英国苏格兰天空岛的恐龙“大脚印”

陈新宇,Paige DePolo,Steve Brusatte,张华川,Martin Qvarnstrom,3

1.自然资源实物地质资料中心

2.英国爱丁堡大学地球科学学院

3.瑞典乌普萨拉大学生物系进化生物学中心

从古脊椎动物学角度来说，英国苏格兰高地的天空岛恐龙脚印是非常特别的，它们是大约1.68-1.70亿年前中侏罗世在这里行走恐龙留下来的脚印化石。天空岛发现的众多恐龙脚印化石是目前英国已知的为数众多的恐龙足迹动物群之一，具有很高的国际知名度。

海边沙滩上的神秘脚印

恐龙的足迹化石主要分为：兽脚类恐龙足迹化石、蜥脚类恐龙足迹化石、鸟臀类恐龙足迹化石，等等。天空岛上的几处恐龙脚印化石点中，比较著名的有两个：位于斯塔芬镇（Staffin）海滩附近的兄弟角（Brothers’Point）和位于杜图姆城堡（Duntulm Castle）附近的杜图姆角（The Duntulm Point），这两处恐龙足迹都在海边潮间带的裸露岩石上，沿各个方向均有分布，大部分为水平产状，足迹化石形状各异。

杜图姆角（The Duntulm Point）的大部分足迹是蜥脚类足迹，它们是与雷龙有关的巨型食草动物。粗略看起来，它们没有什么特别之处——之前没有地质学家认为它们值得观察和研究，尽管许多人参观过该处。这些足迹中的大多数看起来就像潮汐池，岩石表面的圆形凹陷。其中一些脚印被另一块石头填满，并伸出地面。一些正面的凸起脚印显示了四个短的突出部分，显然是脚趾。这些脚印的直径通常在40到70厘米之间。只有一种恐龙会留下如此巨大的四趾脚印——一种长颈、以植物为食的恐龙！人们意识到发现了一个覆盖着脚印的地层，上面有几个可识别的痕迹（即动物行走时留下的一排脚印）。这些痕迹相互交错，表明这些恐龙当时在它们的环境中漫步着。兄弟角（Brothers’Point）的足迹主要包括蜥脚类和兽脚类。科学家发现，在天空岛，蜥脚类动物的足迹出现在沿海潟湖沉积物中，而兽脚类恐龙的足迹多出现在史前滩涂中，这是恐龙足迹与古环境之间相关性的表现之一。

英国天空岛化石产地的自然风貌

左上图：兄弟角（Brothers’ Point）的兽脚类恐龙足迹化石（相机镜头盖直径5cm，摄影：Davide Foffa）；左下图：兄弟角（Brothers’ Point）的剑龙行迹（左侧是足迹的图片，右边是它们的线图，引自dePolo，2017年）；右上图：兄弟角（Brothers’ Point）的蜥脚类恐龙脚印化石（摄影：Davide Foffa）；右下图：杜图姆角（The Duntulm Point）的蜥脚类恐龙足迹化石

在许多情况下，足迹化石形成地上的沉积物具有分层性。恐龙的脚踩在沉积物上后，会堆积较低的一层或几层，并使较低的岩层也有脚印痕迹。沉积层的弯曲表明这些恐龙重量巨大！沉积岩石形成后，在脚印下形成的脚印称为虚幻脚印。

兄弟角（Brothers’Point）分布的恐龙足迹多种多样，包括蜥脚类、剑龙类、鸟脚类和兽脚类。我们通过观察剑龙用四条腿行走（因此它们的足迹是两排脚印）并观察后脚上的三个脚趾来识别剑龙的足迹。兽脚亚目动物和鸟脚亚目动物的脚印都有三个脚趾，但兽脚亚目动物的脚趾往往长、窄、尖，而鸟脚亚目动物的脚趾短、宽、钝。如在杜图姆角（The Duntulm Point）所见，蜥脚类动物在潟湖岩石中行走，而其他所有恐龙都沿着陆上泥滩行走。

恐龙足迹提供了对古代恐龙生态学、行为学研究的有利证据，古生物学家可以根据动物的足迹推断出它们的生存状态和移动路径。通过运用足迹化石学，即对动物“标志”的研究，我们可以将经过足迹的已灭绝的生物的身份信息、分类特征和生物学的其他要素整合在一起。

斯塔芬恐龙博物馆外观

除了提供恐龙生活的视角，恐龙足迹还有助于科学家了解侏罗纪时期天空岛上恐龙的多样性，这些发现填补了当地恐龙足迹化石的空白。

天空岛——苏格兰的恐龙岛

从地质学角度来看，天空岛由一些非常古老的片麻岩组成，形成年代距今28亿年左右，也有2亿多年前的三叠纪岩石，在那个时候天空岛是一片广阔沙漠的一部分。

由于在这里发现的化石相对丰富，天空岛被昵称为“苏格兰恐龙岛”。天空岛上的恐龙骨骼和足迹丰富，它们也是对比研究英国本土其他地区同时代爬行动物的关键证据。

众所周知，中侏罗世是一个充满活力的时代，那时存在几个主要的恐龙类群，同时也是两栖动物、爬行动物快速发展的时期。天空岛的脊椎动物化石对全球古生物学的贡献是关键的，因为这些发现有助于填补中侏罗世时期相关研究的空白。

天空岛还发现了包括鲸龙、剑龙等食草恐龙骨骼，甚至还发现了部分的食肉恐龙的化石材料，包括一块孤立的脊椎骨和一颗兽脚亚目牙齿。随着对鱼类化石、鱼龙、鳄龙、翼龙和小型哺乳动物的最新研究，人们对天空岛脊椎动物群的了解正在逐步加深。在1.65亿年前的中侏罗世时期，英国苏格兰地区和北美地区共同处于更大的劳伦大陆中，因此，该时期天空岛的化石和北美地区化石群类似，当时天空岛的大部分地区位于温暖的浅海之下。

当时的气候类似地中海式气候，苏格兰位于赤道以北，即今天的地中海所在的位置。当恐龙沿着现在的斯塔芬镇（Staffin）海滩行走时，这里可能是一个布满沼泽的河口，同时也是记录恐龙脚印的理想地点。沙滩上的恐龙脚印固结后，被干燥的沙子填满，随后被上覆的沉积地层挤压，这样脚印就保存在岩石里。

今天，我们能够在1亿多年前恐龙行走过的地方行走，并且能发现它留下的脚印，真是令人惊奇！

苏格兰恐龙首都的博物馆

斯塔芬恐龙博物馆收藏着国际知名的恐龙化石。它是由杜加尔德·罗斯在1976年创立的。他在该地区发现的恐龙脚印包括兽脚类恐龙足迹化石、蜥脚类恐龙足迹化石、鸟臀类恐龙足迹化石。

天空岛的许多恐龙足迹印痕只是作为浅坑被保存下来，但与围岩相比，其他印痕更容易被侵蚀掉。之前在天空岛上发现过相当多的恐龙脚印，但大多数都是松散的，有些可以在斯塔芬博物馆看到。