8 دقیقه
تاریخ‌های مستقیم جدید برای تخمهای دایناسور از قینگلونگ‌شان
برای نخستین بار، پژوهشگران توانستند تخمهای فسیل‌شده دایناسورها را به‌طور مستقیم با استفاده از ژئوشیمی کربناتی اورانیوم–سرب (U–Pb) تاریخگذاری کنند — تکنیکی که تیم آن را «ساعت اتمی برای فسیل‌ها» می‌نامد. این مطالعه بر یک دسته بزرگ تخم که از محل قینگلونگ‌شان در حوضه یون‌یانگ در مرکز چین بازیابی شده بود متمرکز شد و نشان می‌دهد که این دسته تقریباً ۸۵ میلیون سال پیش در دوره کرتاسه پسین رسوب کرده است. این نتیجه اهمیت روش‌های تاریخگذاری مستقیم کربنات U–Pb را برای تعیین سن دقیق مواد دیرینه‌شناسی و ارتباط آن با رویدادهای اقلیمی و تکاملی برجسته میکند.
زمینه علمی و موقعیت سایت
قینگلونگ‌شان نخستین ذخیره‌گاه ملی چین است که به فسیل‌های تخم دایناسور اختصاص داده شده است. کاوش‌ها بیش از ۳۰۰۰ نمونه تخم را در سه ناحیه اصلی کاوش نشان داده‌اند. بسیاری از این تخمها در برشیا (breccia)، ترکیبات برشیا و سیلت‌سنگ و نیز ماسه‌سنگ‌های دانه‌ریز حفظ شده‌اند و بیشتر آنها در موقعیت‌های اصلی خود با کمترین میزان تغییر شکل باقی مانده‌اند. اکثریت نمونه‌ها به نظر متعلق به یک نوع تخم واحد، Placoolithus tumiaolingensis، مربوط به خانواده Dendroolithidae هستند که به‌خاطر ساختار پوسته‌ای بسیار متخلخل و شبکه‌ای‌شکل خود شناخته شده‌اند. این ویژگی‌های میکروساختاری پوسته تخم اطلاعات ارزشمندی درباره تبادل گاز، نفوذپذیری و استراتژیهای پرورشی احتمالی در شرایط اقلیمی مختلف فراهم میآورد.
نمای داخلی موزه فسیل تخمهای دایناسور قینگلونگ‌شان
روش‌های سنتی برای محدود ساختن سن تخمهای دایناسور معمولاً به تاریخگذاری لایههای خاکستر آتشفشانی یا کانی‌های هم‌جوار افق‌های فسیلی تکیه دارند. این رویکردها محدودیت‌های غیرمستقیم ارائه میدهند: لایههای خاکستر ممکن است پیش از یا پس از رسوب‌گذاری تخمها تشکیل شده باشند و فرایندهای زمینشناسی بعدی نیز می‌توانند سن کانی‌ها را بازنشانی کنند. تاریخگذاری مستقیم کربنات U–Pb با اندازه‌گیری نسبتهای ایزوتوپی درون خود پوسته تخم، تاریخ اولیه تشکیل فاز کربناتی در زمان معدنیشدن تخم را مشخص میکند و وابستگی به سنگ‌های پیرامونی را کاهش می‌دهد. این کار امکانِ ایجاد یک چارچوب زمانی محکم برای مطالعات زیست‌شناسی دیرینه، اکولوژی تولیدمثل دایناسورها و همبستگی بین سایت‌ها را فراهم میآورد.
روش‌شناسی: تاریخگذاری کربنات U–Pb به‌عنوان «ساعت اتمی»
دسته تخم نمونهبرداری شده برای مطالعات زمانی
تیم یک تخم پرشده از کربنات (کلسیت) را از یک دسته ۲۸ تایی که در سیلت‌سنگ غنی از برشیا قرار داشت، انتخاب کرد. با استفاده از میکرو-لیزر، حجم‌های بسیار کوچکی از کربنات از سطح پوسته و از پرشدگی داخلی تخم برداشته شد؛ این فرایند تولید آئروسل‌هایی کرد که در طیفسنج جرمی آنالیز شد تا ایزوتوپهای اورانیوم و سرب شمارش شوند. از آنجا که اورانیوم با نرخهای شناخته‌شده‌ای به سرب واپاشی میکند (U-238 به Pb-206 و U-235 به Pb-207)، نسبتهای اندازه‌گیری‌شده U/Pb سن مطلقی برای فاز کربناتی در پوسته تخم ارائه میدهند — به‌عبارت دیگر یک ساعت در مقیاس اتمی که مستقیماً به خود فسیل متصل است. این روش، به‌ویژه در مورد آهک‌ها و سازندهای کربناتی که کانی‌های قابل‌اعتماد زودتری ندارند، امکان به‌دست آوردن سن‌های اولیه و مستقل را فراهم می‌سازد.
در عمل، نمونهبرداری دقیق، جلوگیری از آلودگی مدرن، و تصحیح‌های ایزوتوپی برای اینکه بتوان نتایج قابل‌اتکایی گرفت، ضروری است. تیم پژوهشی اقدامات کنترلی شامل نمونههای استاندارد، بررسی همراستایی دادهها (concordance) و ارزیابی خطاهای آنالیتی را انجام داد تا از اعتبار تاریخ‌ها اطمینان حاصل شود. این دقت در نهایت نتایج را با عدم قطعیت یک سیگما حدود ±۱.۷ میلیون سال ارائه داد که نشان می‌دهد دسته تخم تقریباً ۸۵ میلیون سال پیش رسوب کرده است. این تاریخ‌ها با سن‌های اندازه‌گیری‌شده سنگ‌های میزبان سازگاری داشت و اولین محدودیت‌های زمانی قاطع برای رسوبات تخم‌دار قینگلونگ‌شان را فراهم آورد.
کشف‌های کلیدی و پیامدهای دیرینه‌اقلیمی
نمای هوایی سایت فسیل تخمهای دایناسور قینگلونگ‌شان
قرار دادن این تخمها در حدود ۸۵ میلیون سال قبل آنها را در دوره کرتاسه پسین قرار می‌دهد؛ دورهای که پس از یک اوج حرارتی در کرتاسه، کاهش قابل‌توجهی در دما را تجربه کرد. دماهای جهانی از توروینیان (Turonian) آغاز به کاهش کردند و تا زمان گذاشتن این تخمها یک تغییر معنی‌دار به سوی شرایط خنک‌تر رخ داده بود. ساختارهای متخلخل و شاخه‌ای (dendritic) پوسته‌های خانواده Dendroolithidae ممکن است نشاندهنده سازگاری‌های تولیدمثلی در پاسخ به تغییرات اقلیمی باشند — برای مثال تغییراتی در تبادل گاز پوسته، میزان تبخیر و نفوذ رطوبت یا شیوه‌های انکوباسیون که به حفظ تعادل حرارتی و تأمین اکسیژن جنین کمک می‌کرد.
نویسندگان پیشنهاد می‌کنند Placoolithus tumiaolingensis ممکن است نشانگر یک استراتژی تولیدمثلی تخصص‌یافته باشد که در ادامه و با سرد شدن اقلیم و بازسازی اکوسیستم‌ها پایدار نماند. تاریخگذاری مستقیم تخمها افق‌های جدیدی برای تعیین جداول زمانی دقیق‌تر در زیست‌شناسی تولیدمثلی دایناسورها، جایگزینی جمعیت‌ها و الگوهای مهاجرتی بین حوضه‌ها باز میکند. این روش میتواند پیوستگی بین تنوع‌شناسی تخمها، ویژگی‌های میکروسکوپی پوسته، و واکنش‌های فیزیولوژیک به فشارهای محیطی را بهتر روشن سازد.
علاوه بر این، ارتباط دادن سن‌های مستقیم تخمها به رکوردهای پالئوکلایماتیک (دیرینه‌اقلیمی) مانند داده‌های ایزوتوپهای اکسیژن و کربن میتواند سرنخهایی از شرایط محلی لانه‌گذاری، در دسترس بودن منابع غذایی، و فشرده‌سازی جمعیتی ارائه دهد. به‌عبارت دیگر، تاریخ‌های دقیق اجازه میدهند تا پرسش‌هایی مانند همزمانی تغییرات اقلیمی محلی با تغییر در اندازه و ساختار اجتماع‌های دایناسوری و تأثیر آن بر بقای نوزادان به صورت کمی مورد بررسی قرار گیرند.
جهت‌های آینده و اهمیت گسترده‌تر
اگرچه مطالعه منتشرشده نمونهبرداری نسبتاً کمی از قطعات پوسته انجام داد، اما همه نمونه‌ها سن‌های هم‌راستا ارائه کردند. تیم پژوهشی قصد دارد نمونهبرداری را در سطوح سنگ‌نگاری مختلف در قینگلونگ‌شان گسترش دهد و تخمهای Dendroolithid را از حوضه‌های هم‌جوار نیز بررسی کند تا الگوهای جغرافیایی و زمانی انواع تخمها را ترسیم کند. بهکارگیری وسیع‌تر تاریخگذاری کربنات U–Pb نوید می‌دهد که یک چارچوب جهانی برای سال‌گذاری تخمهای دایناسور به‌وجود آید و رفتارهای تولیدمثلی را به دینامیک‌های محیطی و رویدادهای انقراضی مرتبط سازد.
فراتر از دیرینه‌شناسی، پیشرفت‌های روش‌شناختی در حذف با لیزر میکرو و شمارش ایزوتوپی با دقت بالا ابزارهای ژئوشناسی را برای تاریخگذاری فسیل‌های دارای کربنات گسترش می‌دهد، و مواد فسیلی را به زمان مطلق پیوند می‌دهد و همبستگی بین سایتهای محلی و رویدادهای جهانی را بهبود می‌بخشد. این پیشرفت‌ها می‌توانند در مطالعات دیرینه‌محیطی، پتروژئوشیمی و حتی در کاربردهای باستان‌شناسی که با کربنات سروکار دارند نیز تأثیرگذار باشند.
دیدگاه کارشناسی
«تاریخگذاری مستقیم کربنات پوسته تخم یک نقطه‌عطف است،» دکتر کارن میچل، دیرینه‌زیست‌شناس مهره‌داران در مؤسسه محیط‌های دیرینه‌شناختی (نمونه ساختگی) می‌گوید. «این روش ابهام در مورد اینکه آیا خاکستر یا کانی‌های نزدیک واقعاً زمان دفن را ثبت می‌کنند، از بین می‌برد. وقتی این رویکرد در چندین سایت به کار گرفته شود، میتواند نشان دهد که استراتژیهای تولیدمثلی چگونه در پاسخ به شیفت‌های اقلیمی طی کرتاسه پسین تکامل یافته‌اند.» او همچنین تأکید میکند که همراستایی دادهها، کنترل‌های آزمایشگاهی دقیق و ترکیب اطلاعات میکروساختاری پوسته با سن‌های مستقیم برای تفسیر‌های اکولوژیک و تکاملی ضروری است.
نتیجه‌گیری
تاریخگذاری مستقیم کربنات U–Pb که بر روی تخمهای قینگلونگ‌شان اعمال شده است، اولین سن‌های بدون ابهام را برای یک ذخیره‌گاه عمده تخم دایناسور در چین فراهم میآورد و یک روش مقیاس‌پذیر برای تاریخگذاری کربنات‌های فسیلی نشان می‌دهد. با قرار گرفتن در حدود ۸۵ میلیون سال پیش، این تخمها یک لنگر زمانی جدید برای مطالعات زیست‌بوم‌های کرتاسه پسین، تکامل تولیدمثلی و فشارهای محیطی که پیش از انقراض انبوه پایانی کرتاسه تنوع دایناسورها را شکل دادند، ارائه میدهند. در سطح گسترده‌تر، ترکیب داده‌های سنگذاری مستقیم با شواهد میکروسکوپی، رسوب‌شناسی و رکوردهای اقلیمی میتواند دیدی یکپارچه‌تر از چگونگی پاسخ جوامع دایناسوری به تغییرات محیطی در مقیاسهای زمانی مختلف فراهم کند. از منظر سئو و پژوهشی، کلیدواژه‌هایی مانند «تاریخگذاری U–Pb»، «تخم دایناسور»، «قینگلونگ‌شان»، «زیست‌شناسی دیرینه» و «میکرو-لیزر» باید در مقالات و پایگاه‌های داده علمی تکرار و برجسته شوند تا قابلیت کشف و همبستگی میان مطالعات زمینه‌ای افزایش یابد.
منبع: scitechdaily
ارسال نظر