恐龍足跡給我們講述的科學故事

顧泳琳

摘 要：隨著文化發展進步，一些只在課本中見到過的東西逐漸在現實中出現。生活在侏羅紀和白堊紀的恐龍雖然已經滅絕，但是在博物館中還可以看到他們的足跡化石、骨骼化石等，這些化石的研究頗具時代意義。本文主要通過對恐龍足跡給我們講述的科學故事進行講解，希望可以讓更多了解恐龍足跡的研究意義。

關鍵詞：恐龍;足跡;科學

前言

足跡作為一種證據，可以為我們提供很多研究材料，通過對足跡的分析，大體可以分析出具體動物的大小、年代、生活習慣等，為地質研究與歷史研究提供材料依據。如今，痕跡鑒定已經成為一門專業的學科，是現代刑偵的重要手段，通過對痕跡的鑒定，驗證事件的真實與否，已經成為必備手段。通過對恐龍足跡的研究，可以使民眾更加全面了解恐龍，了解那一時代的環境背景，生態狀況等等。

1 恐龍足跡的分析

1.1形成

恐龍足跡的形成與正常足跡形成十分類似，正常我們腳踩在泥濘的地面便會留下足跡，只不過恐龍的足跡還要經歷其他的步驟才能保存下來，成為現在我們所能看到的化石。恐龍腳踏之后，泥濘的地面需要被太陽暴曬幾日，最好是將足跡曬干，然后經過各種地殼中沙土地質變化巖石的過程，經過數萬年才逐漸形成恐龍足跡化石[1]。

1.2保存形式

研究者一般會根據恐龍足跡的具體形態，將恐龍的足跡分為凹足跡與凸足跡。凹足跡，是指恐龍當時腳踏的部分突然經過變化變成砂巖，之后隨著地表巖石的差異化風化，附在砂巖上面的泥巖會被先風化掉，然后露出里面的砂巖，人們才可以看到留在砂巖上的恐龍足跡。這種足跡往往呈現向下凹，也就是所謂的凹足跡。凸足跡則是指，此時泥巖處于砂巖的下側，恐龍足跡留在泥巖上面，經過地質的差異風化，泥巖先被風化，之后人們會在砂巖中看到向上凸的恐龍足跡，也就是凸足跡。這兩種足跡是現代地質研究與考古研究中比較常見的足跡保存形式。除了上述兩種足跡之外，還有一種只保留了恐龍側面的足跡，這種足跡要比上述兩種足跡更容易見到，主要是在地層剖面圖中可以看到，通常被稱為縱切面恐龍足跡。

2 恐龍足跡對科學故事的解讀

2.1方便大眾了解恐龍運動速度

可以根據發現的恐龍足跡，推測出恐龍的運動速度，更加真實的模擬恐龍的形態。這種對恐龍的運動速度的研究，單純依靠恐龍骨骼化石是很難完成的，有了恐龍足跡化石可以進一步簡化研究的難度。根據同一個恐龍多個腳印相鄰兩個腳印之間的距離，結合恐龍的具體年齡、體型等可以準確預測其當時運動的速度。利用步子與速度之間的計算公式，此計算公式是科學家經過對人、馬、鳥大量數據研究得出的函數關系，用V表示運動的速度單位是米/秒，V=0.250.5g·λ1.67/h1.17，這里面的g是重力加速度，λ運動過程中同一只腳留下的連續兩個足跡之間的距離，h腿的長度，一般相當于足長的四倍。例如，在M市查布地區發現的四個連續的恐龍足跡，被稱作洛克里查布（Chapus lockleyi）足跡。經過測量已知復步長2.33m，足長0.58m，代入上面的公式，得出恐龍當時行走的速度4.3m/s相當于我們成年人的步行速度。上面的計算只是一種恐龍的運動速度，之前測算最快的恐龍12.18m/s一百米的速度比博爾特還要快。如今在互聯網上很快便可以搜索到相應的恐龍速度測算軟件，只要知道的足跡的復步長與足長，通過軟件輕松就可以算出恐龍運動的速度。

2.2走路姿態

根據恐龍足跡可以研究恐龍具體的行蹤姿態，進一步方便民眾了解恐龍的具體形態。根據恐龍的骨骼化石很輕易便可以看到恐龍是四足行走的動物，與人類有很大的差別，盡管已經有很多恐龍的骨骼化石，但是人們還是很難想象恐龍具體是怎么行走的。有了恐龍足跡化石，科學家們便可以根據足跡的具體情況，模擬出更為真實的恐龍行走姿態，讓人們對恐龍的行走姿態有更深入的了解[2]。例如，在研究翼龍時，因為其可以在空中滑翔，所以很難按照具體的四足動物進行模擬，之后有了恐龍足跡的佐證，科學家們發現翼龍的行走時，翅膀也參與道行走中來，與之前假設與鳥類行走方式相同有很大的出入。在《與恐龍同行》（Walking with Dinosaurs BBC制作）中我們看到翼龍行走姿態，就是根據足跡化石復原的行走姿態。

2.3生活方式

從恐龍足跡化石中還可以分析出恐龍的生活方式，為恐龍的研究提供珍貴的材料。動物有不同的生活方式，像老虎是獨居動物，獅子的群居動物等。有了足跡便可以對恐龍的具體生活方式進行研究，經過分析骨骼化石與足跡環視，科學家們發現不同種類的恐龍生活的習慣是不同的。鴨嘴龍多群居生活，這一點在蓮花卡利爾（Caririchnium lotus）足跡中得到了證實。而大型的三趾型獸腳類恐龍大多是獨行動物，這點在M鄂托克旗發現的打量恐龍足跡化石可以證實。恐龍的生活方式除了獨居與群居的分別之外，恐龍還是一群喜歡戰斗的動物。在S省諸城發現的眾多鴨嘴龍骨骼化石中摻雜了暴龍的骨骼化石，這一現象科學家推測當時它們一同遭遇了滅頂之災。但是對于這種災難的第一現場分析，很難通過恐龍的骨骼化石判斷，恐龍足跡化石提供了有力證據。在研究中發現，大量的恐龍足跡化石中，有食肉類恐龍的足跡穿插其中。在鄂托克旗發現的恐龍足跡化石中，有一個本來排的整齊恐龍行跡，被幾頭三趾型恐龍的足跡攪亂，說明小型恐龍的秩序被那幾頭三趾型恐龍打亂，捕食與戰斗開始。

2.4研究古環境

恐龍足跡化石的發現對古代環境的研究有很大的幫助。通過對恐龍足跡的研究與比對附近地質環境可以很好的研究古達生態環境。科學家們發現，在蜥腳類恐龍足跡多得地方很少發現鳥腳類恐龍足跡，且蜥腳類的恐龍足跡多留在干旱的湖邊、灘地，而在潮濕、煤層等環境中極少會見到蜥腳類的恐龍[3]。在鄂托克旗發現的眾多恐龍足跡化石與介形蟲（主要生活在干旱與半干旱地區）化石，卻沒有發現鳥腳類恐龍化石。

2.5恐龍足跡研究的現實意義

對于恐龍足跡的研究對現實社會的發展有很大的作用。首先恐龍足跡的研究為歷史與地理研究提供了依據。恐龍生活在億萬年之前，對于它們的研究可以了解當時生態環境、地質環境，以及對地質運動的研究也十分有利。其次，對恐龍足跡的研究對于加深人們對環境的理解有很大的幫助。人們在對恐龍足跡化石觀賞中，不斷豐富自身地理觀念，感受到大自然神奇的魅力，更容易引起對自然環境的思考，提高自身的環保意識。再次，對于恐龍足跡的研究，為刑偵足跡堅定提供一定借鑒。近年來痕跡刑偵學對于破解案件來說幫助很大，但是刑偵痕跡發展中常常會受到阻礙，有了恐龍足跡研究可以對刑偵痕跡研究提供規定借鑒，進一步促進其發展。

結束語

綜上所述，恐龍足跡給我們講述的科學故事很多，在了解恐龍足跡的同時方便人們了解恐龍時代的地質環境、生態環境，進一步了解恐龍的具體形態、生活方式提升環保意識。所以，博物館在平時工作中，要注重對恐龍足跡化石的保護與展覽。博物館還要做好宣傳，讓更多人愿意走進博物館，去感受動物的魅力，了解自然的神奇，提高自身對環境對自然的愛。

參考文獻

[1]何情，邢立達，王曉麗，等.安徽齊云山晚白堊世獸腳類恐龍足跡點沉積環境[J].地質通報，2017，36（9）：1506-1513.

[2]趙明華.恐龍滅絕之謎[J].小學生學習指導：高年級，2017（10）：8-9.

[3]李日輝，陳曉輝，李建軍.山東郯城以蜥腳類恐龍為主的足跡化石群：古生態學及地層學意義[J].山東科技大學學報：自然科學版，2019，38（01）：44-52+61.

（作者單位：河源市博物館）