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山东郯城恐龙足迹化石:被证实的“侏罗纪猜想”

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恐爪龙是《侏罗纪世界2》中的“恐龙战队”,它们聪明、狡黠,长着弹簧刀一般的脚趾,成群结队地觅食,给电影中的人类投下巨大的恐惧。电影中的幻想如今照进现实,2018年6月17日,中美澳恐龙足迹考察队宣布,在山东郯城县发现的恐龙足迹点中,首次找到了小型恐爪类恐龙群居生活的确凿证据,“仿佛在非洲大草原上发现了狼群”。

恐龙“踏”过的农田

唐永刚家的阁楼上摆满化石和恐龙模型

  三年前的冬日,山东临沂郯城县李庄的田间肃杀一片。唐永刚下到三四米深的石塘里,驻足在深深浅浅的石坑前,四下无人,远处的水池波光未见。他头发有些花白,瞄着脚前的一个圆坑向前,又看到两个凹凸不平的痕迹后,他蹦了出去,逐个落在这些痕迹上,跳出数米远。
  “恐龙猎人”唐永刚不是在“跳房子”,而是在模拟恐龙前进的行迹。2018年6月17日,中美澳恐龙足迹考察队宣布那里是一处大型恐龙足迹点。唐永刚一行人的发现是多年考察经验下的一次偶然。
  “有了!”2015年大年初六,唐永刚和同城的化石爱好者柳洋驱车来到李庄。那里属于山东和江苏交界的马陵山区,不但已经发现过多处恐龙足迹化石,李庄的金鸡岭更是出产钻石的胜地。他们当时沿着村路,原本只想寻访一下钻石产地的所在,但当看到路南的田边紫红色的岩层,二位立刻下车。他们知道那是马陵山地区典型的早期白垩纪岩层,唐永刚预感将发现恐龙脚印的遗迹。
周末,柳洋带着孩子到临沂周边挖掘化石

  他与化石的“缘”又一次应验了。下到坑里走了不出十几步,直径六七十厘米的圆形浅坑映入眼帘,四五个相似的坑规律地左右排列,延伸至远方。那是恐龙时代体形最巨大的蜥脚类恐龙留下的足迹,它們与大象的脚类似,全脚掌着地,踩在松软的地上留下一个个圆坑。人的足迹与此相比,就像婴儿穿上了大人的鞋子。而这些圆坑旁边,唐永刚还发现了与霸王龙食性相似的兽脚类足迹,它们小则数厘米,大则三四十厘米,行走时脚趾着地,留下三趾足印。除此以外,又有密密麻麻、每趾都细如树枝的鸟类足迹,以及一组粗看起来只有一个爪痕的印迹,唐永刚预感此处不一般。“地上能看到的每一处隆起几乎都是恐龙足迹,层层叠叠,人站在上面,难以下脚。”
  “天气虽冷,我们却激动得浑身发热,仔仔细细地调查了好几个小时。”田间的这个石塘土层薄,不适合种地,村民40多年前便来此采石盖房子,十几年前富裕些,运来砖才停下。自此,深的地方成了鱼塘,不光养鱼,蓄的水夏天用来种庄稼,浅的地方或晾晒粮食,或荒着,堆放垃圾。唐永刚和柳洋把化石上的杂草、泥土简单清理,在不到10亩的地里,至少出现了300多个足迹化石,“鱼塘里也能看到,有的足迹一半在地上,一半泡在了水里”。
  首次发现后,唐永刚与临沂大学地质与古生物研究所的老师们隔三差五就到地里调查,拿着扫帚扫掉坑上的土,拍照完后,再把土扫回去。“当时石塘南边的村正在搬迁,人来人往,有村民问我们在干什么,我们就说是来找钻石或钓鱼玩儿的。”唐永刚二人始终没有声张,足迹化石中的沉积物大多没有剥落完全,形状不规则,村民分辨不出,他们生怕村民知道后,因好奇来踩踏,甚至引来外面的化石贩子把足迹抠走。
  直到2016年,村民搬得差不多了,唐永刚联系中国地质大学邢立达副教授来此考察。“他给我发照片,起初看到蜥脚类的足迹,因为太普遍,我没太大兴趣,但类似一趾的足迹引起了我的注意,仔细辨认后,我发现那是两个脚趾印。”邢立达师从《侏罗纪公园》主角哈德蒙博士的原型、顶级恐龙学家菲利普·柯里教授,十几年前就开始在全世界发掘恐龙足迹化石。他知道两趾的脚印属于恐爪龙,“脚上弯起的钩子不着地,就留下两个趾印,在形态完好的化石上,还能看到立起的爪子末端圆肉垫的痕迹”,在所有恐龙足迹里十分罕见。
李庄以东,山东与江苏交界的麦坡断裂带

  他多次找到唐永刚,考察现场,在2017年4月正式发掘。外面人来得次数多了,有一次还有个金发碧眼的外国记者,村民发现了个中异常。唐永刚知道没必要再隐瞒,告知县里,政府派人在石塘边看管,村里人知晓真相后,并没有出现唐永刚担心的情况。他们早已对那些石坑和褶皱司空见惯,一直认为只是牛羊踩出的印记,或是自然沉降的结果。
  “有些圆坑被村民用来烧垃圾,里面已经黑了。我们给化石清理杂草和泥土时,村里有的小孩就往坑里倒水,放蝌蚪。”邢立达等人带着凿子、扫帚和粉笔,将布满凹坑的土地丈量一番,然后凿掉坚硬的土层,露出明显的足迹化石,测量、拍下每一个足迹,之后用粉笔在化石上标记。最后,用塑料薄膜把所有清理好的足迹盖住,在薄膜上描出足迹的轮廓,标明编号,各自行进的方向。深浅不一、奇形怪状的石坑终于在村民眼前,呈现为错综复杂的行迹图。
巨大的兽脚类恐龙足迹化石

  科研人员把行迹图拿回实验室研究,用拍好的照片将个别珍贵的足迹化石制成三维模型。邢立达等人发现,相比其他足迹点一般只有三四种足迹化石,这里有7种,“说明此地的生物多样性非常丰富”。他们测算趾印与体长的比例,“还原”出一处白垩纪时期的水畔旁的生态场景。从最小身长只有50厘米,至最大达4米的食肉恐龙,穿梭在体长10米左右的大型食草恐龙身旁,周围的水边,古鸟成群地觅食。
  其中,两趾的恐爪龙足迹最为重要。70个七八厘米长的足迹分成四道,始终保持平行,这些体长约1米的小型食肉动物并列前行,呈现出典型的群居特征。“此前在山东发现过大型驰龙并行的足迹化石,但那就像是非洲大草原上的狮群。”邢立达说,“这次是在狮群之下,发现了狼群。”

探寻“活生生的化石”


  恐爪龙脑量大、智商高,长满锋利的牙齿,有一双钩子般抬起的脚爪,个头儿普遍不大,而几乎全身披满羽毛,与鸟类关系很近,可以看作是鸟类的始祖。《侏罗纪世界》中迅猛龙的类似特征,源于科学家从骨骼化石里获得的信息。但它们能跑多快、是否群居、与其他恐龙如何互动,却是恐龙死后的骨骼化石难以解决的。
  “只要有三个连续的足迹,测量它们的距离,就能测算出它们的行进速度。”邢立达得出恐爪龙每秒能跑2.4米的结论轻而易举。若发现数条足迹并列,且包含各个年龄段,又朝向同一方向,就能基本断定此类恐龙是群居生活。“这些只有‘活生生的化石’才能办到。”
临沂周边5亿年前的三叶虫化石

  足迹化石并不稀少,早早走入了人类视野。“一匹马一天至少可以走6000步,若它每步都留下足迹,一天能留下2.4万个足迹。按此类比,一只恐龙一生能够留下多少足迹?”邢立达说,足迹化石一经发现,往往成千上万。而古人并不知道恐龙的脚印,他们把偶然发现的足迹当作神迹,“蜥脚类的足迹在藏民那里,被认为是他们史诗中的英雄格萨尔王的马蹄印”。
  世界上最早对恐龙足迹的记载是在1802年的美国康乃狄克河谷。当地的小孩犁地时,在红色岩石上发现了几个三趾足迹,他们以为是《圣经》里诺亚放出的乌鸦留下的,直到19世纪中叶,古生物学家确认这些脚印为恐龙足迹。20世纪以后,越来越多的恐龙足迹被发现。如今,“大多数产恐龙骨骼化石的地区都发现了恐龙足迹化石,”中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员徐星告诉我,“美国、德国、中国、韩国都是足迹化石的重要产地。”
  “在西班牙的一个盆地,有一道15米长的恐龙行迹,两列12个交替的足迹,抓印由完整的三个爪印,逐渐变少,最终只留下爪子前端的刮痕。足迹学家由此知道,那里曾是一个湖泊,足迹的主人跳入湖里,后腿不停地用‘狗刨’的方式划动着,趾尖刚能触到湖底,头和尾巴可能都露在水面上。”邢立达一头短发,双眼炯炯有神,他自小痴迷恐龙,如今的办公室被恐龙的模型和化石占领。原本他热爱骨骼化石,曾发现了世界上第一块琥珀中的恐龙,但当天领略到恐龙足迹里“鲜活”的冲击,也加入到研究足迹化石的行列。
  上世纪20年代,中国恐龙足迹化石研究起步,七八十年代奠定基础,邢立达加入后,陆续描述了约50个足迹点。在电脑里的地图上,他把所有已发现的足迹点都标注出来,有100余处。四川、云南、内蒙古、甘肃等地足迹点比较集中,而山东至江苏北部,庶几被红色的标签填满。“山东省的足迹化石主要集中在白垩纪早期,距今约1亿年。”
  “侏罗纪”系列的电影虽名为“侏罗纪”,但其中大都是白垩纪时期的恐龙。白垩纪早期是地球历史上地质变化最强烈的时期之一。“古大陆分崩离析,各地发生强烈的海底扩张和频繁的火山活动,温室气候形成,地球温度升高。”邢立达告诉我,巨大的环境变动迫使当时的生物不断适应,“这个时期成为恐龙演化史上最具多样化的阶段之一。”
  1亿年前的地层往往深埋地下,钻探石油时才会偶然触及,“但在山东没有这么深,李庄这里更是四五十厘米下面就是白垩纪地层”。邢立达在谷歌地球上向我展示李庄以东的麦坡断裂带,卫星地图有如刀切一般,左右两边岩石的颜色截然不同,偏红部分便属于白垩纪。沿此向南,直抵长江,向北穿过马陵山,直至黑龙江,是纵贯中国大陆东部的郯庐地震带。“距离地表很浅的恐龙化石基本就在它上面,如此分明,举世罕见,尤以郯城在内的沂沭断裂带最为典型。”徐星研究員介绍,“山东诸城黄龙沟足迹点,有世界上数量最多的单体足迹。”
  唐永刚与柳洋等民间力量,成为地方探寻足迹化石的中坚。“我们沿着谷歌地图去实地找。”唐永刚画家出身,写生时捡到化石,心生爱慕,自己买书学习,逛遍国内所有的恐龙博物馆,在中国化石爱好者聚集地的化石网,成为知名版主。小他10岁的柳洋被唐永刚的帖子深深吸引,加入“化石猎人”的行列。2009年,唐永刚与邢立达一起考察恐龙足迹化石,被足迹背后的鲜活生态折服,又发现自家门口的资源尤为丰富,投入其中,把柳洋也拉了进来。“柳洋是我的‘御用司机’,我们周末没事就出去,把山东都跑遍了。”
  如今面对李庄的重大发现,唐永刚左右为难,既怕媒体关注过大,引来无意的破坏,又希望借媒体的力量,能吸引资金,用开发的方式把足迹点保护起来,他们已见过太多悲剧。

足迹化石保护,最好与最坏的时代


  自全国的媒体轮番报道后,石塘四周围上了挂着彩旗的绳子,旁边竖起“恐龙足迹保护”的告示,村里派人坐在田埂上看守,大喇叭里放着农村的秧歌。负责照看足迹点的村干部王顺见到往来不息的媒体,分外激动。
李庄足迹点在雨后成为一个个水坑

  “全国最大的两个钻石都在我们这儿发现的。以前谁家地里都能找到钻石,下雨后地里亮晶晶的,一天捡个十七八块完全不是问题。”王顺说,五六十年代时,村民们拿钻石换粮食,后来挖的人越来越多,近些年来,已所剩不多。恐龙的足迹化石成为他们新的谈资和期盼。唐永刚带着记者来现场讲解,王顺站在一旁,他也学会了唐永刚跳跃着判断足迹的方法。
  今年大旱,唐永刚带本刊记者来到现场时,鱼塘里的水已全部抽干。他下到池底,又发现众多足迹,据他估计,整个石塘出土一两千个足迹不成问题。跟着他的村民现学现卖,也七嘴八舌地辨认起来。“给我两个亿,我们把它们全都清出來!”村民们肆意地开着玩笑。
  远在北京的邢立达却笑不出来。“即使把所有的足迹化石都清理出来,可能最珍贵的足迹,还是现在发现的这几个。而恐爪龙的足迹很薄,十分脆弱。”况且,距邢立达一行人来李庄考察,已一年有余,蜥脚类足迹化石里,又长出了杂草。“草根往石头缝里钻,就会把化石的边缘崩掉,趾头的形状就被破坏了。”他记得上世纪80年代时,考古队在与郯城接壤的东海县发现了恐龙足迹化石,最大一个足迹长82厘米,当时被认为是中国最大的恐龙足迹。然而,他20年后再去原地考察时,记录中的足迹已被农田覆盖,“行迹破坏殆尽,只找到残缺的一块”。
  然而,只保护个别的足迹化石,并不科学。恐龙在水畔留下的足迹被晒干后,经过风、雨的侵蚀,慢慢被沉积物填充。待外来沉积物流失,足迹内的沉积物已经成型,石化作用就此开始。当足迹专家发现它们时,能够挖出凸形的足迹,在现场留下凹型足迹。不过,足迹内的沉积物往往也会剥落,如此,便只能清理出凹陷的足迹。而抠出单个足迹,不但可能会损坏化石,且足迹化石的知识大多来自彼此间的关系,单一的个体,研究意义不大。
  保护足迹化石的最好方法是就地保护,但这与足迹化石的发现,几乎成为难以调和的矛盾。
  “近年来足迹化石很火,主要得益于当今这个大修大建的时代。”邢立达说,很少有人主动挖化石,基本都是挖矿、盖房、修路时,碰巧挖出的。化石的下场如何,可想而知。他自2007年开始考察国内的足迹点,就建立了全国范围内监测化石信息的“哨所”,他们获取唐永刚等地方力量的消息,或是在各个平台搜索关键词,探知挖掘化石的风吹草动。“我知道消息后,自己在48小时内一定要赶过去,辨认、拍照,做抢救性的保护。”
  他难以忘怀之前的一次惨痛经历。四川大凉山的一处铜矿开采时,在1500平方米的岩石斜面上,暴露出数百个足迹化石,在2013年时被发现。邢立达通过游客拍的照片,判断那里的足迹至少有上千个,其中有中国第一个恐龙掉头的痕迹。当他准备赴现场考察时,却得知岩壁已经塌方。“我看到一张岩壁中间碎成渣滓的照片,渣滓下有一台挖掘机。”他想着岩壁两侧的足迹尚且完好,可来到现场,“全都没有了。”
在现场清理足迹化石的邢立达

  相较于此,李庄的足迹点幸运无比。不但周围是农田,而且地形平坦,有一二百亩都是紫红色的白垩纪岩层,挖出大量足迹化石的可能性很大。邢立达知道,山东已建了许多地质公园和恐龙博物馆,但不少地点位置偏远,难吸引游人,县里的财政也独木难支。“不过,李庄这里离国道近,若大面积开发,在足迹点建起栈道,将特色的足迹框进屋里,把相应的恐龙骨架放在上面,游客一目了然,保护和科普结合在了一起。”邢立达设想宏大,他把韩国固城郡的恐龙博览会视作标杆,“那里是世界三大恐龙足迹化石产地之一,它们的恐龙博览会相当于恐龙界的世博会,每次举办都会网罗世界各地的恐龙新发现。”
  回到李庄的现实。“明天我就让吊车搬来个集装箱,装上空调,做个野外办公室!”县里的规划未定,王顺期待着看守的工作能带来一份工资。村里的年轻人开着抖音,跨过围栏,好奇地在足迹旁走来走去。他们尚不知道,这些疙里疙瘩的石坑,将对他们意味着什么。 (文中王顺为化名)

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