På en mild søndag formiddag i begyndelsen af marts er jeg på en strand i det sydlige Australien på udkig efter is - eller i det mindste spor efter den. Det er sommer på den sydlige halvkugle, og de fleste af strandgæsterne, der glider gennem stigende tidevand eller går deres hunde, har på sig T-shirts og shorts. Tom Rich, en paleontolog ved Museum Victoria i Melbourne, fører vejen langs de lave, uklare klipper, der mængder kystlinjen. Rich er 66 år med et stubbet sølvskæg, sparsomt gråt hår og skrå øjenbryn, der giver hans ansigt et trist, verdenstrættende look. Han er opvokset i det sydlige Californien og Texas, men har tilbragt sit professionelle liv i Australien. I løbet af mere end tre årtier hentede han Aussie-statsborgerskab og masser af landets farverige lingo, men hans accent forbliver stædigt amerikansk. ”Det lyder som om jeg lige er kommet ud af flyet, ” siger han.
Relateret indhold
- At tage en Dinosaurs temperatur
- Forbliver kølig
- Ben at vælge
Denne del af kysten, kendt som Flat Rocks, ligger i nærheden af bybyen Inverloch, omkring en to timers kørsel sydøst for Melbourne gennem gårde og skov, der er overskredet af mere end et årti med tørke. Rich stopper ved siden af en bunke af murbrokker ved bunden af en klippe. ”Det er det, ” siger han. Delvis begravet af flager af slagskibgrå klippe er en fortællende geologisk formation. Tunger af mørkt solbrun sediment falder ned i det lysere farvede lag nedenfor. Formationen kaldes en "kryoturbation" og blev forårsaget, da engang frosset ler sank ned i et underliggende sandlag under en optøning for længe siden.
Sne og is er sjældent i denne del af Australien i dag. Men bevis fra Flat Rocks og andre nærliggende steder bekræfter, at for lidt over 100 millioner år siden, "det var blodig koldt her omkring, " som Rich udtrykker det. Selvom omkring en tredjedel af Australien nu ligger inden for troperne, sad kontinentet dengang omkring 2.000 mil syd for sin nuværende position, snuggled mod Antarktis. Sydøstlige Australien havde sandsynligvis et klima, der ligner Chicago, hvis ikke Fairbanks.
Så desto mere overraskende var det, at dinosaurier trivedes her på det tidspunkt. Tænk på "dinosaurer", og du fremkalder sandsynligvis venemer, der trasker gennem opsvulmende sumpe eller torride tropiske skove. Men rige og andre forskere, der arbejder i Australien, Alaska og endda på toppen af et bjerg i Antarktis, har fundet rester af dinosaurer, der blomstrede i miljøer, der var kolde i mindst en del af året. Polar-dinosaurier, som de er kendt, måtte også udholde langvarig mørke - op til seks måneder hver vinter. "Månen ville være ude mere end solen, og det ville være svært at tjene til livets ophold, " siger paleontolog David Weishampel fra Johns Hopkins University.
Beviserne for, at dinosaurier modet kulden - og måske gennemskåret gennem sne og gled på is - udfordrer det, som videnskabsmænd ved om, hvordan dyrene overlevede. Selvom Rich ikke var den første til at opdage polære dinosaurier, udfylder han og et par andre paleontologer billedet af, hvordan disse dyr levede, og hvordan deres miljø var. Nyere forskning kan også kaste lys over to af de mest omstridte spørgsmål i paleontologien: Blev dinosaurier varmblodede? Og hvad dræbte dem ud?
Hvert år fra slutningen af januar til begyndelsen af marts falder Dinosaur Dreaming - det polære dinosauriprojekt under ledelse af Rich - ned på kysten nær Inverloch. Den lyd, du hører, når du går op ad stranden mod graven, er klirringen af hammere på mejsler. Knælende omkring fladt toppede strandblokke, der tjener som improviserede arbejdsbænke, et halvt dusin frivillige pund på klumper af grå klippe. Flere bærer årets modeerklæring, en T-shirt, der lyder "Mammalia: Popcorn of the Cretaceous" og viser en bipedal dinosaur, der holder to rottelignende pattedyr i en pote og kaster en anden mod dens gapende, tandede mund.
Nede i "hullet", en knæ-dyb gash nær vandlinjen markeret med en cirkel af lysstofrosa lyserød konstruktion, bruger en anden gruppe en klippesag og mejsler til at fjerne blokke på størrelse med brød. Disse bidder vil også gå under hammeren.
Ved et sammenklappeligt bord i klipperne løber Lesley Kool de fund, der er bragt ind af klipperne. Kool startede som frivillig ved Richs første dino-udgravning i 1984. Hun vidste lidt om dinosaurer, men hun trænede sig selv til at være en ekspertforberedende person - den person, der sprænger fossiler ud af klippen uden at smadre dem til støv - og udviklede en sag til identificering af fossiler. Nu kører hun grave. Hun kan fortælle dig, at den brunlige del, som du håbede var århundredets dinosaurfund, virkelig er en almindelig bit af fossiliseret skildpaddeskal.
Besætningen, hun fører tilsyn med, inkluderer en knusning af studerende, en pensioneret litteraturprofessor fra Tucson, en feriegæster fra en autodeleproducent og ejeren af en miljøoprydningstjeneste, der ikke kan stoppe med at sprænge i sang. De fleste af dem kommer tilbage år efter år. De siger, at de vender tilbage til kameraderiet - og chancen for at blive fundet. ”Det er en afhængighed, som der ikke er nogen kur på, ” siger Nicole Evered, 68, der har arbejdet på Flat Rocks grave siden det startede.
Her gælder ikke det stereotype billede af den fossile jæger, der spredte sig i støvet, hvor man afslører en gigantisk dinosaureben med kun en piskerørkost og tandplukker. Fossilerne er for små, for fragmenterede og for spredte. I mere end 20 års graving på forskellige steder i det sydlige Australien har Rich og hans besætning kun opdaget tre artikulerede prøver med knogler forbundet, som de var i livet.
De fleste af dinosaurknoglerne, som de finder på Flat Rocks, forklarer Kool, kommer fra "hypsis" (udtalt HIP-sees), forkortelse for hypsilophodonts. Disse små, dartende plantespisere stod typisk omtrent lige så høje som kalkuner. Deres karakteristiske lårben, der sporter en nedadvendende anspore, er let at genkende. Men dette års grave har også vist nogle mere sjældne fund, såsom en miniature-tand fra en endnu ikke navngivet kødspisende dinosaur. En klippe gav en lang, sort fang, der ligner en obsidian tandstikker og måske er kommet fra en pterosaur, en type flyvende krybdyr. Og for kun to måneder siden meddelte Richs kollega Anthony Martin fra Emory University i Atlanta, at mønstre i et 115 millioner år gammelt mudderlag ved Flat Rocks er dinosaurspor. De 14 tommer lange, tre-toede fodaftryk stammede fra en type kødspisende dinosaur kaldet en theropod. Med udgangspunkt i udskriftenes størrelse og afstand må det have stået omkring 12 meter højt, hvilket gør det til den største kødædende dinosaurus, der vides at have boet der.
Lovende fossiler pakkes ind i toiletvæv og aviser for beskyttelse. Tilbage på museet vil forberedere fjerne den indkapslende klippe med værktøjer, der spænder fra wolframkarbid nåle til miniature, håndholdte jackhammere drevet af trykluft. Selv kompromisløse bunker af sten vil blive banket ned for at nuggere størrelsen på sukkerterninger; holdet tjekker bitene for pattedyrkæber, der er så små, at de kunne passe på et frimærke.
Det var udsigten til at finde gamle pattedyrsbener - ikke dinosaurier - der trak Rich til Australien. Han var aldrig dinoman, heller ikke som barn. Det, der dog var forbundet med hans fantasi, var de tidlige pattedyr, der skurrede rundt på samme tid som dinosaurierne. Én illustration i en bog, som han læste som en dreng, portrætterede dyrene som snacks triumferende på dinosauræg. Rich gik med de evolutionære vindere og studerede fossile pindsvin til sin doktorgrad ved Columbia University.
Han landede i Australien i de tidlige 1970'ere uden job og havde ingen intentioner om at lede efter en. Hans kone, Patricia Vickers-Rich, også en paleontolog, var i landet for at følge op på sin ph.d.-undersøgelse af fossile fugle. Men mens han løb gennem en avis "for at få en idé om, hvad dette land handlede om", så han en efterspurgt hjælp til en kurator på det lokale museum. Han fik jobbet og arbejder der indtil i dag. Rich og hans kone - nu professor ved Monash University i Melbourne og chefsamarbejder i dinosaurforskningen - forblev her, fordi han siger, "landet var vidt åbent" til at studere den tidlige udvikling af pattedyr og fugle.
I 1982 mødte Rich nogle museumsfrivillige, der var ivrige efter at få deres hænder beskidte ved en dinosaurgrav, men han modstod oprindeligt deres anbringender. Han vidste om et sted 180 mil vest for Flat Rocks, som han havde døbt Dinosaur Cove efter at have fundet et par uidentificerbare knoglerester der år tidligere. At udgrave der ville kræve tunnel i klipper - et farligt forslag - uden nogen garanti for at finde noget. Men i 1984 gav han omsider efter, og inden for uger fandt teamet flere dinosaureben og en tand.
I ti år sprang Rich og en for det meste amatørbesætning, keder sig, plukkede og mejslede ind i den stejle bjergside. De gravede to tunneler, hver mere end 60 fod lange, og flyttede mere end 600 ton sten, meget af det i hånden. Rich siger, at "du ikke behøver at arbejde så hårdt i Montana, " som er berømt for sine dinosauraflejringer, og hvor de tektoniske bevægelser, der hejsede Rockies, udsatte knogler, der indeholdt knogler. I modsætning hertil kalder Rich Australien, hvor dinosaursedimenter stort set er begravet dybt, et "crappy land for dinosaurfossiler."
Efter vægt var trækningen fra det årti lange Dinosaur Cove-grave relativt lille, omkring 100 pund fossiler, og kun spor af pattedyrene rige tæver - en armknog og en tandskær. Men fundene leverede ledetråde om polære dinosauriernes stofskifte og deres strategier til at forvitre de lange vintre. De gav endda et sjældent glimt af væsenernes hjerner. Poring over skeletene gjorde Rich til en af verdens eksperter på polære dinoer.
På det tidspunkt, hvor dinosaurerne opstod, for omkring 220 millioner år siden, blev jordens kontinenter smeltet sammen til et enkelt superkontinent, som vi nu kalder Pangea. Det begyndte at bryde op for omkring 200 millioner år siden, og Australien og Antarktis, som stadig var fast sammen, forblev nær sydpolen. Da de fossiliserede væsener Rich undersøgelser rykkede rundt, for omkring 100 millioner år siden, sad det sydlige Australien tæt på bunden af planeten og var lige begyndt at trække sig væk fra Antarktis. (Australiens nuværende position afspejler, at det har vundet nordover "i takt med, at dine negle vokser, " siger Rich.)
Under dyrenes storhedstid i den tidlige kridttid steg solen ikke i det sydlige Australien i halvanden til fire og en halv måned hvert år. Ved nord- og sydpolerne varede dysterheden i seks måneder. Plantevækst i disse områder ville med jævne mellemrum være bremset eller standset, hvilket potentielt skabte en fødevarekrise for alle dinosaurer, der boede der. I mere end 20 års graving har Rich og hans kolleger fundet resterne af mindst 15 arter. For eksempel undviste den knæhøje hypsi Leaellynasaura amicagraphica (opkaldt efter Rich's datter, Leaellyn) en gang rovdyr i det, der nu er Dinosaur Cove. Rich's søn, Tim, fik sit navn knyttet til en anden Dinosaur Cove-denizen, den seks meter høje Timimus hermani, som sandsynligvis så ud og løb som en struds.
Dinosaurier trivedes også længere mod syd. Antarktis har ikke bevæget sig meget i de sidste 100 millioner år, og stak over Sydpolen. I dag kan velisolerede dyr og stubbede planter overleve kontinentets brutale kulde, i det mindste tæt på kysten. Men fossiliserede blade og andre planterester tyder på, at Antarktis i dinosaurierne dag havde et tempereret klima. Judd Case fra det østlige Washington University i Cheney siger, at antarktiske dinosaurer fra den sene kridteperiode for omkring 70 millioner år siden lignede dem, der levede i andre dele af verden omkring 60 millioner år tidligere. Case siger, at dette antyder, at nogle slags dinosaurer hang på i Antarktis længe efter at de var døde andre steder. Måske var Antarktis en oase for dem, da blomstrende planter spredte sig over resten af verden og overkompetenterede fyrretræer pårørende, som varmere klodse dinosaurier spiste.
William Hammer fra Augustana College i Rock Island, Illinois, graver i en højde af 13.000 fod på skråningen af Mount Kirkpatrick, omkring 400 miles fra Sydpolen. Han har taget knoglerne på Cryolophosaurus ellioti, en 22 fod lang kødspis med en benkam, der krummer sig op fra panden som en cowlick. Han har også fundet fossile beviser på en prosauropod, en stamfar til enorme dinosaurier som Brachiosaurus og Apatosaurus .
I den modsatte ende af kloden, på Alaskas nordlige skråning, har Anthony Fiorillo, en paleontolog fra Museum of Nature and Science i Dallas, udprøvet knogler fra dinosauriepladser langs Colville-floden. Selvom det nordlige Alaska ikke var så koldt for 70 millioner år siden, som det er i dag, ville vintre stadig have bragt sne og is. Dengang stilkede skarptænkte slægtninge til Tyrannosaurus rex den 35 fod lange, duck-fakturerede dinosaur Edmontosaurus . Overraskelsen fra disse fund, siger Fiorillo, er, at de samme typer dinosaurer levede i Alaska som i toastierede miljøer længere syd, såsom Montana og endda Texas. Indtil videre har han ikke fundet nogen dinosaurer, der ser ud til kun at have levet i frosne klimaer.
Dinosaurer havde to valg, når vinteren ankom - hårde det eller forsøge at flygte. Spørgsmålet om, hvordan dinosaurier overlevede den polare kulde, er blevet sammenfiltret med det bredere spørgsmål om, hvorvidt de gamle dyr var varmblodede (endotermiske), ligesom moderne fugle og pattedyr, eller koldblodede (ektotermiske), som moderne krybdyr. I et koldt miljø holder endotermer deres krop varme nok til, at musklerne kan bøje og nerver til at fyre ved at generere varme gennem deres stofskifte. Ektotermer derimod opvarmer deres kroppe ved at absorbere varme fra deres omgivelser - tænk på en firben der basker på en klippe. Endotermi er ikke nødvendigvis bedre, bemærker David Fastovsky fra University of Rhode Island. Endotermer har kanten i udholdenhed, men ektotermer har brug for meget mindre mad.
Prisopdagelsen fra Rich's Dinosaur Cove-udgravning antyder, at Leaellynasaura forblev aktiv i de lange polare vintre. En to tommer lang Leaellynasaura- kranium, farven på mælkeschokolade, er tættest på en komplet dinosaurskalle, holdet har fundet. Basen forbliver delvis indlejret i en skive af grå sten scoret af adskillige riller, hvor Kool omhyggeligt udsatte fossil med en fin nål. Nok af knoglen er synlig for Rich til at analysere størrelsen på øjenhullerne. Hypsis havde generelt store øjne, men Leaellynasauras er uforholdsmæssigt store - måske så de kunne fange mere lys under det langvarige grum af polare vintre. Derudover er bagsiden af den samme kraniet brudt for at udsætte en form af hjernen, kendt som en endokast. Rich fandt, at dinosauren havde svulmende optiske lober, dele af hjernen, der behandler visuel information. Leaellynasauras optiske lober er større end dem fra hypsis, der levede i ikke-polære miljøer, hvilket antyder, at det havde ekstra hjernekraft til at analysere input fra dets store øjne.
Tilsvarende har Fiorillo og Roland Gangloff, en pensioneret paleontolog fra University of Alaska, fundet, at den lille kødæder Troodon var meget mere almindelig på Alaska nordhældning end længere mod syd. Troodon kunne have fået en fordel i forhold til de andre kødædende dinosaurier i nord, fordi den også havde store øjne og en heftig hjerne, måske nyttigt til jagt hele vinteren.
Andre dinosaurer kunne have migreret syd om vinteren (eller nord, hvis de boede på den sydlige halvkugle). Rich siger, at hans dinosaurier ville have gjort usandsynlige rejsende. De var små, og et indre hav ville have blokeret deres vej til varmere klimaer. Men Edmontosaurus, fra Alaskas nordhældning, er en bedre kandidat til sæsonbestemt migration. Voksne var på størrelse med elefanter, så de ikke ville have været i stand til at kravle under klipper, når temperaturen faldt. Grove beregninger antyder, at besætninger af Edmontosaurus kunne have rejst mere end 1.000 mil sydpå i tre måneder, ”paleobotanist Bob Spicer fra det åbne universitet i Milton Keynes, ved at amle omkring 1 mil i timen -" gennemsigtig hastighed "for dyr af den størrelse. Storbritannien. En sådan migration ville have ført dem ud af "mørkeområdet" og ind i områder, hvor planter muligvis stadig havde vokset.
For hans del tvivler Fiorillo på det. Han og Gangloff hævder, at den unge Edmontosaurus voksede for langsomt til at have trampet lange afstande. De kunne ikke have holdt trit med en besætning, så dyrene må have holdt sig uanset temperaturer. Denne slags frem og tilbage kan være svimlende, men det er sådan, videnskaben bevæger sig fremad, især inden for paleontologi, hvor forskere må drage konklusioner fra et lille antal ofte fragmenterede fossiler.
Dinosaurierne havde et imponerende løb. De bosatte sig på hvert kontinent, voksede større end nogen andre landdyr og varede i mere end 150 millioner år. Og så forsvandt de. Deres bortgang har skabt mere end lidt spekulationer om dens årsag. Scenarier spænder fra sygdom eller konkurrence med pattedyr til flyby af en hidtil ikke-opdaget ledsager til solen, en slags dødstjerne.
De fleste paleontologer har accepteret en anden udlandsk drab, en asteroide, der var mere end seks miles bred, der soknet Jorden for 65 millioner år siden. Det skarpt et krater mere end 100 miles bredt på hvad der nu er Yucatán-halvøen i Mexico. Ifølge det førende scenarie kastede påvirkningen enorme mængder støv og andet affald i atmosfæren, hvilket blokerede for sollys og sænk Jorden i mørke i uger eller endda måneder. En global katastrofe skete bestemt på det tidspunkt ifølge overvældende fossile og geologiske bevis. Som Fastovsky og Weishampel skriver i The Evolution and Extinction of Dinosaurs, "verdens oceaner var praktisk talt 'døde'", da fotosyntesen af plankton ophørte og marine fødevarer blev opdaget. Dinosaurerne døde, mens forfædrene til nutidens pattedyr, fugle og krybdyr hang på.
Paleontologer er uenige om, hvad eksistensen af polære dinosaurier siger om asteroide-vinter-scenariet. Fiorillo siger, at han er skeptisk til det, fordi "dinosaurer i Alaska havde det godt i forhold som sådan." Han hævder, at klimaændringer forårsaget af forskydninger i cirkulation af atmosfæren og oceanerne sandsynligvis gjorde i dinosaurierne.
Men Rich siger, at livene til polære dinosaurer kan hjælpe forskerne med at forstå, hvorfor dinosaurerne blev udryddet efter påvirkningen. Katastrofen måtte have været lang og alvorlig nok til at dræbe de mørke og koldt tilpassede dyr. "Du kan ikke bare have det [mørke] i en måned og gøre jobbet, " siger han.
Men Fastovsky siger, at polære dinosaurer ikke fortæller os noget om dyrenes død, fordi vi ikke ved, om disse særlige arter endda levede i slutningen af kridttiden. Rich's australske dinosaurier var længe udryddet, da asteroiden ramte. Om dinosaurierne på Alaska nordhældning levede er usikkert, siger han; forskere har ikke fundet nogen fossile lag der lige fra slutningen af kridttiden.
For at polære dinosaurer skal give mere endeligt bevis på dinosaur metabolisme og udryddelse, har vi brug for flere fossiler. I år begyndte Rich at grave på Alaskas nordhældning, hans første. Det er dyre arbejde, og det tog ham 18 år at samle de nødvendige finansieringer til at transportere på et enmotors Otter-fly og snemaskiner, hans feltfest og deres udstyr, som omfattede klippebor, motorsager, jackhammere og sprængstoffer.
Rich og hans forhåndsteam forberedte stedet ved Colville-floden, cirka 375 miles nord for Fairbanks, i slutningen af marts og begyndelsen af april, når temperaturerne synker til minus 40 grader Fahrenheit. De hyrede en miner til at køre en vandret skaft ind i flodbredden lige over et lag af dinosaurfossiler. At arbejde på den tid af året lyder vanvittigt, indrømmer Rich, men det er faktisk lettere at grave en tunnel, når jorden er frossent fast.
I august gik det fulde team med ti medlemmer ind i tunnelen og udvindede fossiler fra gulvet. De sorterer stadig knoglerne, men Rich har allerede identificeret et bemærkelsesværdigt fund: en type pachycephalosaur, en plantespisende dinosaur med en usædvanligt tyk kranium, der kun er fundet en gang før, også i Alaska. Det var muligvis den første kendte dinosaur, der udelukkende levede i Fjern nord, mere bevis på, at de gamle dyr blev udholdt endda de koldeste og mørkeste dage.
Mitch Leslie var en dinosaurfanatiker som barn og studerede krybdier, inden han blev forfatter. Han bor i Portland, Oregon.
Bøger
Dinosaurs of Darkness, af Thomas H. Rich og Patricia Vickers-Rich, Indiana University Press, 2000
Dinosaurs of Australia og New Zealand og andre dyr fra den mesozoiske æra af John A. Long, Harvard University Press, 1998
The Evolution and Extinction of Dinosaurs, 2. udgave, af David E. Fastovsky og David B. Weishampel, Cambridge University Press, 2005
