stringtranslate.com

Формация Хелл-Крик

Палеонтологический лагерь Музея Скалистых гор в восточной Монтане - формация Хелл-Крик (летний сезон раскопок 2009 г.)

Формация Хелл -Крик — это интенсивно изучаемое подразделение преимущественно верхнемеловых и некоторых пород нижнего палеоцена в Северной Америке, названное в честь обнажений, изученных вдоль Хелл-Крик , недалеко от Джордана, штат Монтана . Формирование простирается на части Монтаны , Северной Дакоты , Южной Дакоты и Вайоминга . [1] В Монтане формация Хелл-Крик перекрывает формацию Фокс-Хиллз . Национальный памятник «Столп Помпея» представляет собой небольшой изолированный участок формации Хелл-Крик. В 1966 году Служба национальных парков объявила территорию окаменелостей Хелл-Крик национальной природной достопримечательностью.

Это серия пресных и солоноватоводных глин , аргиллитов и песчаников , отложившихся в течение маастрихта и данья (соответственно, в конце мелового периода и начале палеогена ) в результате речной деятельности в колебательных речных руслах и дельтах и ​​очень редких случаях. торфяные болотные отложения вдоль низменной восточной окраины континента , выходящей на западный внутренний морской путь позднего мела . [2] Климат был мягким, а присутствие крокодилов вместе с пальмами предполагает субтропический и умеренный климат, без продолжительных ежегодных холодов. Знаменитая обогащенная иридием граница мела и палеогена, которая отделяет мел от кайнозоя , представляет собой прерывистую, но отчетливую тонкую маркирующую прослойку над формацией, а иногда и внутри нее, вблизи ее границы с вышележащей формацией Форт-Юнион .

Самая большая в мире коллекция окаменелостей Хелл-Крик хранится и выставляется в Музее Скалистых гор в Бозмане, штат Монтана . [3] Представленные образцы являются результатом музейного проекта «Хелл-Крик», совместных усилий музея, Университета штата Монтана , Вашингтонского университета , [4] Калифорнийского университета в Беркли , Университета Северной Дакоты и Университет Северной Каролины, основанный в 1998 году.

Описание

Формация Хелл-Крик — это интенсивно изучаемая геологическая формация, состоящая в основном из пород верхнего мела и некоторых пород раннего палеоцена в Северной Америке, названная в честь обнажений, изученных вдоль Хелл-Крик, недалеко от Джордана, штат Монтана . Формирование простирается на части Монтаны , Северной Дакоты , Южной Дакоты и Вайоминга . В Монтане формация Хелл-Крик перекрывает формацию Фокс-Хиллз .

Динозавры и птерозавры формации Хелл-Крик

В 1966 году Служба национальных парков объявила территорию окаменелостей Хелл-Крик национальной природной достопримечательностью . [5]

Геология

Карта формаций Хелл-Крик и Лэнс на западе Северной Америки

Формация Хелл-Крик в Монтане перекрывает формацию Фокс-Хиллз и лежит в основе формации Форт-Юнион , а граница с последней проходит вблизи границы мела и палеогена (K-Pg), которая определяет конец мелового периода и датируется Возраст 66 ± 0,07 млн ​​лет. [6] По оценкам, формация толщиной 90 метров (300 футов) отложилась примерно за 2 миллиона лет. [7] Характерная для Хелл-Крик фауна (возраст ланкийских наземных позвоночных) встречается на высоте нескольких метров ниже границы. [8]

Граница K-Pg обычно расположена вблизи контакта между верхней частью Хелл-Крик и нижней частью Ладлоу формации Форт-Юнион , хотя в некоторых районах (например, в Северной Дакоте) граница находится глубоко в пределах части Ладлоу, на высоте 3 метра (9,8). футов) над границей с Хелл-Крик в некоторых районах. [8] С другой стороны, в некоторых небольших регионах Монтаны формация Хелл-Крик содержит границу K-Pg и слегка простирается в палеоген. [9]

Местонахождение Танис в Северной Дакоте содержит свидетельства того, что, как предполагается, является записью последствий удара метеорита Чиксулуб , таких как хаотическое смешивание ископаемых останков и слоя стеклянных тектитов с соответствующими отпечатками удара, отложенных через несколько минут или часов после падения. влияние. [10] [11] [12]

Палеобиология

Фауна Хелл-Крик

Останки многих животных, включая динозавров, были найдены в формации Хелл-Крик. Его расположение на меняющемся стыке восточного побережья Ларамидии и прилегающих западных отмелей Западного внутреннего морского пути привело к сохранению окаменелостей как морских, так и наземных существ. [13] К позвоночным относятся динозавры, птерозавры , крокодилы , шампсозавры , ящерицы , змеи , черепахи , лягушки и саламандры . Останки рыб и млекопитающих также были обнаружены в формации Хелл-Крик. В формации образовались впечатляющие сообщества беспозвоночных (включая аммонитов ), растений , млекопитающих, рыб, рептилий (включая ящерицу Обамадон ), морских рептилий (включая морских рептилий, таких как мозазавры , плезиозавры и морские черепахи ) и амфибий . Известные находки динозавров включают тираннозавра и трицератопса , а также орнитомимид , ценугнатидов , таких как Анзу , множество мелких теропод , пахицефалозавров , анкилозавров , крокодиломорфов и чешуйчатых , включая различные окаменелости животных, обнаруженные в формации Хелл-Крик. Самый полный из когда-либо найденных динозавров- гадрозавридов , эдмонтозавр , был извлечен в 2000 году из формации Хелл-Крик и широко освещен в документальном фильме National Geographic , вышедшем в эфир в декабре 2007 года. Также было обнаружено несколько окаменелостей птиц , млекопитающих и птерозавров. Зубы акул и скатов иногда находят в речной формации Хелл-Крик, что позволяет предположить, что некоторые из этих таксонов тогда, как и сейчас, были устойчивы к пресной воде. «Ланкийская» фауна в целом филогенетически больше похожа на фауны Восточной Азии и Канады/Аляски, чем на большинство фаун Кампании Северной Америки. Известны ископаемые насекомые из включений, обнаруженных в янтаре . [14]

Вид на государственный парк Хелл-Крик , «сердце» формации Хелл-Крик.

Условия осадконакопления

Доминирующими растениями формации Хелл-Крик являются в основном цветковые растения.

Это серия пресных и солоноватоводных глин , аргиллитов и песчаников , отложившихся в течение маастрихта и данья (соответственно, конец мелового периода и начало палеогена ) в результате речной деятельности в колеблющихся протоках и дельтах и ​​очень редких торфяников. болотные отложения вдоль низменной восточной окраины континента , выходящей на Западный внутренний морской путь позднего мела . Формация Хелл-Крик, типичным примером которой являются обнажения в районе Форт-Пек в Монтане, была интерпретирована как плоская, засаженная деревьями пойма с относительно субтропическим климатом , в которой обитают разнообразные растения, от покрытосеменных деревьев до голосеменных, таких как хвойные деревья , цикадеоиды и от гинкго до папоротников и мха . Формация Хелл-Крик образовалась ручьями на прибрежной равнине вдоль края Западного внутреннего морского пути . Присутствие крокодилов предполагает, что климат был субтропическим; не было холодного сезона и, вероятно, было много осадков .

Формация Хелл-Крик, формация Лэнс и формация Сколлард представляют собой различные участки западного берега мелкого моря , которое разделяло западную и восточную часть Северной Америки в меловой период. Болотистые низменности были местом обитания различных животных, в том числе и динозавров. Широкая прибрежная равнина простиралась на запад от морского пути до недавно образовавшихся Скалистых гор . Эти образования состоят в основном из песчаника и аргиллита , которые относятся к пойменным , речным , озерным , болотным, устьевым и прибрежным равнинным средам. [15] [16] [17] Хелл-Крик — наиболее изученная из этих древних сред. В то время в этом регионе был субтропический, теплый и влажный климат. Климат был влажным, с цветущими растениями, хвойными деревьями, пальмами и папоротниками на болотах, а также хвойными, пологыми , подлеском , большим разнообразием покрытосеменных деревьев и кустарников в лесах. На северо-западе Южной Дакоты полосы черных слоев, отложившихся в среде водно-болотных угодий, богаты углем, а также скопился яркий полосообразный слой песка и грязи из поймы реки. Поддерживались многие виды растений, в первую очередь покрытосеменные, реже хвойные , папоротники и цикадеоиды . Обилие ископаемых листьев обнаружено в десятках различных мест, что указывает на то, что эта территория в основном была засажена деревьями малого и среднего размера.

Ископаемое содержание

Динозавры

Круговая диаграмма усредненной по времени переписи крупных динозавров всей формации Хелл-Крик в районе исследования

Исследование палеопопуляций — один из самых сложных анализов в полевой палеонтологии. Вот самая последняя оценка пропорций восьми наиболее распространенных семейств динозавров в формации Хелл-Крик, основанная на подробных полевых исследованиях Хорнера, Гудвина и Мирвольда (2011) [18].

Обнажения, отобранные в рамках проекта «Хелл-Крик», были разделены на три части: нижнюю, среднюю и верхнюю. Верхняя и нижняя части были в центре внимания отчета PLoS One, и внутри каждой части было обнаружено множество останков трицератопса , эдмонтозавра и тираннозавра . Трицератопс был наиболее распространенным в каждой секции, но тираннозавр был столь же распространён, если не чуть чаще, чем гадрозавр эдмонтозавр . Например, в верхней части Хелл-Крик перепись включала двадцать два трицератопса , пять тираннозавров и пять эдмонтозавров .

Динозавры Thescelosaurus , Ornithomimus , Pachycephalosaurus и Ankylosaurus также были включены в разбивку, но встречались относительно редко. Другие динозавры, такие как Sphaerotholus , Denversaurus , Torosaurus , Struthiomimus , Acheroraptor , Dakotaraptor , Pectinodon , возможный Parasaurolophus walkeri , Richardoestesia , Paronychodon , Anzu , Leptorhynchos и Troodon (более вероятно, Pectinodon) , были зарегистрированы как редкие и не включены в список. авария.

Коллекции динозавров, собранные за последнее десятилетие в рамках проекта «Хелл-Крик», предоставили новую информацию благодаря улучшенной схеме сбора на уровне рода и надежному набору данных, которые выявили неожиданную относительную численность динозавров, а также классы онтогенетического возраста, ранее считавшиеся редкими. Мы признаем гораздо более высокий процент тираннозавров , чем предыдущие исследования. Тираннозавр равен эдмонтозавру в U3, а в L3 составляет больший процент крупной фауны динозавров и является вторым по численности таксоном после трицератопса , за которым следует эдмонтозавр . Это удивительно согласуется с (1) двумя основными отложениями (MOR, лок. HC-530 и HC-312) в песчанике Апекс и песке Джен-рекс, где были подсчитаны отдельные кости, и (2) в двух третях формации отражено в L3 и U3 записи только скелетов динозавров.

Трицератопс , безусловно, является самым распространенным динозавром с 40% (n = 72), тираннозавр занимает второе место с 24% (n = 44), эдмонтозавр занимает третье место с 20% (n = 36), за ним следует тесцелозавр с 8% (n = 15), орнитомимус - 5% (n = 9), а также пахицефалозавр и анкилозавр - оба по 1% (n = 2) встречаются относительно редко.

Ископаемые следы динозавров из формации Хелл-Крик очень редки. По состоянию на 2017 год существует только одна находка возможного следа тираннозавра рекса , датированная 2007 годом и описанная годом позже. [19] Самый большой череп трицератопса, когда-либо обнаруженный, по прозвищу «Король Драконов», был найден в Глендайве, штат Монтана, который находится в формации Хелл-Крик. [20] [21]

Эуманирапторы

Исторически многочисленные зубы были отнесены к различным таксонам дромеозаврид и троодонтид , при этом окаменелости тела известны только из более древних формаций, включая дромеозавра , заурорнитолестеса и троодона . Однако в исследовании 2013 года Evans et al. пришли к выводу, что в комплексах Хелл-Крик-Ланс мало свидетельств существования более чем одного таксона дромеозаврид, Acheroraptor , что делает эти таксоны непригодными для этой формации. Это было опровергнуто в исследовании 2015 года DePalma et al. , когда они описали новый род Dakotaraptor , крупный вид дромеозавров. [22] Ископаемые зубы различных троодонтид и целурозавров распространены по всей формации Хелл-Крик; наиболее известные примеры включают Paronychodon , Pectinodon и Richardoestesia соответственно.

Флора

Деталь диорамы Хелл-Крик в Общественном музее Милуоки представлена ​​прибрежным лесом, в котором преобладают покрытосеменные растения .

Формация Хелл-Крик представляла собой низкую пойму в то время, пока море не отступило, и во влажной почве густого леса присутствовало разнообразие покрытосеменных и хвойных деревьев . В подлеске леса росло бесконечное разнообразие травянистых цветущих растений , папоротников и мхов . На обнаженных отмелях крупных речных систем росли кустарники и виноградники . Свидетельства существования лесной среды в подавляющем большинстве подтверждаются окаменелой древесиной , укоренившимися глеевыми палеопочвами [ 23] и вездесущими листьями деревьев. Наличие простых и лопастных листьев в сочетании с чрезвычайно высоким разнообразием двудольных , вымерших цикадоидных Nilssoniocladus , гинкго , многих видов однодольных и нескольких видов хвойных отличается от любого современного растительного сообщества. Существует множество типов листьев, семян, цветов и других структур покрытосеменных или цветковых растений. Формация Хелл-Крик этого слоя содержит более 300 табличек, из которых покрытосеменные являются безусловно самой разнообразной и доминирующей флорой всей популяции, около 90 процентов, за ними следуют около 5% хвойных , 4% папоротников и другие. По сравнению с сегодняшней флорой Хелл-Крик, которая представляет собой прерии , тогда флора Хелл-Крик представляла собой лиственные леса, смешанные с лиственными и вечнозелеными лесами. В отличие от сегодняшних Великих равнин , присутствие многих теплолюбивых таксонов, таких как пальмы и имбирь, означало, что тогда климат был теплее и влажнее.

Ископаемые плоды из формации Хелл-Крик Spinifructus antiquus семейства пальмовых ( Arecaceae ), тесно связанных с родом Astrocaryum .

Растения формации Хелл-Крик обычно представляют собой прибрежные леса с преобладанием покрытосеменных растений различного разнообразия, в зависимости от стратиграфического положения и осадочной среды . По-видимому, в стратиграфическом диапазоне от нижних до верхних частей формации Хелл-Крик видны цветочные переходы . По этой причине Кирк Джонсон и Лео Хики разделили его на пять зон и описали их как HCIa, HCIb, HCIIa, HCIIb и HCIII как отражение изменений цветка с течением времени. [24] Например, в зоне HCIA преобладают «Dryophyllum» subfalcatum , Leepierceia preartocarpoides, «Vitis» stantonii и «Celastrus» taurenensis , и она расположена на глубине от 55 до 105 метров ниже пограничного слоя K-Pg . Хотя зона HCIb представляет собой очень тонкий слой, около 5 метров породы, она содержит необычайно большое разнообразие травянистых и кустарниковых растений, включая Urticaceae , Ranunculaceae , Rosaceae и Cannabaceae . [25] [26]

Есть свидетельства существования переходных флор в середине формации Хелл-Крик, о чем свидетельствуют зоны HCII и HCIII. Флора HCII представляет собой переходный период, когда таксоны из нижнего течения Хелл-Крик заменяются флорой HCIII. Разнообразие зоны HCIII очень велико, а ее состав более однороден, чем у HCII, многие из которых были редки или отсутствовали в зонах ниже, а некоторые другие, которые раньше были обычными ниже, стали более редкими в зоне HCIII. Эти формы включают Elatides longifolia , «Dryophyllum» tennessensis , Liriodendrites bradacii и многие представители Laurales, включая Bisonia niemii , «Ficus» planicostata и Marmarthia tributionis , в то время как «Celastrus» taurenensis , Leepierceia preartocarpoides и многие кипарисовые хвойные стали более редкими. Это явление предполагает, что глобальная температура повышалась в течение последних 300 000–500 000 лет мелового периода . [25] [26] [27] [28]

Джонсон утверждает, что в формации Хелл-Крик нет трав , дубов , кленов , буков , инжира или ив . Нет никаких свидетельств существования папоротниковых прерий. [29] Однако существовало чрезвычайно высокое разнообразие покрытосеменных - платаны обыкновенные , Dryophyllum subfalcatum , Leepierceia preartocarpoides и пальмы - наряду с вымершими цикадоидными Nilssoniocladus , гинкго , араукариевыми , подокарпными и кипарисовыми хвойными деревьями . Это представляет собой смешанный лиственный и вечнозеленый широколиственный лес в виде ландшафта Хелл-Крик. Природа этих лесов неясна, поскольку Джонсон обнаружил, что большинство родов покрытосеменных и хвойных растений сейчас вымерли. Он также считает, что примерно 80% таксонов наземных растений вымерло на территории нынешних Великих равнин на границе K-Pg . С другой стороны, наблюдается значительное увеличение количества спор ископаемых папоротников в двухсантиметровой толще породы, которая непосредственно перекрывает слой ударных осадков (знаменитый пограничный слой K-Pg ). Это увеличение обилия спор папоротников обычно называют « шипом папоротника » (это означает, что если бы на графике было показано обилие спор как функция стратиграфического положения, на графике был бы виден всплеск чуть выше слоя ударных осадков).

Многие из современных растений формации Хелл-Крик (например, растения с префиксом «aff» или с кавычками вокруг названия рода) на самом деле могут не принадлежать к этим родам; вместо этого это могут быть совершенно разные растения, напоминающие современные роды. Таким образом, возникает некоторый вопрос относительно того, действительно ли современные Фикусы или Югланы , как два примера, жили в позднем меловом периоде .

По сравнению с богатыми местонахождениями ископаемых растений формации Хелл-Крик в Дакоте , в Монтане было собрано относительно мало образцов растений. Несколько таксонов были собраны Шумейкером в Брауни-Бьютт-Монтана, но большинство растений было собрано в Северной Дакоте ( округ Слоуп ) и в Южной Дакоте . Среди местностей Мад-Баттс, расположенный в округе Боумен , Северная Дакота , вероятно, представляет собой самый богатый известный комплекс мегафлоры и самый разнообразный карьер листьев из формации Хелл-Крик. [26] «ТИП» после бинома означает, что он представлен типовым экземпляром, найденным в коллекциях Йельского музея Пибоди . «YPM» — это префикс номера экземпляра из музея Йель-Пибоди ; «DMNH» означает Денверский музей природы и науки ; «USNM» означает Смитсоновский национальный музей естественной истории ; и так далее. Большинство образцов мегафлоры Хелл-Крик собраны в Денверском музее природы и науки .

Обзор (из Johnson, 2002) : 302 морфотипа растений, основанных только на листьях, в том числе :

Растения формации Хелл-Крик

Голосеменные растения

Гинкго

покрытосеменные растения

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Уайт, Пол Д.; Фастовский, Дэвид Э.; Шихан, Питер М. (февраль 1998 г.). «Тафономия и предполагаемая структура комплекса динозавров формации Хелл-Крик (Маастрихт), Восточная Монтана и Западная Северная Дакота». ПАЛЕОС . 13 (1). Общество осадочной геологии SEPM: 41–51. Бибкод : 1998Palai..13...41W. дои : 10.2307/3515280. JSTOR  3515280 . Проверено 13 ноября 2020 г. .
  2. ↑ Фаулер, Денвер (5 ноября 2020 г.). «Формация Хелл-Крик, Монтана: стратиграфический обзор и пересмотр на основе последовательного стратиграфического подхода». Геонауки . 10 (11): 435. Бибкод : 2020Geosc..10..435F. doi : 10.3390/geosciences10110435 . ISSN  2076-3263.
  3. ^ Босуэлл, Эвелин. «Рай в Хелл-Крик». Государственный университет Монтаны . Проверено 2 апреля 2007 г.
  4. ^ Лаборатория Уилсона
  5. ^ Служба национальных парков США, 1966 г.
  6. ^ Хассон и др. 2011.
  7. ^ ЛеКейн 2010, с.  [ нужна страница ] .
  8. ^ Аб Пирсон и др. 2002.
  9. ^ Джонсон и др., 2002 г.
  10. ^ ДеПальма и др. 2019.
  11. ^ Броуд, 2019.
  12. ^ Престон, 2019.
  13. ^ Ричардсон, Т (2008). «Пространственное расположение ископаемых видов в формации Хелл-Крик: перспективы и выводы». Международный журнал палеогеологии . 12 (24).
  14. ^ ДеПальма 2010.
  15. ^ Лофгрен, 1997 г.
  16. ^ Брайтаупт, 1997.
  17. ^ Эберт, 1997.
  18. ^ Хорнер, Джон Р.; Гудвин, Марк Б; Мирволд, Натан (2011). «Перепись динозавров выявила большое количество тираннозавров и редкие онтогенетические стадии в верхнемеловой формации Хелл-Крик (Маастрихт), Монтана, США». ПЛОС ОДИН . 6 (2): e16574. Бибкод : 2011PLoSO...616574H. дои : 10.1371/journal.pone.0016574 . ПМК 3036655 . ПМИД  21347420. 
  19. ^ Мэннинг, Отт и Фолкингем 2008.
  20. ^ «Как череп динозавра стоимостью 1,8 миллиона долларов попал из Монтаны в Гонконг» . 23 апреля 2015 г.
  21. ^ «Ваш за 1,8 миллиона долларов или больше: череп «самого большого динозавра в мире» выставлен на продажу в Гонконге» . 25 апреля 2015 г.
  22. ^ Эванс, 2013.
  23. ^ Фастовский, Дэвид Э.; Максуини, Кевин (1987). «Палеопочвы, охватывающие переход мела и палеогена, восточную Монтану и западную часть Северной Дакоты». Бюллетень Геологического общества Америки . 99 (1): 66. Бибкод : 1987GSAB...99...66F. doi :10.1130/0016-7606(1987)99<66:PSTCTE>2.0.CO;2.
  24. ^ Джонсон, Кирк Р.; Хики, Лео Дж. (1990). «Мегафлоральные изменения на границе мелового и третичного периодов на севере Великих равнин и Скалистых гор, США». Глобальные катастрофы в истории Земли; Междисциплинарная конференция по воздействиям, вулканизму и массовой смертности . Специальные статьи Геологического общества Америки. Том. 247. стр. 433–444. дои : 10.1130/SPE247-p433. ISBN 0-8137-2247-0.
  25. ^ Аб Джонсон 1989, с.  [ нужна страница ] .
  26. ^ abc Джонсон, Кирк Р. (2002). «Мегафлора Хелл-Крик и нижних формирований Форт-Юнион в западной Дакоте: реакция растительности на изменение климата, событие на границе мелового и третичного периодов и быстрая морская трансгрессия». Формация Хелл-Крик и граница мелового и третичного периодов на севере Великих равнин: комплексная континентальная запись конца мелового периода . дои : 10.1130/0-8137-2361-2.329. ISBN 978-0-8137-2361-7.
  27. ^ Джонсон, Кирк Р.; Николс, Дуглас Дж.; Аттреп, Моисей; Орт, Чарльз Дж. (август 1989 г.). «Запись окаменелостей листьев высокого разрешения, охватывающая границу мелового и третичного периодов». Природа . 340 (6236): 708–711. Бибкод : 1989Natur.340..708J. дои : 10.1038/340708a0. S2CID  4302433.
  28. ^ Барнет, Джеймс СК; Литтлер, Кейт; Крун, Дик; Ленг, Мелани Дж.; Вестерхолд, Томас; Рёль, Урсула; Захос, Джеймс К. (февраль 2018 г.). «Новая хронология с высоким разрешением потепления в конце Маастрихта: установление прочных временных связей с началом деканского вулканизма». Геология . 46 (2): 147–150. Бибкод : 2018Geo....46..147B. дои : 10.1130/G39771.1. hdl : 10871/30937 .
  29. ^ Реталлак, Грегори Дж. (ноябрь 1994 г.). «Педотипический подход к палеопочвам позднего мелового и раннего третичного периода в восточной Монтане». Бюллетень Геологического общества Америки . 106 (11): 1377–1397. Бибкод : 1994GSAB..106.1377R. doi :10.1130/0016-7606(1994)106<1377:APATLC>2.3.CO;2.

Библиография

Общий
Геология
Палеонтология

дальнейшее чтение

Внешние ссылки