恐龍是公眾最為熟知也最為著迷的一類(lèi)古生物。自2.35億年前的晚三疊世出現(xiàn)以來(lái)，隨著地球環(huán)境的更替，它們也上演著屬種的演進(jìn)，在地球上存活長(zhǎng)達(dá)1.7億年之久，直到6600萬(wàn)年前從地球上消失，其滅絕之謎成為了世人所關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。

科學(xué)家一直沒(méi)有停止找尋恐龍?jiān)诘厍蛏舷У脑?。關(guān)于恐龍滅絕的各種假說(shuō)中最具代表性的觀點(diǎn)有地外因素，如小行星撞擊假說(shuō)，也有地內(nèi)因素，如印度徳干火山爆發(fā)等，但都與重大地質(zhì)事件相關(guān)聯(lián)。其實(shí)，要回答好恐龍滅絕之謎，最為核心的還是要依托于恐龍?jiān)诘厍蛏仙娴臅r(shí)空記錄，但由于陸相地層記錄的不完整性和區(qū)域差異，給這一問(wèn)題的解答造成了全球?qū)Ρ壬系睦щy。

近日，來(lái)自中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所、中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所和中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）等單位人員組成的科研團(tuán)隊(duì)對(duì)陜西山陽(yáng)盆地開(kāi)展了系統(tǒng)的古生物學(xué)、磁性地層學(xué)、旋回地層學(xué)等工作，為解答恐龍滅絕之謎提出了新的認(rèn)識(shí)。

陜西山陽(yáng)盆地是我國(guó)為數(shù)不多的具備研究晚白堊世－古新世恐龍滅絕之謎的陸相盆地。自上世紀(jì)七八十年代以來(lái)，西北大學(xué)薛祥煦教授領(lǐng)銜的地學(xué)前輩們?cè)谇貛X東部地區(qū)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了晚白堊世恐龍骨骼、恐龍蛋和古新世哺乳動(dòng)物，并初步建立了該地區(qū)白堊系－古近系的陸相地層框架，為開(kāi)展相關(guān)的科學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。

恐龍蛋作為恐龍?jiān)诘厍蛏戏毖苌⒌闹饕d體，不僅可以反映恐龍的繁殖習(xí)性，同時(shí)其在地層中的富集埋藏規(guī)律很好的反映了恐龍生存時(shí)期的古環(huán)境信息。研究團(tuán)隊(duì)在山陽(yáng)盆地晚白堊世山陽(yáng)組系統(tǒng)采集了1000多件原位埋藏的恐龍蛋和蛋殼標(biāo)本，恐龍蛋類(lèi)型主要為瑤屯巨形蛋、長(zhǎng)形長(zhǎng)形蛋和坪嶺疊層蛋，其母體恐龍分別為竊蛋龍類(lèi)和鴨嘴龍類(lèi)，這與山陽(yáng)盆地恐龍骨骼化石所代表的恐龍類(lèi)型十分吻合（圖1），另外該盆地內(nèi)還產(chǎn)有少量的暴龍類(lèi)骨骼?？铸埖昂涂铸埞趋辣砻鳟?dāng)時(shí)盆地內(nèi)的恐龍多樣性處于一個(gè)相對(duì)較低的水平。

為確定山陽(yáng)盆地恐龍化石所在地層的地質(zhì)年代，團(tuán)隊(duì)在山陽(yáng)盆地開(kāi)展了詳細(xì)的磁性地層學(xué)、生物地層學(xué)和旋回地層學(xué)研究。

研究人員在山陽(yáng)盆地的4個(gè)代表性剖面上采集了3538塊古地磁定向樣品，經(jīng)過(guò)對(duì)樣品古地磁實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析確定了9個(gè)極性帶。在山陽(yáng)盆地中可識(shí)別出一層由礫巖層和富含綠色圓斑層組成的標(biāo)志層，該標(biāo)志層之下出現(xiàn)了大量原位埋藏的白堊紀(jì)恐龍化石，而標(biāo)志層之上出現(xiàn)了古新世特有的階齒獸類(lèi)，據(jù)此可確定該標(biāo)志層是白堊紀(jì)到古近紀(jì)的過(guò)渡地層，包含白堊紀(jì)－古近紀(jì)界線(xiàn)（KPB）。該標(biāo)志層內(nèi)的古地磁樣品均記錄負(fù)極性（R2），因此可將該負(fù)極性帶（R2）唯一對(duì)應(yīng)于第29個(gè)負(fù)極性期（C29r）（前人研究表明KPB位于C29r）。C29r極性期的年齡為6638萬(wàn)年到6570萬(wàn)年，山陽(yáng)盆地中記錄這個(gè)極性（R2）的地層年齡就可以精確限定。區(qū)域地質(zhì)背景分析表明山陽(yáng)盆地在晚白堊世到古近紀(jì)期間沒(méi)有經(jīng)歷大的構(gòu)造活動(dòng)，其沉積地層基本連續(xù)。因此，可將其余的8個(gè)極性帶分別對(duì)應(yīng)到標(biāo)準(zhǔn)的地磁極性序列，從而確定山陽(yáng)盆地不同層位的地層年齡。

為進(jìn)一步提高地層的年齡精度，研究人員在山陽(yáng)盆地內(nèi)以5厘米間隔連續(xù)采集了5466塊巖石標(biāo)本，利用天文軌道調(diào)諧方法在磁性地層學(xué)結(jié)果基礎(chǔ)上對(duì)地層年齡進(jìn)行了10萬(wàn)年分辨率的劃分。至此，研究人員獲得了山陽(yáng)盆地44個(gè)連續(xù)恐龍蛋化石層位的高分辨率年齡，為分析白堊紀(jì)末期恐龍多樣性的變化及其驅(qū)動(dòng)因素提供了可靠的年代學(xué)基礎(chǔ)。

年代學(xué)結(jié)果顯示山陽(yáng)盆地恐龍化石分布的時(shí)限是6824萬(wàn)年到6638萬(wàn)年前，山陽(yáng)盆地內(nèi)的恐龍多樣性在其滅絕前的約200萬(wàn)年間一直處于比較低的水平。綜合秦嶺東部其他晚白堊世盆地，以及山東萊陽(yáng)、廣東南雄等地發(fā)現(xiàn)的恐龍化石，研究人員發(fā)現(xiàn)在7200萬(wàn)年前后中國(guó)的恐龍多樣性有一個(gè)明顯的降低趨勢(shì)，這與北美西部的恐龍化石分布特征有相似之處，因此該研究認(rèn)為恐龍多樣性在晚白堊世的降低很可能是一個(gè)全球性現(xiàn)象（圖3）。

這項(xiàng)研究結(jié)果為我們認(rèn)識(shí)恐龍的滅絕過(guò)程和機(jī)制提供了新的依據(jù)和視角。恐龍屬于卵生動(dòng)物，恐龍蛋的孵化成功率直接決定了恐龍種群的繁盛與否?？铸埖暗姆趸枰线m的溫度、濕度甚至二氧化碳濃度。因此，該項(xiàng)研究認(rèn)為，在晚白堊世時(shí)期，隨著自然生態(tài)系統(tǒng)和恐龍自身的協(xié)同演化，恐龍多樣性發(fā)生了持續(xù)性衰退，降低了恐龍這個(gè)類(lèi)群的環(huán)境適應(yīng)能力，并導(dǎo)致其無(wú)法從由德干火山爆發(fā)或小行星撞擊等重大災(zāi)害事件所引起的環(huán)境劇變中生存和復(fù)蘇，從而最終走向滅絕。

近日，該項(xiàng)研究以“Low dinosaur biodiversity in central China 2 million years prior to the end-Cretaceous mass extinction”為題，作為封面文章發(fā)表在國(guó)際綜合性學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)科學(xué)院院刊》（PNAS）。