1822年,幾顆不經(jīng)意間暴露的牙齒化石
劃破遠(yuǎn)古恐龍時(shí)代沉重的天幕
從此,恐龍成為這個地球上最為神秘
最具遐想的遠(yuǎn)古生命
我們在博物館里可以再次目睹這些史前霸主的昔日雄姿,那眼前的這些地球霸主是怎樣被發(fā)現(xiàn)、發(fā)掘的,又是如何“站立”起來、走進(jìn)博物館的呢?
下面我們就跟隨科研人員去看一看犍為樂山龍是怎么被送到博物館的~
恐龍從挖掘到展示的過程有6個步驟:
找化石→挖化石→修理保護(hù)→研究命名→復(fù)原裝架→陳列展示
巖石一般分為三類:巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。由于巖漿巖和變質(zhì)巖條件不利于化石的保存,所以化石只會保存在沉積巖中。
恐龍是一類生活在中生代(距今約2.3—0.66億年前)的陸生爬行動物,因此我們只能到中生代陸相沉積地層中去尋找恐龍化石。
沉積巖底層剖面(北票)
沉積巖底層剖面(鷹潭)
2006年8月,樂宜高速的施工正在如火如荼地開展,由于樂山市犍為縣部分村民的居住地處在樂宜高速公路的計(jì)劃施工地點(diǎn),村民們紛紛響應(yīng)政府的號召,重新修建新房。
村民在平整地基的過程中發(fā)現(xiàn)了一些與四周不一樣的巖石,于是向上級政府匯報(bào),四川省考古研究院前來調(diào)查處理,初步認(rèn)為這些可能是恐龍化石。
在2007年5月,專家進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)查,通過對當(dāng)?shù)氐貙幽甏ㄍ碣_世上沙溪廟組)和骨骼特征觀察,確它們就是恐龍化石。
在隨后的一段時(shí)間里,科研人員一直在精心準(zhǔn)備現(xiàn)場的發(fā)掘工作。
這是一次難度很大的發(fā)掘:環(huán)境差、風(fēng)化快↓↓
但由于化石發(fā)掘點(diǎn)比較偏遠(yuǎn),交通不便,而且路況很差,這給我們的發(fā)掘工作增加了不少難度。為了節(jié)省時(shí)間,加快發(fā)掘進(jìn)度,發(fā)掘隊(duì)一行決定駐扎在化石發(fā)掘點(diǎn)附近的農(nóng)民家里。
發(fā)掘現(xiàn)場的環(huán)境
簡易的保護(hù)棚
本次的發(fā)掘現(xiàn)場雖然與往常一樣,用磚頭、竹竿和塑料薄膜搭建了簡易的保護(hù)棚,但由于化石發(fā)掘現(xiàn)場暴露地表的時(shí)間較長,并且沒有任何保護(hù)處理,化石表面和圍巖都出現(xiàn)了不同程度的風(fēng)化現(xiàn)象。
恐龍化石出露面積10平方米左右,埋藏現(xiàn)場可以看到散亂保存的脊椎骨、肋骨和少量肢骨,從骨骼形態(tài)初步分析應(yīng)該是一具中等大小的肉食性恐龍。
裸露的化石
化石不是隨意挖掘的(加固、編號、測量、繪圖、分塊、包裝,每一項(xiàng)都很講究)↓↓
我們需要對化石進(jìn)行了加固保護(hù)、照相編號、測量記錄及繪制埋藏圖等工作,然后再準(zhǔn)備正式采集取出化石。
開鑿溝槽
取出化石之前,我們會將這10平米左右的范圍根據(jù)圍巖的自然裂縫或化石關(guān)聯(lián)情況將其分成若干塊,并用打濕的軟質(zhì)紙放在化石表面,然后用石膏固定,使化石、圍巖和石膏形成一個整體的皮勞克,這樣既能保證化石完好無損地全部取盡,又能保證運(yùn)輸過程中化石的安全。
標(biāo)本皮勞克
取化石的時(shí)候要本著先易后難、先小后大、先外后中的原則進(jìn)行操作。最終,這次現(xiàn)場發(fā)掘出的化石全都安全運(yùn)回博物館。
東風(fēng)小貨車運(yùn)輸化石標(biāo)本
恐龍化石是一種非常特殊的地質(zhì)遺跡,因?yàn)樗坏┏鐾梁?,在露天條件下很容易受被自然風(fēng)化。
所以,對出土的恐龍化石進(jìn)行保護(hù)就尤為重要和迫切。
從野外采集回來的恐龍化石,在研究和陳列之前,必須要把附著在化石外面的巖石徹底清除干凈,恢復(fù)骨骼的本來面目,這個工作就叫化石修理。
滑動了解“化石修理”
化石修理是一項(xiàng)非常重要而細(xì)致的工作,標(biāo)本修理的好壞直接影響到研究工作的深度和陳列展示的效果。
修理化石的方法有物理方法(手工修理和機(jī)械修理)和化學(xué)方法兩大類,我們一般根據(jù)化石和圍巖的成分采用合適的方法開展工作。目前對恐龍化石的修理基本上都是采用手工和機(jī)械相結(jié)合的修理方法。
剛剛從野外采集回來化石,我們先用手工修理進(jìn)行皮勞克的開包,大面積圍巖的除去工作,這被稱作化石的粗修。
接近化石的四周時(shí),我們用電動或氣動雕刻筆進(jìn)行仔細(xì)地修理,這也被稱作化石的精修。
對于特別細(xì)小的標(biāo)本(如:恐龍的胚胎、羽毛等)則需要在顯微鏡下進(jìn)行修理,這也被稱作顯微修理。
滑動了解“化石修理”
現(xiàn)在,我們就開始對這次野外采集回來的化石進(jìn)行修理工作↓↓
首先,粗修:將皮勞克外層的石膏清除,將化石周圍大片的圍巖剔除掉,使化石的輪廓全部清晰可見。
然后,精修:對化石附近的薄層圍巖慢慢進(jìn)行清理,直到圍巖全部清除干凈,化石完整暴露出來。
經(jīng)過三位工人師傅近2個月的辛苦勞作,本次發(fā)掘采集回館的這具骨架已經(jīng)露出真容,共修理出1個不完整的頭骨,7個頸椎,12個背椎,5個薦椎,2個尾椎,左右脛骨,右腸骨、左恥骨、左股骨各1塊以及部分掌骨、指骨、蹠骨和趾骨。
修理后的部分化石
這是一具比較完整的肉食龍成年恐龍骨架。
對于修理完的恐龍骨架,研究人員就可以進(jìn)行研究命名了。
給恐龍命名可不是拍腦袋想出來的(基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、形態(tài)描述、對比同類型標(biāo)本,哪一項(xiàng)都得有專業(yè)功底)↓↓
現(xiàn)在對古生物的研究命名主要采用分支系統(tǒng)方法,但是傳統(tǒng)的形態(tài)描述和比較研究是基礎(chǔ),恐龍骨骼的許多基本性狀還是通過形態(tài)觀察得來的。
對于這次修理出的骨架,我們采用傳統(tǒng)形態(tài)描述和比較研究的方法,首先是測量所有保存標(biāo)本的大小尺寸,收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù);然后仔細(xì)觀察標(biāo)本的特征并對所要表現(xiàn)的特征進(jìn)行拍照,再根據(jù)觀察到的特征進(jìn)行形態(tài)描述,并對比同類型的其它已知標(biāo)本,最后根據(jù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)和特征的對比結(jié)果進(jìn)行分類命名。
對本次發(fā)掘的犍為樂山龍化石的命名就經(jīng)歷了一波三折。
本次犍為標(biāo)本從保存的脊椎和長骨氣腔化或中空等特征將其歸入獸腳類(Theropoda)恐龍。
從頭骨的特征(頂骨后側(cè)部的橫向頸嵴發(fā)育和副枕突極度向后側(cè)方伸展,以致于超過枕髁的最后點(diǎn))說明它是一個異特龍超科(Allosauriodea)的成員。
而根據(jù)地層時(shí)代和骨骼特征表明犍為標(biāo)本與中國盜龍科關(guān)系密切,可歸入中國盜龍科。
那到底是異特龍超科呢?還是中國盜龍科呢?
都不是,它是一個新的屬種!
由于犍為標(biāo)本的頭骨、脊椎和肢帶骨的特征與中國盜龍科的中華盜龍屬(Sinraptor)區(qū)別也比較明顯,故建立一新屬新種——犍為樂山龍(Leshansaurs qianweiensis gen.et sp. nov)。
接下來我們將樂山龍與產(chǎn)于四川盆地同時(shí)期的永川龍(Yangchuanosaurs)進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)它們之間在個體大小、頭骨和脊椎特征、肢帶骨的比例等方面均存在顯著差別,這也進(jìn)一步驗(yàn)證了建立樂山龍屬的可行性。
至此,本次犍為標(biāo)本的研究命名工作基本完成。
我們平時(shí)看到的恐龍都是架設(shè)起來擺放的,這是怎么實(shí)現(xiàn)的呢?
這就必須把恐龍骨骼缺失的部分補(bǔ)齊,使它成為一副完整的恐龍骨架,這個工作就是化石的復(fù)原。
復(fù)原工作主要包括兩方面:缺失部分的模型制作和給模型上色使之與化石渾然一色。
復(fù)原工作一般遵循左右對稱,前后協(xié)調(diào)的原則
從修理出來的樂山龍標(biāo)本看,頸椎(缺失3節(jié))、背椎(缺失2節(jié))薦椎(缺神經(jīng)棘)和后肢(缺右股骨)基本完整,缺失較多的部分是頭骨、尾椎、肩帶、腰帶、四肢和脈弧。
我們需要通過塑形(橡皮泥或粘土塑一個缺失部分的原型)、制模(利用原型制作模具)和翻模(用模具翻制模型)等工序?qū)θ笔У牟糠诌M(jìn)行復(fù)原。
對缺失較多的部分,我們既要參照本身已有的標(biāo)本,又要參考與它親緣關(guān)系最近的屬、種的標(biāo)本,這樣才能保證復(fù)原展品的科學(xué)性。
樂山龍的頭骨、肩帶、腰帶、尾椎和前后腳主要參考中華盜龍屬(Sinraptor),前肢和脈弧主要參考異特龍(Allosaurus)并經(jīng)過塑形、制模、翻模來完成所有缺失部分的復(fù)原工作。
這樣,有了一副完整的骨架就可以讓恐龍“站立”起來了。
形態(tài)設(shè)計(jì)
恐龍骨架的組裝,是以動物解剖學(xué)知識為依據(jù),一般要經(jīng)過以下幾步:
首先,由研究人員根據(jù)樂山龍生活時(shí)的典型特點(diǎn)提出裝架姿態(tài)的要求,按一定比例描繪在圖紙上形成裝架圖,作為組裝工作的依據(jù)。
然后,裝架工人按照圖紙制作出支撐恐龍骨架的鋼鐵支架。它包括墊襯脊柱的鋼梁、固定四肢的鋼架和承受全部重量的鋼柱。
裝架施工
最后,從恐龍身體重心部位開始將所有標(biāo)本一一按照圖示放上去,并用適當(dāng)?shù)慕饘偻泄抗潭ā?/span>
顯露真容
上述幾步相繼完成后,一副完整的樂山龍龍骨架就真正的“站立”起來了。
站立起來的恐龍骨架,是科學(xué)真實(shí)的藝術(shù)再現(xiàn)。博物館的恐龍陳列不是簡單的展品堆積和擺設(shè),而是通過一定的展示形式把展品所攜帶的科學(xué)信息和重要價(jià)值最好地表現(xiàn)出來。
例如,對于樂山龍的陳列展示,我們就設(shè)計(jì)成“生死時(shí)速”這樣的主題組合。一條犍為樂山龍張開血盆大口正在拼命地追趕一條鴻鶴鹽都龍。
犍為樂山龍正在拼命地追趕一條鴻鶴鹽都龍
其實(shí)這個組合已經(jīng)將展品的科學(xué)信息完整地呈現(xiàn)出來:犍為樂山龍是具肉食性恐龍,頭較大,牙齒呈匕首狀,前肢退化,后肢強(qiáng)壯,富有攻擊力;鴻鶴鹽都龍是具鳥腳類恐龍,頭小,牙齒呈葉狀,脖子和軀干稍短,前肢細(xì)小,后肢相對很長,尾巴極長,是一個行動敏捷的恐龍。
同時(shí),展品還能在數(shù)字技術(shù)的支持下“活”起來。這樣一個“有血有肉”的恐龍就與你見面啦。
我們在博物館里看到的恐龍化石原來經(jīng)歷了這么復(fù)雜的過程。科研人員的挖掘和研究,加上陳列展示人員的設(shè)計(jì),才能讓我們看到了一個史前的生物盛況。
所以,參觀展覽時(shí),我們不僅要觀看和體驗(yàn),更重要的是要學(xué)習(xí),同時(shí)一定要愛護(hù)標(biāo)本哦~
作者江山,系四川省自貢恐龍博物館科研人員。