スーパータイムアンドスペース探偵は、事件を解決し、恐竜の「謎」を一緒に解決するようあなたを招待します

制作：中国科学普及協会

著者: 孫家峰

プロデューサー: 中国科学博覧会

かつて地球を支配していた恐竜は常に人々の好奇心の焦点の一つでしたが、恐竜は6600万年前に絶滅しており、恐竜について学ぶことは容易ではありません。しかし、地質学者は探偵のようなものです。あらゆる恐竜の化石から謎を解き明かし、「謎」を解き明かします。

恐竜の骨の化石を利用すると、恐竜の形態、食性、繁殖方法などを直接研究することができます。しかし、恐竜がどこに住んでいたのか、生活環境はどのようなものだったのか、群れで生活していたのか、単独で生活していたのかなどの情報は、恐竜の骨の化石から直接得ることは困難です。

現時点では、重要な証拠は恐竜の骨格化石ではなく、恐竜の化石が発見された岩層、恐竜の卵の化石、糞便の化石、足跡の化石など、ほとんどの人が重要ではないと考えるいくつかのものである。

恐竜の骨の化石はすべての博物館の焦点です。これらは恐竜の体の構造を直接理解するのに役立ちますが、すべてではありません。恐竜の生息環境を復元するには、さらに多くの材料が必要です。

画像出典: wikipedia

恐竜の足跡はどこにありますか？

上記の内容を探索するには、山東省諸城市という場所に行かなければなりません。山東省諸城市は中国の有名な恐竜化石の産地です。近年、科学者たちはここで、ハドロサウルス類、大型角竜である諸城シノケラトプス（北米以外で初発見）、アンキロサウルス類、コエルロサウルス類、そしてアジア最大級のティラノサウルスである巨大な諸城ティラノサウルスなど、多数の恐竜の化石を発見しました。これらの恐竜の化石に加えて、諸城では大規模な恐竜の足跡の化石も発見されました。

諸城は中国の重要な恐竜化石の産出地域です。写真は、ダイナソーストリームの恐竜化石ギャラリーにある恐竜の化石です。

画像出典：著者提供

これらの足跡化石は主に、漳渚河湾、唐地格荘地域、黄龍溝南部地域の3つの地域に保存されています。足跡化石は恐竜の日常生活における素晴らしい瞬間を保存しており、恐竜の種類、大きさ、数、歩く方向や速度、生息環境に関する情報を提供します。一方、恐竜の骨化石は恐竜の死後の埋葬環境を反映しています。

その中で、黄龍溝の恐竜の足跡化石は世界最大かつ最も有名なものです。諸城市南部の黄花鎮大山コミュニティに位置しています。ここでは約5,000平方メートルのエリアが調査され、さまざまな種類の獣脚類と竜脚類恐竜の足跡が11,000個以上発見されました。彼らは1億年以上前の白亜紀前期中期に生息しており、専門家からは世界でも珍しい地質学的驚異として認められています。

ここの恐竜の足跡が密集しているエリアは、50°の急斜面にあります。斜面全体は硬い岩石層で構成されています。約5,000平方メートルのエリア内に、泥の亀裂や波紋を伴う黄緑色の細かい砂岩の中に存在し、さまざまな形、大きさ、深さの11,0​​00を超える恐竜の足跡が同じ岩層に密集しています。

泥のひび割れとは、乾季に海岸の湿った泥が太陽の光にさらされて乾燥し、ひび割れた跡を指します。それらは岩の中に保存されるでしょう。波紋についても同様です。川底、湖底、海底、海岸の泥や砂は、水の変動により波紋を残し、岩石の中にも保存されます。

黄龍溝の恐竜足跡化石の全貌

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これらの足跡は非常によく保存されており、それぞれの恐竜の化石のつま先、足の裏、かかとがはっきりと見え、柔らかい土の上を人が踏んで残した足跡と同じくらい自然で本物そっくりです。

恐竜の足跡は、大型獣脚類、亜大型獣脚類、小型獣脚類（スカフォドンに類似）、竜脚類など、多くの種類の恐竜のものであり、その中でも小型獣脚類が主なものです。これらの恐竜の化石の足跡の中には、亀やリクガメが泳いでいた痕跡が時折見られます。

黄龍溝の足跡化石（大きな丸い穴は竜脚類の足跡、線状の穴は小型の獣脚類の足跡）

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唐地格荘と張竹河湾の恐竜足跡化石遺跡はともに諸城市の北部に位置し、約1億年前のもので、2つの場所は1キロメートル離れている。

唐地古荘恐竜足跡遺跡は規模が比較的小さく、科学的に重要なものはすべて同じ岩層にあります。ここで、科学研究者たちは28個の竜脚類恐竜の足跡からなる恐竜の回転足跡を発見した。後ろ足の平均長さは約 30 cm で、足跡全体が半円形に分布しており、恐竜の方向転換の全過程がそのまま保存されています。これは世界で初めて発見された恐竜の180度回転である。

これらの足跡は、約 45° の傾斜で同じ層に集中しています。これらは赤紫色の細かい砂岩の中にあり、泥の割れ目、交差層理、雨痕を伴っています。

唐堤格荘恐竜の足跡化石

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張竹河湾恐竜足跡化石遺跡は、石橋子鎮張竹河湾村の東河東岸に位置している。 4 つの竜脚類と 1 つの古代鳥類の足跡で構成されています。その中で、古代の鳥の足跡は特に貴重であり、足跡は同じ角度に集中しており、水平の地層レベルに近いです。

漳渚河湾の恐竜の足跡化石

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恐竜の生息環境を推測するには？

上記の説明は少し退屈に思えるかもしれませんが、探偵が犯罪現場から事件を解決できるのと同じように、地質学者はこれらの岩石層と化石の情報から、当時の恐竜が生息していた環境（乾燥地帯から半乾燥地帯の湖畔）を推測することができます。

この判断は軽々しく下されるものではありません。地質学者の考えに従って少しずつ分析してみましょう。

1. 細粒砂岩は、川、湖、海などの水域の周囲で生成されます。

細粒砂岩は、その名の通り、はるか昔に細粒砂が固まり脱水して形成された岩石です。今日私たちが目にするビーチのほとんどが海、湖、川などの近くにあるのと同じように、地質時代の細かい砂もこれらの場所に現れました。

また、細かい砂岩の岩層に波の跡が残っており、ここが水辺のビーチであることが分かります。既存の地元の地質図やその他のデータの分析と組み合わせると、ここは川や海辺ではなく、湖畔であるという結論がさらに導き出されます。

砂岩は砂でできており、現代の海岸と同じ環境で形成されました。

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2. かつて湖のそばには恐竜が住んでいました。

諸城の化石発掘現場3か所の足跡はいずれも細かい砂岩で発見されており、水平方向の地層、雨痕、泥の割れ目が伴っており、3か所の恐竜が湖岸を歩いていたときに足跡を残したことを示している。

多数の恐竜や鳥の足跡が存在することからも、白亜紀前期にはこれら 3 つの場所に水域があったことが証明されます。恐竜や鳥たちはここの湖を水源とみなし、定期的に水を飲みに来ていました。

さらに、ここは彼らの長期的かつ固定的な活動場所であるべきです。結局のところ、化石を保存するための条件は非常に厳しいのです。すべての足跡が残って化石になるわけではありません。十分な頻度と数がある場合にのみ、化石になる確率を高めることができます。

3. 湖は南側が深く、北側が浅い。

黄龍溝の地層の泥割れ（乾季には浅水域が先に干上がり、底質が露出して泥割れを形成することが多い）は主に北部に集中しており、さざ波は主に南・南西部に発達しており、湖の流域の深水域は南・南西部に位置し、北・北東部は湖岸であることを示しています。

黄龍溝の足跡層の波紋

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4. ここはかつて乾燥半乾燥地帯でした。

これほど多くの恐竜の足跡が保存されているのは非常に珍しい。まず、当然ですが、湖岸の砂が十分に細かく、湿度、粘度、粒度がちょうど良く、無傷で美しい足跡を残すことが求められます。さらに、ビーチの条件が満たされている場合でも、特定の環境条件を満たす必要があります。

恐竜の足跡が形成された後、大雨が降ったり、その地域が洪水になったりすると、まだ乾いていない足跡はすぐに水中に溶けてしまいます。そのため、濡れた地面に足跡がついた後は、乾くまでに一定の時間が必要です。足跡が残っている表面が乾燥して固まり、その後の堆積物に埋もれると、化石が形成されやすくなります。

そのため、足跡は乾燥地域の湖畔、海辺、川沿いなどの堆積環境で保存される可能性が高くなります。

5. 泥の亀裂自体は乾燥・半乾燥環境を反映しています。

砂岩の泥の割れ目も気候条件の兆候です。泥割れは、乾いた割れ目や亀裂としても知られ、海、湖、川の岸辺や低地の一時的な浸水地域でよく見られます。田舎暮らしの経験がある人は、この現象をよく目にします。

これは、水中に堆積した細粒の堆積物（粘土、シルト、泥）または表面の細粒の堆積物が水に浸されて水面上に露出することによって発生します。さらに、乾燥した気候により水分が急速に蒸発し、堆積物が脱水して収縮します。

現代の環境における泥のひび割れ

画像クレジット: ジョナサン・ウィルキンス

泥のひび割れは現代の環境では一般的ですが、地質時代に形成された後は風化や浸食の影響を受けやすく、地表で保存することが困難です。一般的に、地質学的期間における泥の亀裂の出現は、干ばつまたは乾燥と湿潤の環境が交互に繰り返されたことを示すと考えられています。

地質時代の亀裂は、乾燥地域や半乾燥地域の低地で短期的に水が溜まる場所で形成されるためです。短期間の降雨により、低地に水が溜まります。蒸発率が大きいため、水は急速に蒸発し、泥のひび割れが発生しやすくなります。この環境で形成された泥の亀裂は、後期の浸水時間が短く、保存時間が長くなるため、長期間水面上に留まります。

諸城の白亜紀地層の泥の割れ目構造に多数の恐竜の足跡化石が存在することから、恐竜は湖畔の環境に生息し、断続的な干ばつが発生していたと推測できます。

6. 竜脚類の足跡は半乾燥環境によく見られます。

地球規模で見ると、竜脚類の足跡は半乾燥の内陸盆地環境や低緯度の乾燥地域の沿岸堆積物でよく発見され、湿潤な気候の環境ではほとんど発見されません。諸城の3つの化石遺跡で竜脚類の足跡が発見され、当時の諸城はすでに乾燥していたことが示された。空気にさらされた堆積物は、蒸発と脱水収縮により泥の亀裂が生じます。

7. ここの干ばつは時間とともに激化しています。

黄龍溝恐竜の足跡化石は、白亜紀前期中期に莱陽層群の龍王荘層の砂岩で発見されました。大規模測定プロファイル堆積相の分析により、この地域は時間の経過とともに浅い湖の環境から湖畔の環境へと徐々に進化し、水は徐々に浅くなり、気候は乾燥していることが示されています。

足跡レベルの泥の亀裂は、ほとんどが中間層の砂岩に挟まれた薄い層であり、洪水によって干潟に水が溜まったことを示しています。洪水は短期間で引いたため、干潟は長い間露出したままとなった。蒸発率が大きいため、水は急速に蒸発し、泥の亀裂が形成されました。気候環境は季節的に半乾燥から乾燥気候である必要があります。

足跡層の泥の亀裂と比較すると、後の層の泥の亀裂の大きさと範囲は明らかに拡大しており、気候干ばつの程度が激化していることを示している。

H-黄龍溝の足跡層の後期に形成された層の泥の亀裂。 I- 足跡層の泥のひび割れ

画像出典: Journal of Palaeogeography

上記の推論プロセスは、地質学研究におけるほんの一例です。何百年もの間、地質学者は時間と空間を越えてこのような調査研究を行っており、これらの研究は地球の歴史に対する私たちの理解を継続的に深めてきました。

今日では、どんな一般向け科学書でも、過去 46 億年にわたる地球の壮大な進化の歴史について詳しく知ることができます。しかし実際には、あらゆる物語の背後には、一見小さいけれども実に興味深い推論プロセスが存在します。

参考文献:

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[3] 王宝紅、劉永清、クアン・ホンウェイ、王可白、陳淑清、張延霞、彭南、徐環、陳軍、劉海、徐嘉林、王明偉。山東省諸城市唐迪克荘における白亜紀前期後期の恐竜足跡化石の新発見とその意義[J]。古地理学ジャーナル、2013年、15(04):454-466。

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