Paleontologen graven nog steeds in de oorsprong van de 'Chinese Pompeii' / ernstige week

Wanneer iets sterft, zorgt de natuur ervoor dat de resten niet intact blijven. Microben eten weg in het zachte weefsel en wind, regen, rivieren, oceanen en aaseters schuifelen rond de harde delen van het lijk. Als eonen voorbijgaan, kunnen deze skeletachtige segmenten versteend raken, maar het blijven gebroken puzzelstukjes van een puzzel die vaak niet helemaal opnieuw samen kunnen worden samengevoegd.

Maar ongeveer 130 tot 120 miljoen jaar geleden, in wat nu het noordoosten van China is, gedroeg de natuur zich heel anders. Het was toen, tijdens het vroege Krijt, dat er een reeks cataclysmische gebeurtenissen plaatsvond, die ervoor zorgden dat een enorme verzameling planten en dieren, waaronder veel dinosaurussen, in vrijwel dezelfde staat achterbleven waarin ze zaten toen ze nog leefden.

Deze vaak volledig of tenminste gedeeltelijk verbonden fossiele skeletten zagen eruit alsof ze in de tijd bevroren waren. Velen van hen behielden nog steeds zachte weefsels, van spieren tot huid. De opmerkelijke staat van bewaring op deze locatie, officieel bekend als de Jehol Biota, heeft ertoe geleid dat enkele onderzoekers en journalisten de site de 'Chinese Pompeii' hebben gedubbeld.

Het ware verhaal achter deze fossiele cactus, die 10 miljoen jaar beslaat, is echter ingewikkelder dan deze opvallende naam die je zou doen geloven. Zelfs vandaag de dag weten experts nog steeds niet helemaal zeker wat een van de belangrijkste paleontologische sites op aarde is.

Hoe in de wereld waren deze fossielen zo goed bewaard gebleven?

Historische gegevens zijn vaag over de datum waarop deze belangrijke fossielenbanken voor het eerst werden ontdekt. Maar we weten dat ze tijdens de late 19e en vroege 20e eeuw de aandacht van een paar fossiel verzamelaars hebben getrokken.

Het was echter een reeks belangrijke artikelen, waaronder een aantal gepubliceerd in Natuur en Wetenschap in de jaren negentig oogstte dat de site bredere aandacht van de wetenschappelijke wereld. De kranten beschreven zorgvuldig de inhoud van de gesteentelagen en onthulden een aantal verbazingwekkende fossielen. De lagen zijn sindsdien duizenden afzonderlijke soorten bevatten, waaronder vissen, kikkers, schildpadden, vogels, niet-aviaire dinosaurussen, pterosauriërs, salamanders, planten, zoogdieren, insecten en meer.

Dankzij geologische aanwijzingen achtergelaten in de fossiele bedden, werd vastgesteld dat deze organismen leefden in een weelderig, gematigd, jungle-achtig of zwaar bebost gebied door een reeks meren. Deze extreem biodiverse omgeving is misschien verdwenen in de annalen van de geologische geschiedenis, maar deze gesteentelagen bieden paleontologen een glimp van wat vroeger was.

Deze verzameling van leven bracht een revolutie teweeg in de paleontologie. Dinosaur jagers, in het bijzonder, waren enthousiast: de overvloed aan veren en botstructuren ondersteunde duidelijk de consensus van het gebouw dat vogels evolueerden van oudere dinosaurussen. Niet alleen dat, maar geconserveerde melanosomen - organellen die pigmenten produceren - stelden wetenschappers in staat uit te vinden welke kleur dinosauriërveren voor het eerst waren.

"De gevederde dinosaurussen zijn, zonder twijfel, de belangrijkste fossielen van dinosaurussen die ik tijdens mijn leven heb gevonden", zegt Steve Brusatte, paleontoloog en evolutionair bioloog aan de universiteit van Edinburgh. "En dat komt allemaal door het voortreffelijke behoud - met niet alleen botten, maar ook veren en prachtig gedetailleerde veren."

Hij beschrijft Zhenyuanlong suni, een nieuwe roofvogel die hij in 2015 heeft helpen identificeren, als zijn 'favoriet aller tijden', de mooiste fossiel die hij ooit het voorrecht heeft gehad om te studeren. De chocoladebruine botten springen prominent op uit de omringende rots, net als de aureool van veren die over het lichaam worden aangetroffen, inclusief de veren van de veren op de vleugelachtige armen. "Als je naar deze dinosaurus kijkt, zie je een vogel", zegt hij.

Voor degenen die gefascineerd zijn door de Jehol Biota, is de vraag natuurlijk hoe in de wereld waren deze fossielen zo goed bewaard gebleven? Conservering komt grotendeels neer op de omgeving waarin de dieren of planten zijn gestorven en die informatie kan worden gepest uit de sedimenten waarin de fossielen zijn ingepakt.

Er werd ontdekt dat veel van de Yixian- en Jiufotang-formaties - twee van de drie rotsformaties met de Jehol Biota - aan het meer lagen. Het is duidelijk dat veel van de dieren zijn begraven op de bodem van prehistorische meren.

Vreemd genoeg werden er binnen deze kustgebieden veel landdieren aangetroffen, wat suggereert dat krachtige krachten deze buitenstaanders naar hun laatste rustplaatsen brachten. Het is namelijk zo dat deze meerlagen worden afgewisseld met vulkanische afzettingen, wat aangeeft dat vulkanische activiteit een prominente eigenschap van de regio was.

Sommige onderzoekers vermoeden dat lahars de moordenaars kunnen zijn. Dit zijn vulkanische modderstromen: wanneer vooraf gestapelde vulkanische as en puin worden geregend, kunnen ze zich over grote afstanden verplaatsen als snelle, koude, betonachtige slurries die alle andere dingen oppikken die ze tegenkomen, inclusief dinosaurussen. Anderen wezen op de opgerolde houdingen van sommige wezens en stelden voor dat giftige vulkanische gassen, misschien uit de meren bevrijd, de dieren stikken. Ze werden vervolgens op een later tijdstip begraven door fijne as.

Toen verscheen in 2014 een kaskraker Natuurcommunicatie met een gedurfd idee: wat als pyroclastische stromen de schuld kregen? Deze mengsels van as, lavabrokken en gas, gegenereerd door verschillende typen explosieve vulkanische activiteit, kunnen 700 ° C (1300 ° F) zijn en bewegen met snelheden van 80 kilometer (50 mijl) per uur.

Een team onder leiding van Baoyu Jiang, een professor in paleontologie en stratigrafie aan de Universiteit van Nanjing, bekeek 14 fossielen uit de oude rotsbodemlagen van de Jehol-bedden. De onderzoekers ontdekten dat veel van de sedimenten die fossielen bevatten rijk waren aan vulkanische componenten, wat waarschijnlijk de begrafenis van de dieren in vulkaanas vertegenwoordigt.

Ze merkten ook op dat er zwarte strepen op de botten van deze dieren leken, evenals ingewikkelde scheuren. Voor hen duidde dit erop dat de dieren waren verkoold. In feite schrijven ze dat deze schade "vergelijkbaar was met de kenmerken van slachtoffers in Pompeii en nabijgelegen archeologische vindplaatsen die vastzitten in PDC's van de 79 AD uitbarsting van Mt. Vesuvius.”

PDC's (pyroclastische dichtheidsstromen) hebben verschillende vormen, maar het meest voorkomende type is pyroclastische stroming. Pyroclastische spanningspieken, ook gebruikelijk, zijn enigszins koelere, gasachtige versies van stromingen.

De effecten van beide zijn meestal hetzelfde. Iedereen die door deze wordt geraakt, ervaart een extreme hitteschok en dit leidt tot snel orgaanfalen. Hun spieren zullen plotseling samentrekken, waardoor ze in opgekrulde posities staan, bekend als vechtende poses. Water in het lichaam kookt snel, ook in de hersenen, waardoor de schedel kan ontploffen. Die niet beïnvloed door de hitte zou verstikken als gevolg van de cocktail van ontketende giftige gassen en wolken as. De dood is vaak snel, maar gruwelijk.

Jiang's team vermoedt dat deze dodelijke stromen de dieren hebben gedood. Tegelijkertijd suggereren de onderzoekers dat de fijnkorrelige vulkanische as gevormd rond hun overblijfselen, ze inkapselt en hen beschermt tegen aaseters en normale processen van verval. Deze theorie tracht de kwaliteit van de sterfgevallen en het behoud te verklaren, maar hoe kwamen zoveel verschillende soorten dieren - van vogels tot salamanders, pterosauriërs tot dinosaurussen - allemaal terecht in de meren? Het antwoord, zo stellen ze, is dat de pyroclastische stromingen wijdverspreid waren om niet alleen het leven naast het meer op te vegen, maar het leven ver van de randen.

Hun theorie, die ze voorlopig toepassen op een groot deel van de aardse Jehol Biota, leek op elegante wijze verschillende mysteries op te lossen. Een afzonderlijk team vermoedde echter dat dit iets te goed was om waar te zijn. Schrijf een jaar later in Paleogeografie, Palaeoklimatologie, Paleoecologie, een andere groep onderzoekers, waaronder Mike Benton, hoogleraar paleontologie van gewervelde dieren aan de universiteit van Bristol, nam een deel van de Yixian-formatie onder de loep en kwam tot een heel andere conclusie.

De Lujiatun-eenheid, vernoemd naar het dichtstbijzijnde dorp, heeft bijzonder uitzonderlijke fossiele conservering. Vulkanisch materiaal domineert de eenheid, niet merenbodems. Uit de veld- en laboratoriumbeoordeling van dit team bleek dat de eenheid in feite het bovenste deel van een uiterwaard was. De sedimenten hier werden zeker geleverd door vulkanische uitbarstingskenmerken - inclusief lahars, pyroclastische stromingen en asuitval - maar intense regenval veroorzaakte overstroming die hen rondtrok nadat ze aanvankelijk werden afgezet.

Deze meervoudige, kolossale, gloeiende, bladachtige overstromingen waren in staat om de wezens die vastzaten en gefossiliseerd in de eenheid te transporteren en te behouden - en mogelijk te doden -. Er is niet noodzakelijkerwijs enig bewijs dat vulkaanuitbarstingen, of pyroclastische stromingen, hier direct betrokken waren bij het fossilisatieproces hier.

Natuurlijk is het waarschijnlijk dat een handvol sterfgevallen in het gebied in die tijd verband hielden met vulkanische gebeurtenissen, van PDC's tot lahars. Lujiatun is ook slechts één eenheid, en kan dus niet direct worden vergeleken met de andere fossielrijke, aan het meer blootgestelde eenheden die het team van Jiang in 2014 heeft bekeken. Jiang zegt inderdaad dat hij achter de conclusies van zijn studie staat: hij twijfelt er niet aan dat de Lujiatun-eenheid vulkanische puinstromen vertegenwoordigt, maar dat is heel anders dan de meerbepaalde stortingen waarop ze zich concentreerden..

In elk geval onderstreept de studie van 2015 het belang van een zorgvuldige bestudering van de sedimentregistratie op elke locatie in de lagen van Jehol-gesteenten - een noodzaak voordat er ingrijpende uitspraken over oude apocalyps in Pompeii-stijl kunnen worden gedaan.

"Ik denk niet dat het Pompeii-achtige model wordt verworpen, maar we zouden zeker beweren dat het om een paar redenen onwaarschijnlijk is", zegt Benton. Hij merkt op dat er geen overtuigend bewijs is in het papier van zijn team of een ander dat laat zien dat de monsters in een van de lagen zijn verschroeid door hete as. Als dat zo was, is het moeilijk uit te leggen waarom zoveel organisch materiaal van zelfs delicate wezens, zoals insecten, intact bleef. Tegelijkertijd werden de slachtoffers van de echte Pompeii inderdaad begraven en bewaard, maar ze werden niet getransporteerd.

Pierre-Olivier Antoine, een paleontoloog aan de universiteit van Montpellier, zegt dat beide artikelen niet kunnen worden gegeneraliseerd om op de hele site te passen. Van Lujiatun kan niet worden gezegd dat het representeert wat altijd is gebeurd gedurende de periode van 10 miljoen jaar, en evenmin kunnen de lakebed-stortingen plaatsvinden.

Hij is niettemin "meer op zijn gemak" bij de studie van 2015, die een "breder scala van aan vulkaan gerelateerde gebeurtenissen" impliceert in plaats van een eenzame type moordenaar. Verstikking door vulkanisch gas, verkoling door hete as, transport door pyroclastische dichtheidsstromen en door overstromingen aangedreven sedimentstromen kunnen allemaal een rol spelen.

Vanaf 2018 blijft de kwestie van het behoud open voor debat. De details zijn nog steeds onzeker, maar zoals Brusatte opmerkt: "het lijkt allemaal op de vulkanen te zijn." Deze wezens, die hun dagelijkse bezigheden voortzetten, werden snel gedood en bewaard op zo'n manier als de mensen van die oude Romeinse metropool, hij zegt.

"Het was niet echt een scenario in Pompeii-stijl," zegt hij, "maar het was niet ver weg."