På en lun søndag morgen tidlig i mars, er jeg på en strand i Sør-Australia på jakt etter is - eller i det minste spor etter den. Det er sommer på den sørlige halvkule, og de fleste av strandgjengerne som glir gjennom den stigende tidevannet eller går turene sine, har på seg T-skjorter og shorts. Tom Rich, en paleontolog ved Museum Victoria i Melbourne, leder veien langs de lave, tawny klippene som mengder fjæra. Rich er 66 år, med et stubbig sølvskjegg, sparsomt grått hår og skrå øyenbrynene som gir ansiktet hans et trist, verdensminnende utseende. Han er oppvokst i Sør-California og Texas, men har tilbrakt sitt profesjonelle liv i Australia. I løpet av mer enn tre tiår hentet han Aussie-statsborgerskap og rikelig med landets fargerike lingo, men aksenten hans er fortsatt gjenstridig amerikansk. "Jeg høres ut som om jeg nettopp kom av flyet, " sier han.
Relatert innhold
- Tar en Dinosaur temperatur
- Å holde seg kjølig
- Ben å velge
Denne delen av kysten, kjent som Flat Rocks, ligger nær feriestedet Inverloch, omtrent en to-timers kjøretur sørøst for Melbourne gjennom gårder og skoger som er mer enn et tiår med tørke. Rike stopper ved siden av en haug med steinsprut ved bunnen av en klippe. "Det er det, " sier han. Delvis begravet av flak av slagskip-grå berg er en forteller geologisk formasjon. Tunger av mørkt solbrunt sediment faller ned i det lysere farget under. Formasjonen kalles en "kryoturbasjon" og ble forårsaket da en gang frosset leire sank ned i et underliggende sandlag under en tining for lenge siden.
Snø og is er sjelden i denne delen av Australia i dag. Men bevis fra Flat Rocks og andre steder i nærheten bekrefter at for litt over 100 millioner år siden, "det var blodig kaldt rundt her", slik Rich uttrykte det. Selv om omtrent en tredjedel av Australia nå ligger i tropene, da kontinentet satt rundt 2000 miles sør for sin nåværende posisjon, snuggled mot Antarktis. Sørøst-Australia hadde sannsynligvis et klima som ligner på Chicago, om ikke Fairbanks.
Så desto mer overraskende at dinosaurer trivdes her på den tiden. Tenk "dinosaurer", og du tryller sannsynligvis frem eskemoter som trasker gjennom myldrende sumper eller tørre tropiske skoger. Men rike og andre forskere som jobber i Australia, Alaska og til og med på toppen av et fjell i Antarktis, har avdekket rester av dinosaurer som hadde fremgang i miljøer som var kalde i minst en del av året. Polar dinosaurer, som de er kjent, måtte også tåle langvarig mørke - opptil seks måneder hver vinter. "Månen ville være ute mer enn solen, og det ville være tøft å tjene penger, " sier paleontolog David Weishampel fra Johns Hopkins University.
Bevisene for at dinosaurer modet kulden - og kanskje slått gjennom snø og gled på is - utfordrer det forskerne vet om hvordan dyrene overlevde. Selv om Rich ikke var den første til å avdekke polare dinosaurer, fyller han og noen få andre paleontologer bildet av hvordan disse dyrene levde og hvordan miljøene deres var. Nyere forskning kan også kaste lys over to av de mest omstridte spørsmålene i paleontologien: Ble dinosaurene varmblodige? Og hva drepte dem av?
Hvert år fra slutten av januar til begynnelsen av mars, faller Dinosaur Dreaming - det polare dinosauriprosjektet ledet av Rich - ned på bredden i nærheten av Inverloch. Lyden du hører når du går opp på stranden mot graven er klinkingen av hammere på beitelag. Knelende rundt flate toppede strandblokker som fungerer som improviserte arbeidsbenker, et titalls frivillige dunker på klumper av grå berg. Flere bærer årets moteerklæring, en T-skjorte som lyder "Mammalia: Popcorn of the Cretaceous" og viser en bipedal dinosaur som holder to rottelignende pattedyr i en tass og kaster en annen mot den gapende, tannige munnen.
Nede i "hullet", et kne-dypt gash nær vannlinjen markert av en sirkel med lysstoffrosa konstruksjonsnett, bruker en annen gruppe en steinsag og beitelag for å fjerne blokker på størrelse med brød. Disse biter vil også gå under hammeren.
Ved et sammenleggbart bord i klippene, tripper Lesley Kool funnene brakt inn av bergenserne. Kool startet som frivillig på Rich sin første dino-utgraving i 1984. Hun visste lite om dinosaurer, men hun trente seg opp til å være en ekspert forberedende person - den som skvetter fossiler ut av fjellet uten å knuse dem til støv - og utviklet en evne til identifisere fossiler. Nå kjører hun graven. Hun kan fortelle deg at den brunlige delen som du håpet var århundrets dinosaurfunn virkelig er en vanlig bit av fossilisert skilpaddeskall.
Besetningen hun har veiledning inkluderer en smattering av studenter, en pensjonert litteraturprofessor fra Tucson, en feriesjef fra en autodeler produsent og eieren av en miljøoppryddingstjeneste som ikke kan slutte å sprekke i sang. De fleste av dem kommer tilbake år etter år. De sier at de kommer tilbake for kameraderiet - og sjansen for å oppdage. "Det er en avhengighet som det ikke er noen kur for, " sier Nicole Evered, 68, som har jobbet på Flat Rocks-graven siden den startet.
Her gjelder ikke det stereotype bildet av fossiljegeren som spredte seg i støvet, og avdekket et gigantisk dinosaurbein med bare en vispkost og tannplukker. Fossilene er for små, for fragmenterte og for spredte. I mer enn 20 år med graving på forskjellige steder i det sørlige Australia, har Rich og hans mannskap bare oppdaget tre artikulerte prøver, med bein koblet som de var i livet.
De fleste av dinosaurbenene de finner på Flat Rocks, forklarer Kool, kommer fra "hypsis" (uttales HIP-sees), forkortelse for hypsilophodonts. Disse små, dartende plantespiserne sto typisk omtrent like høye som kalkuner. Deres særegne lårbein, som sport som en nedadvendt anspore, er lett å gjenkjenne. Men årets graving har også dukket opp noen sjeldnere funn, for eksempel en miniatyrstørrelse fra en ennå ikke navngitt kjøttspisende dinosaur. En stein ga en lang, svart fang som ser ut som en obsidian tannpirker og kan ha kommet fra en pterosaur, en type flygende reptil. Og for bare to måneder siden kunngjorde Richs kollega Anthony Martin fra Emory University i Atlanta at mønstre i et 115 millioner år gammelt lag med gjørme ved Flat Rocks er dinosaurspor. De 14-tommers lange tre-toed fotavtrykkene kom fra en type kjøttspisende dinosaur kalt en theropod. Basert på størrelsen og avstanden til utskriftene, må den ha stått rundt 12 meter høy, noe som gjør det til den største kjøttetende dinosauren som er kjent for å ha bodd der.
Lovende fossiler blir pakket inn i toalettvev og aviser for beskyttelse. Tilbake på museet vil forberedere fjerne den omsluttende berget med verktøy som spenner fra wolframkarbid nåler til miniatyr, håndholdte jackhammere drevet av trykkluft. Til og med kompromissløse biter av stein vil bli banket ned for å nuggere størrelsen på sukkerbiter; teamet vil sjekke bitene for pattedyrkjevene som er så små at de kan passe på et frimerke.
Det var utsiktene til å finne gamle pattedyrben - ikke dinosaurer - som trakk Rich til Australia. Han var aldri en dinoman, ikke en gang som barn. Det som skjønte fantasien hans var de tidlige pattedyrene som skurret rundt på samme tid som dinosaurene. En illustrasjon i en bok han leste som en gutt, fremstilte dyrene som snacks triumferende på dinosauregg. Rich gikk sammen med evolusjonsvinnerne og studerte fossile pinnsvin til doktorgraden sin ved Columbia University.
Han landet i Australia på begynnelsen av 1970-tallet uten jobb og hadde ingen intensjon om å lete etter en. Hans kone, Patricia Vickers-Rich, også en paleontolog, var i landet for å følge opp doktorgradsforskningen sin om fossile fugler. Men mens han gikk igjennom en avis "for å få en ide om hva dette landet handlet om", så han en hjelpsøkt annonse for en kurator på det lokale museet. Han fikk jobben og jobber der til i dag. Rich og kona - nå professor ved Monash-universitetet i Melbourne og sjefssamarbeider i dinosaurforskningen - bodde her fordi, sier han, "landet var vidt åpent" for å studere den tidlige utviklingen av pattedyr og fugler.
I 1982 møtte Rich noen frivillige museer som var ivrige etter å bli skitten av hendene ved en dinosaurgraving, men han motsto først deres ankomster. Han visste om et sted 180 mil vest for Flat Rocks som han hadde kalt Dinosaur Cove etter å ha funnet et par uidentifiserbare beinfragmenter der tidligere. Å utgrave der ville kreve tunneling til klipper - et farlig forslag - uten garanti for å finne noe. Men i 1984 ga han omsider etter, og i løpet av uker fant teamet flere dinosaurbein og en tann.
I ti år sprengte Rich og et for det meste amatørmannskap, kjedet seg, plukket og meislet i den bratte skråningen. De gravde to tunneler, hver mer enn 60 fot lange, og flyttet mer enn 600 tonn stein, mye av det for hånd. Rich sier at "du ikke ville trenge å jobbe så hardt i Montana, " som er kjent for sine dinosaurforekomster og hvor de tektoniske bevegelsene som heiste Rockies, utsatte beinholdige bergarter. Derimot kaller Rich Australia, der dinosaursedimenter stort sett er gravlagt dypt, et "crappy land for dinosaurfossiler."
Etter vekt var fangsten fra det tiår lange Dinosaur Cove-graven relativt lite, rundt 100 kilo fossiler, og bare spor etter pattedyrene Rike begjær - et armbein og et tannskår. Men funnene ga ledetråder om polare dinosaurers metabolisme og deres strategier for å forvitre de lange vintrene. De ga til og med et sjeldent glimt av skapningenes hjerner. Poring over skjelettene gjorde Rich til en av verdens eksperter på polare dinoer.
På det tidspunktet dinosaurer oppsto, for rundt 220 millioner år siden, ble jordens kontinenter smeltet sammen til et eneste superkontinent vi nå kaller Pangea. Det begynte å bryte opp for rundt 200 millioner år siden, og Australia og Antarktis, som fremdeles satt fast sammen, holdt seg nær Sydpolen. Da de fossiliserte skapningene Rike studier skurret rundt, for rundt 100 millioner år siden, satt Sør-Australia nær bunnen av planeten, og begynte akkurat å trekke seg bort fra Antarktis. (Australias nåværende posisjon gjenspeiler at den har tappet nordover "i takt med at neglene vokser, " sier Rich.)
I løpet av dyrenes storhetstid i den tidlige krittiden, steg solen ikke i Sør-Australia på halvannen til fire og en halv måned hvert år. På nord- og sørpolene varte tungsinnet i seks måneder. Planteveksten i disse områdene ville med perioder avtatt eller stoppet, og potensielt skapt en matkrise for alle dinosaurer som bodde der. I mer enn 20 år med graving har Rich og kollegene funnet restene av minst 15 arter. For eksempel unngikk den knehøye hypsien Leaellynasaura amicagraphica (oppkalt etter Rich's datter, Leaellyn) en gang rovdyr ved det som nå er Dinosaur Cove. Riks sønn, Tim, fikk navnet sitt knyttet til en annen Dinosaur Cove-denizen, den seks meter høye Timimus hermani, som antagelig så ut og løp som en struts.
Dinosaurer trivdes også lenger sør. Antarktis har ikke beveget seg mye de siste 100 millioner årene, og stakk over Sydpolen. I dag kan godt isolerte dyr og stubbige planter overleve kontinentets brutale kulde, i det minste nær kysten. Men fossiliserte blader og andre planterester tyder på at Antarktis i løpet av dinosaurenes dag hadde et temperert klima. Judd Case fra det østlige Washington-universitetet i Cheney sier at dinosaurer fra Antarktis fra den sene krittiden for rundt 70 millioner år siden lignet de som bodde i andre deler av verden rundt 60 millioner år tidligere. Case sier at dette antyder at noen slags dinosaurer hang på i Antarktis lenge etter at de hadde dødd andre steder. Kanskje var Antarktis en oase for dem da blomstrende planter spredte seg over resten av verden og overkompeterte furutreet pårørende som varmere klima dinosaurer spiste.
William Hammer fra Augustana College i Rock Island, Illinois, graver i en høyde av 13 000 fot i skråningen til Mount Kirkpatrick, omtrent 400 mil fra Sydpolen. Han har lirket ut beina til Cryolophosaurus ellioti, en 22 fot lang kjøtteter med en benete krøll som krummet seg opp fra pannen som en kumlick. Han har også funnet fossile bevis på en prosauropod, en stamfar til enorme dinosaurer som Brachiosaurus og Apatosaurus .
I motsatt ende av kloden, på Alaskas nordlige skråning, har Anthony Fiorillo, en paleontolog fra Museum of Nature and Science i Dallas, ført fram bein fra dinosaur-kirkegårder langs elven Colville. Selv om det nordlige Alaska ikke var så kaldt for 70 millioner år siden som det er i dag, ville vintrene fortsatt ha ført snø og is. På den tiden stilte skarptannede slektninger til Tyrannosaurus rex den 35 fot lange, andebillede dinosauren Edmontosaurus . Overraskelsen fra disse funnene, sier Fiorillo, er at de samme typene dinosaurer bodde i Alaska som i toastierte miljøer lenger sør, som Montana og til og med Texas. Så langt har han ikke avdekket noen dinosaurer som ser ut til å ha bodd bare i frosne omgivelser.
Dinosaurer hadde to valg da vinteren ankom - tøff det eller prøv å rømme. Spørsmålet om hvordan dinosaurene overlevde den polare kulden har blitt forfiltret med det bredere spørsmålet om de gamle dyrene var varmblodige (endotermiske), som moderne fugler og pattedyr, eller kaldblodige (ektotermiske), som moderne krypdyr. I et kaldt miljø holder endotermene kroppene varme nok til at musklene kan bøye seg og nervene til å fyre ved å generere varme gjennom stoffskiftet. Ektotermer derimot, varmer kroppene sine ved å absorbere varme fra omgivelsene - tenk på en øgle som soler seg på en stein. Endotermi er ikke nødvendigvis bedre, bemerker David Fastovsky fra University of Rhode Island. Endotermer har kanten i utholdenhet, men ektotermer trenger mye mindre mat.
Prisoppdagelsen fra Rich's Dinosaur Cove-utgraving antyder at Leaellynasaura forble aktiv i de lange polare vintrene. En to-tommers lang Leaellynasaura- kranium, fargen på melkesjokolade, er den nærmeste en komplett dinosaurskalle teamet har funnet. Basen forblir delvis innebygd i en skive av grå stein skåret av mange spor, der Kool omhyggelig utsatte fossil med en fin nål. Nok av beinet er synlig for Rich for å analysere størrelsen på øyehullene. Hypsis hadde generelt store øyne, men Leaellynasauras er uforholdsmessig store - kanskje slik at de kunne fange mer lys under det langvarige grøsset av polare vintre. Dessuten har baksiden av den samme hodeskallen brutt av for å eksponere en mugg av hjernen, kjent som en endokast. Rich fant at dinosauren hadde svulmende optiske fliser, deler av hjernen som behandler visuell informasjon. Leaellynasauras optiske fliser er større enn de fra hypsis som levde i ikke-polare miljøer, noe som tyder på at den hadde ekstra hjernekraft til å analysere innspill fra de store øynene.
Tilsvarende har Fiorillo og Roland Gangloff, en pensjonert paleontolog fra Universitetet i Alaska, funnet ut at den lille kjøttspiseren Troodon var mye vanligere i Nordhellingen i Alaska enn lenger sør. Troodon kan ha fått en fordel i forhold til de andre kjøttetende dinosaurene i nord fordi den også hadde store øyne og en heftig hjerne, kanskje nyttig for jakt hele vinteren.
Andre dinosaurer kan ha migrert sørover om vinteren (eller nordover, hvis de bodde på den sørlige halvkule). Rich sier at dinosaurene ville ha gjort usannsynlige reisende. De var små, og et innlandshav ville ha sperret veien for varmere strøk. Men Edmontosaurus, fra Alaskas nordhelling, er en bedre kandidat for sesongmigrasjon. Voksne var omtrent på størrelse med elefanter, så de hadde ikke klart å krype under steiner da temperaturene falt. Grove beregninger tyder på at flokker av Edmontosaurus kunne ha reist mer enn 1 000 mil sørover i løpet av tre måneder ved å ampe omtrent 1 kilometer i timen - "surfefart" for dyr av den størrelsen, sier paleobotanist Bob Spicer fra Open University i Milton Keynes, Britain. En slik migrasjon ville ha ført dem ut av "mørkets sone" og inn i områder der planter kanskje fortsatt hadde vokst.
For hans del tviler Fiorillo på det. Han og Gangloff hevdet at den unge Edmontosaurus vokste for sakte til å ha trampet lange avstander. De kunne ikke ha holdt følge med en flokk, så dyrene må ha blitt liggende, uavhengig av temperaturer. Denne typen frem og tilbake kan være svimlende, men det er hvordan vitenskapen beveger seg fremover, spesielt i paleontologi, der forskere må trekke konklusjoner fra et lite antall ofte fragmenterte fossiler.
Dinosaurene hadde et imponerende løp. De bosatte seg på hvert kontinent, vokste seg større enn noen andre landdyr og varte i mer enn 150 millioner år. Og så forsvant de. Deres bortgang har gitt mer enn litt spekulasjoner om årsaken. Scenarier spenner fra sykdom eller konkurranse med pattedyr til flybyen til en ennå ikke-oppdaget følgesvenn til solen, en slags dødsstjerne.
De fleste paleontologer har akseptert en annen utenomjordisk drapsmann, en asteroid som var mer enn seks mil bred og sokket jorden for 65 millioner år siden. Det slo et krater mer enn 100 mil bredt på det som nå er Yucatán-halvøya i Mexico. I henhold til det ledende scenariet kastet påvirkningen enorme mengder støv og annet rusk i atmosfæren, og blokkerte sollys og sank jorden i mørke i flere uker eller til og med måneder. En global katastrofe rammet absolutt den gangen, ifølge overveldende fossile og geologiske bevis. Som Fastovsky og Weishampel skriver i The Evolution and Extinction of the Dinosaurs, “verdens hav var tilnærmet 'døde'" som fotosyntesen av plankton opphørte og marine matvev ble avslørt. Dinosaurene døde, mens forfedrene til dagens pattedyr, fugler og krypdyr hang på.
Paleontologer er uenige om hva eksistensen av polare dinosaurer sier om asteroide-vinter-scenariet. Fiorillo sier at han er skeptisk til det fordi "dinosaurer i Alaska hadde det bra i forhold som bare det." Han argumenterer for at klimaendringer forårsaket av endringer i atmosfæren og havene sannsynligvis gjorde i dinosaurene.
Men Rich sier at livene til polare dinosaurer kan hjelpe forskere til å forstå hvorfor dinosaurene ble utdødd etter påvirkningen. Katastrofen måtte ha vært lang og alvorlig nok til å drepe de mørke og kaldt tilpassede dyrene. "Du kan ikke bare ha det [mørket] på en måned og gjøre jobben, " sier han.
Men Fastovsky sier at polare dinosaurer ikke forteller oss noe om dyrenes død, fordi vi ikke vet om disse spesielle artene til og med var i live på slutten av kritttiden. Richs australske dinosaurer var lenge utryddet da asteroiden traff. Om dinosaurene på Nordhellingen i Alaska levde er usikkert, sier han; forskere har ikke funnet noen fossile lag der helt fra slutten av krittiden.
For at polare dinosaurer skal gi mer definitive bevis på dinosaur metabolisme og utryddelse, trenger vi flere fossiler. I år tok Rich fatt på en grav i Alaskas nordlige skråning, hans første. Det er kostbart arbeid, og det tok ham 18 år å samle inn finansieringen som var nødvendig for å transportere, på et enmotors Otter-fly og snømaskiner, feltfesten hans og utstyret deres, som inkluderte bergbor, motorsager, jackhammere og eksplosiver.
Rich og hans forhåndsteam forberedte stedet ved Colville-elven, omtrent 375 mil nord for Fairbanks, i slutten av mars og begynnelsen av april, når temperaturene synker til minus 40 grader Fahrenheit. De leide en gruvearbeider for å drive en horisontal sjakt inn i elvebredden like over et lag med dinosaurfossiler. Å jobbe på den tiden av året høres sprø ut, innrømmer Rich, men det er faktisk lettere å grave en tunnel når bakken er frossent fast.
I august gikk hele ti-medlemsteamet inn i tunnelen og hentet ut fossiler fra gulvet. De sorterer fortsatt beinene, men Rich har allerede identifisert et bemerkelsesverdig funn: en type pachycephalosaur, en plantespisende dinosaur med en uvanlig tykk hodeskalle som bare er funnet en gang før, også i Alaska. Det kan være den første kjente dinosauren som levde utelukkende i Nord-Nord, mer bevis på at de gamle dyrene var i stand til og med de kaldeste og mørkeste dagene.
Mitch Leslie var en dinosaurfanatiker som barn og studerte reptiler før han ble forfatter. Han bor i Portland, Oregon.
bøker
Dinosaurs of Darkness, av Thomas H. Rich og Patricia Vickers-Rich, Indiana University Press, 2000
Dinosaurs of Australia og New Zealand og andre dyr fra mesozoisk tid, av John A. Long, Harvard University Press, 1998
The Evolution and Extinction of the Dinosaurs, 2. utgave, av David E. Fastovsky og David B. Weishampel, Cambridge University Press, 2005
