测定一枚化石的年龄向来是个棘手的问题。传统方法通常依赖化石埋藏的土层来间接推断,但地质扰动或非专业发掘常使化石脱离原始层位,导致测年结果可靠性大打折扣。
前不久,中国湖北地质科学研究院的毕桎团队采用"碳酸盐铀铅(U-Pb)定年"技术,首次直接测定了恐龙蛋化石的年代。爱丁堡大学古生物学家史蒂夫·布鲁萨特对此评价:“这种直接锁定恐龙蛋壳矿物晶体年龄的方法具有革命性意义。它最终将帮助我们掌握诸多恐龙的精确生存年代,而非依赖围岩年龄进行估算。”
01
青龙山恐龙蛋化石遗址
8600万年前晚白垩纪,在今天湖北十堰郧阳区青龙山(距“郧县人”遗址仅10余千米),某种兽脚类正在此筑巢产卵。她的家族年复一年回到这片区域,产下大量略扁球状的卵——长约120至170毫米,表面多孔,矿化后蛋壳厚不足2.4毫米。古生物学家称这种卵归为树枝蛋科土庙岭扁圆蛋(Placoolithus tumiaolingensis)。
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青龙山恐龙蛋化石群自然保护区馆藏了上万枚恐龙蛋
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馆内原位保护了3000多枚完好的恐龙蛋
然而像福建“英良贝贝”那样保存完整胚胎的标本极其罕见,将特定蛋化石与恐龙物种确凿关联仍是国际难题,目前只能推测青龙山的"她"属于某种兽脚类恐龙。
可惜气候变化最终使这些卵无法孵化。恐龙蛋与巢穴一同被掩埋,历经数千万年成岩作用,形成了如今的大量恐龙蛋化石,且多数保存了原始形态。
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福建发现的"英良贝贝"——迄今最完整的恐龙胚胎
02
铀铅同位素定年
传统方法通过测定含化石地层中的有机沉积物或火山岩来估算年代。这些围岩虽富含放射性元素,可利用半衰期计算年龄,但其形成时间可能远晚于恐龙产蛋时间,导致测年结果偏差。
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此次研究选取了28枚品相完好的恐龙蛋
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腔体内充填的方解石晶体有效保护了化石结构
研究人员用微激光取样技术,将蛋壳中提取的微量碳酸盐矿物,气化成气溶胶后送入质谱仪,精确测定铀与铅的同位素比值。
恐龙蛋壳的碳酸盐矿物在形成时会从环境中捕获微量铀离子,并将其锁定在晶体格架中。铀-238以44.68亿年的半衰期稳定衰变为铅-206,这一特性构成了精准的"同位素时钟"。只需测定铀铅比值,即可推算蛋壳矿化结晶的时间。
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结果显示,这批恐龙蛋的年龄为8600万年±170万年,与现今地层年代一致,印证了青龙山地区数千万年来的地质稳定性。
这项研究证实了新方法能有效消除间接测年的不确定性。未来,团队将利用这把“古生物学新标尺”,为不同地层发现的恐龙蛋化石建立更精确的年代框架。
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