腳類恐龍的拐彎的足跡。這該如何解釋呢?或許是一只肉食性的獸腳類恐龍正行走時，突然看到一只受傷的植食性的蜥腳類恐龍，于是它立即改變行進方向來到這只蜥腳類恐龍的身邊，幾番撕扯后，使其成為自己的囊中之物。

透過這些足跡，我們依稀看見了中生代不同食陛恐龍群居相處的場景：雖然偶有角逐爭斗發生，但在衣食無憂的日子里，它們相安無事地生活在一起。

2 連續的行跡

在8號足跡化石保護點，先后一共清理出347個恐龍足跡，其中包括蜥腳類恐龍足跡283個，獸腳類恐龍足跡64個，規模之大在國內外均屬罕見，其中還有長度達1.18米的足跡，經測量判斷如此巨大的足跡應該是最大的植食性蜥腳類恐龍——雷龍留下的。在這里還發現了迄今已知的最大的獸腳類恐龍足跡，最長達58.2厘米。

有一種2006年才被發現的獸腳類恐龍足跡，我們將其命名為“洛克里查布足跡”，以感謝美國科羅拉多大學教授、足跡學研究權威馬丁·洛克里為研究查布恐龍足跡所做的大量工作。

在這個保護點發現的足跡化石絕大多數都屬于蜥腳類恐龍，其中多數雜亂無章，為單步和復步，但也有一處連續的行跡，非常難得。

眾多的恐龍足跡化石向我們傳遞著這樣的信息：在恐龍生存的中生代，在鄂托克旗查布地區，成群的蜥腳類恐龍和少數獸腳類恐龍生活在一起。雜亂的蜥腳類恐龍足跡和連續的獸腳類恐龍足跡似乎表明，前者在后者的步步緊逼之下無助地徘徊。足跡背后的真相究竟是群龍相斗，還是群龍嬉戲?我們目前還不得而知。

3 狂奔的恐龍

過去人們都認為肉食性的霸王龍的奔跑速度很快，但有誰見過奔跑的霸王龍呢?在5號足跡化石保護點，我們意外地發現了一串共5個足跡，基本位于一條直線上。經研究，它們的造跡恐龍應該是一只小型三趾形獸腳類恐龍。在鄂托克旗的其他恐龍足跡點也曾發現過這種小型肉食性恐龍的足跡。令人感到奇怪的是，以往發現的這類足跡的間距一般都很小，而這組足跡的間距卻大得驚人，達到28米!

經測量，這組恐龍足跡的長度為028米，一步長約為5.6米。這樣一來，一步長和足跡長的比值達到了20(比值越大說明恐龍行走的速度越快)。

按照國際通用推導公式計算，這組足跡反映出當時這只恐龍的奔跑速度為每小時43.85千米。這簡直就是在狂奔。如果和我們人類相比，它的奔跑速度已經遠遠超過了百米短跑世界冠軍紀錄!

那么這只恐龍為什么跑得這樣快呢?有人認為有可能它突然看到了獵物，為追逐獵物而加速快跑。我們更相信這是一種逃生所為。我們推測它可能是在受到體形更大的恐龍的驚嚇后，為了活命倉惶逃跑，而它在瞬間產生的速度難得地被足跡保存了下來。我們認為在動物世界中，如此的飛速行走，求生的可能性應該大于求食。對于小型獸腳類恐龍來說，像這樣的速度，不到萬不得已是很準發揮出來的。

4 鳥類的足跡

很早以前就有人在鄂托克旗發現了4～5厘米長的密密麻麻的小型三趾足跡，其中穿插著很多獸腳類恐龍的足跡。最初科學家還不能確定這些腳印究竟是鳥類還是小型獸腳類恐龍留下的。直到后來在鄂托克旗發現了兩件鳥類骨架化石(分別被命名為“鄂托克鳥”和“查布華夏鳥”)，科學家將鳥骨架化石周圍的巖石的巖性(反映巖石的一些特征，如顏色、組成和結構等)同小型三趾足跡化石周圍的巖石的巖性進行對比研究，發現兩者是一致的，才做出大膽判斷：在白堊紀早期，這里的確生活著鳥類。

保存下來的鳥類足跡一般具有這樣的特點：足跡的密度較大，而且方向不一致；沒有類似恐龍足跡那樣的完整連續的行跡。我們認為密密麻麻的小型三趾足跡比較符合鳥類行走或停留的特征。

我們嘗試分析了這種三趾的鳥類足跡，初步判斷它們與現生的鵒形目中的金眶(行鳥)的足跡最為相似。金眶(行鳥)是一種在岸邊生活的涉禽。據此我們推測。在白堊紀早期，鄂托克旗一帶水草豐美，地上行龍，空中飛鳥。

5 恐龍的腳墊

在3號足跡化石保護點，我們發現了16個分布略顯零亂的三趾型獸腳類恐龍足跡，分布呈兩條行跡，偶爾還能看到類似尾跡的印痕(尾巴拖拉地面留下的印痕)。據分析，這16個足跡應該是由同一只恐龍留下的，足跡長度在0.37～0.4米之間。奇特的是，在這些足跡上保留有清晰的腳墊印記。

在大象的腳印中最為清楚的是腳墊，因為大象的腳墊比較發達。對恐龍而言，除了大型蜥腳類恐龍的足跡有明顯的腳墊外，獸腳類恐龍的腳墊印痕并不多見，這是因為獸腳類恐龍的腳墊很小或不發育。保留有腳墊印跡的足跡化石有助于我們進行足跡類型鑒定。

6 費解的“大坑”

在鄂托克旗恐龍足跡分布區，我們還發現了一個規模龐大的疑似恐龍足跡點。之所以說它“疑似”，是因為到現在為止還難以形成定論。那里有很多個連續的直徑在兩米以上的大坑，最大的一個坑的直徑竟然達到了3.6米!它們是誰或者說是怎樣留下的呢?

據勘測，這些大坑的深度都超過50厘米。從巖層的縱向觀察，表面的砂巖層受壓發生彎曲，將下面的巖層擠壓成透鏡體狀，這表明這些大坑的形成時間比較早，和下面的砂巖層的形成時期是一致的，而這層砂巖層正是恐龍足跡保存最多的層位，屬于恐龍時期。據此我們大膽猜測，這些坑有可能是一只超大型蜥腳類恐龍從這里走過時留下的足跡。不過，現在已經無從知道它究竟屬于白堊紀早期的哪種類型。

我們曾就此同馬丁·洛克里教授進行過交流，他認為很難置信這是恐龍的足跡。

這片奇怪的“大坑”現在已經被保護起來，目的是防止進一步風化或被人為破壞。它們究竟是某種動物的足跡?抑或只是一種地質現象?還需要做進一步的探索。

7 發現鑄模化石

在5號恐龍足跡保護點附近的被河水沖刷成直立狀的河岸邊，我們幸運地發現了恐龍足跡鑄模化石。鑄模化石是一種化石類型。已發現的鑄模化石大多為生活在海洋中的無脊椎動物留下的。

我們還是頭一回看到恐龍足跡鑄模化石。恐龍足跡鑄模的形成過程是這樣的：一只體重達幾十噸的恐龍將它深陷淤泥的一只大腳費力地拔出來，難得的巧合是，在它拔出腳后，留下的坑沒有跨塌，而且沒過多久就被泥沙灌滿，然后逐漸石化，最終形成今天我們所看到的足跡鑄模化石。這些鑄模化石實在是上天造物，在國內外都十分罕見。

由于河水的沖刷和下蝕作用，在河岸邊形成了一個垂直的剖面，這些大型鑄模才被暴露了出來。這串以鑄模形式保存下來的恐龍足跡化石形成一條行跡，我們推斷它們是由一只大型蜥腳類雷龍留下的，

在這里有5個清晰可見的足跡鑄模化石，深約70厘米，充填其中的是黃白色的砂巖，與上部的巖層巖性相同：這串足跡鑄模化石簡直就是一個類似實物骨骼化石的立體腳印化石，不僅反映了恐龍足跡的大小和形狀，還直觀地顯示了足跡的深度。經過對它們進行深入的模擬分析，我們可以了解這只恐龍當時是從哪個方向落腳，又從哪個方向拔出腳的，由此可以進一步推測這只恐龍當時行走的方向。足跡的大小則可以幫助我們判斷它的體形有多大。

相關鏈接：尋找鳥化石

2009年5月初，我們一行5人再次來到鄂托克旗查布地區。此行除了進一步深入調查恐龍足跡外，還要進行一次小規模的野外發掘，目的是尋找鳥化石，以便同遼西“熱河生物群”進行橫向對比，為以后的大規模發掘奠定基礎。

野外發掘有一套嚴格的程序和步驟。首先是進行野外踏勘，確定到哪一層巖石里去找化石。這是一個技術活兒。之前的經驗告訴我們，要想在這里找到鳥化石，必須尋找薄層的泥頁巖，因為這種巖性代表的是距今1.25億年前的湖泊環境，比較容易保存鳥類化石。我們在8號足跡化石保護點北偏東大約200米遠的河床側岸上(本文作者之一的張笠夫曾經在這里發現了鳥化石)找到了厚約20厘米的泥頁巖。

第二步是清理巖層，進行小范圍試發掘。發掘需要用小鏟將稍厚的巖層剖成兩半，甚至繼續剖分。經過一段時間的挖掘，我們在薄薄的泥頁巖石板中發現了精致的小魚化石和葉肢介化石，這讓我們興奮不已，因為遼西“熱河生物群”中的典型生物組合就是“狼鰭魚－葉肢介－三尾擬蜉蝣”。我們把這里確定為這次發掘的首選之地。

第三步是尋找發掘的工作面。為了清除泥頁巖層上面壓著的厚厚的砂巖，我們找來了鏟車，但為避免大負荷的鏟車壓垮和壓裂下面的巖層，我們在距離泥頁巖上部約10厘米處停止了鏟車作業，改用人工小心翼翼地分層尋找。在這一層位的深度發掘中，大量的魚化石重見天日，同時現身的還有層層疊疊的葉肢介化石。

之后就是單調重復的工作——每天不斷地翻開一層層的石板。這樣的工作持續了三天，找到了不少的魚化石，其中有一塊長12厘米，高3厘米，正反面均十分清晰，臀鰭和背鰭上下位置對稱，經鑒定是中華狼鰭魚。可是，我們期盼中的鳥化石一直未露面。直到第四天早晨，我們終于發掘出了一件鳥化石，這是一件保存著完整的胸骨和叉骨，有三個背椎連接著背肋的鳥化石。

鳥化石的發現向我們傳遞了一個重要信息，鄂托克旗的烏化石產自恐龍足跡下面的薄層泥頁巖中，而且與遼西“熱河生物群”的生物組合比較類似，恐龍足跡化石、魚化石、鳥化石等的發現為我們描繪了一幅多彩的白堊紀畫卷：唧唧喳喳的鳥兒飛翔在寬闊平靜的湖面上；魚兒們自在地穿梭竟游于清澈的湖水中；湖岸上，成群的恐龍結伴來到湖邊飲水、嬉戲……

“恐龍舞池”

2008年10月，美國地質學家在美國亞利桑那州與猶他州交界處發現了大片恐龍足跡。據估計，這里曾經至少有1000只恐龍聚集。研究人員將這里形象地稱為“恐龍舞池”。

地質學家認為，在1.9億年前，位于亞利桑那州和猶他州交界處的這片干旱的荒野可能是沙漠中的一片綠洲，后來逐漸變成了沙漠。在遠古時期，在這片沙漠的沙丘之間可能存在池塘。從留下的痕跡分析，有數量眾多的恐龍曾經到這里飲水。

化石：地球歷史的見證者

化石是保存在地質歷史時期的巖層或沉積物中的生物遺體和遺跡。化石應具備生物特征，如形狀、結構、紋飾和有棚化學組分等，或者是生物生前活動遺留下來的痕跡。如果我們把地球歷史看作一部書，那么化石就是鑲嵌在文字中的圖片，它們不僅能生動地注解神秘的史前世界，其本身也是地球歷史的見證者。

古生物學家根據化石的成因把化石劃分成以下幾類：

鑄模化石

這種化石是動植物遺體在保存為化石的過程中，通過擠壓作用在地層的巖石表面留下的印模、鑄型等，能清晰地顯示生物硬體表面的精細結構。鑄模化石可以劃分為若干類型，其中印痕化石最為常見。

實體化石

人們曾經在西伯利亞第四紀的冰凍土層中發現了巨大的猛瑪象，這種龐然大物不僅保存了完整的骨骼，連皮膚、體毛，甚至胃內的食物都保存了下來。科學家后來又在波蘭發現了完整的披毛犀。所有這些都是實體化石。實體化石通常保存了動物、植物遺體的全部或絕大部分(特別是堅硬的骨骼部分)，既有研究價值，又有觀賞價值，是很珍貴的化石。

遺跡化石

遺跡化石主要是動物在生命活動中遺留下來的痕跡或遺物，前者如爬跡、足跡等，后者如糞便、蛋等。恐龍足跡和恐龍蛋就是經過漫長的地質作用形成的著名遺跡化石。遺跡化石是研究動物生活習性及生命活動的重要證據。

恐龍足跡知識ABC

什么樣的條件才能保存恐龍足跡化石?

恐龍足跡化石是恐龍在長達1.6億年的中生代生活時留在地面的足跡印痕在地質歷史變遷中逐漸石化并保存下來的遺跡。盡管不同種類的化石的形成機理是相似的，甚至是相同的，但足跡化石的形成要比實體化石如骨骼化石的形成難很多，由于它們受地面濕度、坡度、含碎屑物溶液的黏度以及顆粒度大小的制約和影響，只有在這些條件都比較合適的情況下，恐龍在湖濱、海濱或河灘地上行走后留下的足跡才有可能以化石的形式保留下來。如果是在特別稀濕的泥地上，在恐龍的腳離開地面的瞬間，周圍的稀泥就會自動回填到足跡坑中，足跡就會蕩然無存，更不可能有機會形成化石保留下來。

恐龍足跡化石是怎樣形成的?

并非人們想象的那樣，一只巨大的恐龍用腳踩在石頭上就會留下足跡化石。要想形成足跡化石，必須具備以下幾個條件：第一，要求地表濕度、黏度以及碎屑物的顆粒度比較適中。一般湖濱、海濱及河灘地的這些條件比較適中，有可能留下足跡。第二，恐龍留下的足跡必須迅速被碎屑物掩埋，否則經過風吹雨淋和流水沖刷會很快消失。第三，被碎屑物掩埋的足跡需要在長期的地質作用下不斷與礦物質進行交換和充填，最后才有可能形成硬邦邦的巖石。第四，含有足跡化石的地層必須上升，否則它們將被永遠埋在地下不為人所知。第五，要求保存有足跡化石的巖層的巖性特別是硬度同上覆巖層有差別，這樣經過差異風化，就有可能使足跡化石暴露出來。最后，還要求暴露出來的足跡化石被人發現，在許多交通十分不便的地區，人跡罕至，足跡就是暴露出來也不會被發現。由此可見，能夠被今天的人們發現的恐龍足跡是多么的珍貴。

恐龍足跡化石有哪些類型?

按照推理，恐龍足跡化石的類型應該是和恐龍的類型相對應的。當然，在保存過程中因環境不同(如地面濕度、碎屑物沉積的速度和顆粒度等)，可能使恐龍足跡化石的形態發生一些變化。當然，也不排除個別恐龍存在特殊形態(如同人類中的六指人)。

我們常見的恐龍足跡的類型以三趾的居多，占70％以上，另外還有四趾的、五趾的，也有兩趾的，只是數量極少，僅在四川峨眉地區發現過三例。

恐龍足跡能告訴我們什么?

恐龍足跡化石除了能反映史前恐龍生活的類型以及群落的組成外，更重要的是它們能幫助我們分析中生代不同類型恐龍的生活習性及行為，如獨居或群居。此外，通過足跡分布數量及組成還能幫助我們獲取古氣候等信息。

在內蒙古鄂托克旗發現的恐龍足跡化石，大多數是兩足行走的獸腳類恐龍足跡。在獸腳類恐龍足跡中，常見的是單行的、比較長的行跡，反映了這類恐龍單獨行動的特性。但當需要攻擊較大獵物的時候，有些獸腳類恐龍則相互協作，集群攻擊獵物。蜥腳類恐龍的足跡比較凌亂，顯示出搏斗的場面。

縱觀世界范圍內已發現的恐龍足跡，植食性的蜥腳類恐龍足跡的出現總是伴隨有肉食性的獸腳類恐龍足跡。鄂托克旗的情況也是如此，蜥腳類恐龍足跡占主導地位，而其他的鳥腳類恐龍則未見。一般情況下，在低緯度干旱地區的海岸或湖岸沉積中，蜥腳類足跡比較常見，因為那里的水的蒸發量多于降水量。據此可以推斷，在白堊紀早期，鄂托克地區屬于半干旱的內陸盆地環境。這個結論得到了其他方面的證據的支持，比如在北美地區蜥腳類足跡比較少見，原因就在于那里根本沒有發現內陸湖泊沉積。