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 в основном верхнемеловых и некоторых нижнепалеоценовых пород в Северной Америке, названное по обнажениям, изученным вдоль Хелл-Крик , недалеко от Джордана, штат Монтана . Формация простирается на части Монтаны , Северной Дакоты , Южной Дакоты и Вайоминга . [1] В Монтане формация Хелл-Крик залегает над формацией Фокс-Хиллз . Место национального памятника Помпейс-Пиллар — небольшая изолированная часть формации Хелл-Крик. В 1966 году район ископаемых Хелл-Крик был объявлен Национальной природной достопримечательностью Службой национальных парков.

Это серия пресных и солоноватоводных глин , аргиллитов и песчаников, отложившихся в маастрихте и датском ярусе (соответственно, в конце мелового периода и начале палеогена ) в результате речной активности в флуктуирующих речных руслах и дельтах, а также очень редких торфяных болотных отложений вдоль низменной восточной континентальной окраины, выходящей на позднемеловой Западный внутренний морской путь . [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 , встречается в виде прерывистого, но отчетливого тонкого маркерного напластования выше и иногда внутри формации, вблизи ее границы с вышележащей формацией Форт-Юнион .

Самая большая в мире коллекция окаменелостей из Хелл-Крик хранится и экспонируется в Музее Скалистых гор в Бозмене, штат Монтана . [3] Представленные образцы являются результатом проекта музея «Хелл-Крик», совместного проекта музея, Университета штата Монтана , Вашингтонского университета , [4] Калифорнийского университета в Беркли , Университета Северной Дакоты и Университета Северной Каролины , который начался в 1998 году.

Описание

Формация Хелл-Крик — 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 . Формация простирается на части Монтаны , Северной Дакоты , Южной Дакоты и Вайоминга . В Монтане формация Хелл-Крик залегает над формацией Фокс-Хиллс .

Динозавры и птерозавры формации Хелл-Крик

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

Геология

Карта формаций Хелл-Крик и Лэнс на западе Северной Америки

Формация Хелл-Крик в Монтане залегает над формацией Фокс-Хиллс и подстилает формацию Форт-Юнион , а граница с последней проходит вблизи границы мела и палеогена (K-Pg), которая определяет конец мелового периода и датируется возрастом 66 ± 0,07 млн ​​лет. [6] Предполагается, что толщина формации в 90 метров (300 футов) была отложена примерно за 2 миллиона лет. [7] Фауна, характерная для Хелл-Крик (ланкийский возраст наземных позвоночных), встречается на высоте нескольких метров ниже границы. [8]

Граница K-Pg обычно расположена вблизи контакта между верхним ручьем Хелл-Крик и нижним пластом Ладлоу формации Форт-Юнион , хотя в некоторых областях (например, в Северной Дакоте) граница находится в пределах пласта Ладлоу, на 3 метра (9,8 фута) выше границы с ручьем Хелл-Крик в некоторых областях. [8] С другой стороны, в некоторых небольших регионах Монтаны формация Хелл-Крик содержит границу K-Pg и немного простирается в палеоген. [9]

На месте находки Танис в Северной Дакоте имеются доказательства того, что предположительно является записью последствий падения метеорита Чиксулуб , например, хаотичное смешивание ископаемых останков и слоя стеклянных тектитов с соответствующими следами удара, которые отложились в течение нескольких минут или часов после падения. [10] [11] [12]

Палеобиология

Фауна Хелл-Крик

Останки многих животных, включая динозавров, были найдены в формации Хелл-Крик. Ее расположение на изменчивом соединении восточного побережья Ларамидии и прилегающих западных отмелей Западного внутреннего морского пути привело к сохранению окаменелостей как морских, так и наземных существ. [13] Позвоночные включают динозавров, птерозавров , крокодилов , чампсозавров , ящериц , змей , черепах , лягушек и саламандр . Останки рыб и млекопитающих также были найдены в формации Хелл-Крик. Формация произвела впечатляющие скопления 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 орнитомимидов , ценагнатид , таких как Anzu , множество мелких тероподов , пахицефалозавров , анкилозавров , крокодиломорфов и чешуйчатых , включая различные окаменелости животных, обнаруженные в формации Хелл-Крик. Самый полный динозавр- гадрозавр , когда-либо найденный, эдмонтозавр , был извлечен в 2000 году из формации Хелл-Крик и широко разрекламирован в документальном фильме National Geographic, показанном в декабре 2007 года. Также были найдены 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 терпимы к пресной воде. «Ланцианская» фауна в целом филогенетически более похожа на восточноазиатскую и канадскую/аляскинскую фауны, чем на большинство кампанских североамериканских фаун. Известны ископаемые насекомые из включений, найденных в янтаре . [14]

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

Условия осадконакопления

Доминирующие растения формации Хелл-Крик — это в основном цветковые растения.

Это серия пресноводных и солоноватоводных глин , аргиллитов и песчаников, отложившихся в маастрихте и датском ярусе (соответственно, в конце мелового периода и начале палеогена ) в результате речной активности в флуктуирующих каналах и дельтах , а также очень редких торфяных болотных отложений вдоль низменной восточной континентальной окраины, выходящей на позднемеловой Западный внутренний морской путь . Формация Хелл-Крик, как это типично для обнажений в районе Форт-Пек в Монтане, была интерпретирована как плоская, покрытая лесом пойма с относительно субтропическим климатом , которая поддерживала различные растения, начиная от покрытосеменных деревьев и заканчивая голосеменными, такими как хвойные , цикадовые и гинкго , а также папоротники и мхи . Формация Хелл-Крик была отложена ручьями на прибрежной равнине вдоль края Западного внутреннего морского пути . Присутствие крокодилов свидетельствует о том, что климат был субтропическим; не было холодного времени года и, вероятно, выпадало достаточно осадков .

Формация Хелл-Крик, формация Лэнс и формация Сколлард представляют собой различные участки западного побережья мелководного моря , разделявшего западную и восточную часть Северной Америки в меловой период. Болотистые низменности были средой обитания различных животных, включая динозавров. Широкая прибрежная равнина простиралась на запад от морского пути до недавно образованных Скалистых гор . Эти формации в основном состоят из песчаника и аргиллита, которые были отнесены к пойменным , речным , озерным , болотным, эстуарным и прибрежным равнинным средам. [15] [16] [17] Хелл-Крик является наиболее изученной из этих древних сред. В то время в этом регионе был субтропический, теплый и влажный климат. Климат был влажным, с цветущими растениями, хвойными, пальмами и папоротниками на болотах, а также хвойными, пологовыми , подлесковыми растениями, большим разнообразием покрытосеменных деревьев и кустарников в лесах. На северо-западе Южной Дакоты полосы черных слоев, отложенных в заболоченной среде, богаты углем, а также накопился яркий полосообразный слой песка и ила из поймы реки. Поддерживались многие виды растений, в основном покрытосеменные, реже хвойные , папоротники и цикадовые . Обилие ископаемых листьев обнаружено в десятках различных мест, что указывает на то, что эта территория была в основном покрыта лесами из деревьев малого и среднего размера.

Содержание ископаемых

Динозавры

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

Исследование палеопопуляции является одним из самых сложных анализов для проведения в полевой палеонтологии. Вот последняя оценка пропорций восьми наиболее распространенных семейств динозавров в формации Хелл-Крик, основанная на подробных полевых исследованиях Хорнера, Гудвина и Мирволда (2011) [18]

Выступы, отобранные в ходе проекта Hell Creek, были разделены на три секции: нижняя, средняя и верхняя. Верхняя и нижняя секции были в центре внимания отчета PLoS One, и в каждой части было обнаружено много останков трицератопса , эдмонтозавра и тираннозавра . Трицератопс был наиболее распространенным в каждой секции, но тираннозавр был столь же распространен, если не немного более распространен, 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 были относительно редкими. Другие динозавры, такие как Sphaerotholus , Denversaurus , Torosaurus , Struthiomimus , Acheroraptor , Dakotaraptor , Pectinodon , возможный Parasaurolophus walkeri , Richardoestesia , Paronychodon , Anzu , Leptorhynchos и Troodon (скорее Pectinodon) , были указаны как редкие и не включены в разбивку.

Сборы динозавров, сделанные за последнее десятилетие в ходе проекта Hell Creek, дали новую информацию из улучшенной схемы сбора на уровне рода и надежного набора данных, которые выявили относительное обилие динозавров, которое было неожиданным, и онтогенетические возрастные классы, ранее считавшиеся редкими. Мы признаем гораздо более высокий процент тираннозавра , чем в предыдущих исследованиях. Тираннозавр равен эдмонтозавру в U3 и в L3 составляет больший процент крупной фауны динозавров как второй по распространенности таксон после трицератопса , за которым следует эдмонтозавр . Это удивительно согласуется в (1) двух основных отложениях отставания (MOR loc. HC-530 и HC-312) в песчанике Апекс и песке Джен-Рекс, где были подсчитаны отдельные кости, и (2) в двух третях формации, отраженных в записях L3 и U3 только скелетов динозавров.

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

Ископаемые следы динозавров из формации Хелл-Крик встречаются очень редко. По состоянию на 2017 год была обнаружена только одна находка возможного следа тираннозавра рекса , датируемая 2007 годом и описанная годом позже. [19] Самый большой череп трицератопса, когда-либо обнаруженный, прозванный «Королем драконов», был найден в Глендайве, штат Монтана, в формации Хелл-Крик. [20] [21]

Эуманираптораны

Исторически многочисленные зубы приписывались различным таксонам дромеозавридов и троодонтид с известными окаменелостями тела только из более старых формаций, включая Dromaeosaurus , Saurornitholestes и Troodon . Однако в исследовании 2013 года Эванс и др. пришли к выводу, что существует мало доказательств для более чем одного таксона дромеозавридов, Acheroraptor , в комплексах Хелл-Крик-Лэнс, что сделало бы эти таксоны недействительными для этой формации. Это было опровергнуто в исследовании 2015 года ДеПальмы и др. , когда они описали новый род Dakotaraptor , крупный вид дромеозавров. [22] Окаменелые зубы различных троодонтид и целурозавров распространены по всей формации Хелл-Крик; наиболее известные примеры включают Paronychodon , Pectinodon и Richardoestesia соответственно.

Флора

Фрагмент диорамы «Хелл-Крик» в Публичном музее Милуоки представлен прибрежным лесом с преобладанием покрытосеменных растений .

Формация Хелл-Крик была низкой поймой во времена, пока море не отступило, и на влажной почве густого леса присутствовало разнообразие покрытосеменных и хвойных . Большое разнообразие травянистых цветковых растений , папоротников и мхов росло в подлеске леса. На открытых мысах крупных речных систем были кустарники и лианы . Доказательства лесной среды в подавляющем большинстве подтверждаются окаменелой древесиной , укорененными глеевыми палеосолями [23] и повсеместными листьями деревьев. Наличие простых и лопастных листьев в сочетании с чрезвычайно высоким разнообразием двудольных , вымершим цикадовым Nilssoniocladus , Ginkgo , многими типами однодольных и несколькими типами 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 растения являются 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 является прерией , тогда флора Хелл-Крик представляла собой лиственный лес, смешанный с листопадным и вечнозеленым лесом. В резком контрасте с Великими равнинами сегодня, присутствие многих термофильных таксонов, таких как пальмы и имбирь, означало, что климат тогда был теплее и влажнее.

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

Растения формации Хелл-Крик в целом представляют собой прибрежные леса с преобладанием покрытосеменных растений различного разнообразия в зависимости от стратиграфического положения и осадочной среды . По-видимому, существуют флористические переходы, видимые в стратиграфическом диапазоне от нижней до верхней формации Хелл-Крик. По этой причине Кирк Джонсон и Лео Хики разделили ее на пять зон и описали их как HCIa, HCIb, HCIIa, HCIIb и HCIII как отражение флористических изменений с течением времени. [24] Например, в зоне HCIa доминируют "Dryophyllum" subfalcatum , Leepierceia preartocarpoides, "Vitis" stantonii и "Celastrus" taurenensis , и она расположена на 55–105 метров ниже пограничного слоя K-Pg . Хотя зона HCIb представляет собой очень тонкий слой, около 5 метров скальной породы, она содержит необычайно большое разнообразие травянистых и кустарниковых растений, включая крапивные , лютиковые , розоцветные и конопляные . [25] [26]

Существуют свидетельства переходных флор в середине формации Хелл-Крик, как показано зонами HCII и HCIII. Флора HCII представляет собой переходный период, когда таксоны из нижнего Хелл-Крик заменяются флорой HCIII. Разнообразие зоны HCIII очень высокое, а ее состав более однороден, чем у HCII, многие из которых были редкими 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 многих представителей Laurales, включая Bisonia niemii , "Ficus" planicostata и Marmarthia trivialis , в то время как "Celastrus" taurenensis , Leepierceia preartocarpoides и многие хвойные кипарисовые 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 . Также нет никаких свидетельств существования папоротниковых прерий. [29] Однако там было чрезвычайно высокое разнообразие покрытосеменных — обычные платаны , «Dryophyllum» subfalcatum , Leepierceia preartocarpoides и пальмы — наряду с вымершими цикадовыми Nilssoniocladus , Ginkgo , араукариевыми , подокарповыми и кипарисовыми хвойными . Это представляет собой смешанный листопадный и вечнозеленый широколиственный лес , как ландшафт Хелл-Крик. Природа этих лесов неопределенна, поскольку Джонсон обнаружил, что большинство родов покрытосеменных и хвойных в настоящее время вымерли. Он также считает, что примерно 80% таксонов наземных растений вымерли на территории, которая сейчас является Великими равнинами на границе K-Pg . С другой стороны, наблюдается значительное увеличение обилия спор ископаемых папоротников в двухсантиметровом слое породы, который непосредственно залегает над слоем выпавших осадков (знаменитый слой границы K-Pg ). Это увеличение обилия спор папоротников обычно называют « папоротниковым шипом » (это означает, что если бы обилие спор как функция стратиграфического положения было нанесено на график, то на графике был бы виден пик прямо над слоем выпавших осадков).

Многие из современных родственных растений в формации Хелл-Крик (например, те, у которых есть префикс "aff." или кавычки вокруг названия рода) на самом деле могут не принадлежать к этим родам; вместо этого они могут быть совершенно другими растениями, которые напоминают современные роды. Поэтому возникает вопрос относительно того, действительно ли современные Ficus или Juglans , как два примера, жили в позднем мелу .

По сравнению с богатыми местонахождениями ископаемых растений формации Хелл-Крик в Дакотах , относительно немного образцов растений было собрано в Монтане. Несколько таксонов были собраны в Брауни-Бьютт, Монтана, Шумейкером, но большинство растений были собраны в Северной Дакоте ( округ Слоуп ) и Южной Дакоте . Среди местонахождений Мад-Бьютс, расположенный в округе Боумен , Северная Дакота , вероятно, является самым богатым известным комплексом мегафлоры и самым разнообразным листовым карьером из формации Хелл-Крик. [26] «ТИП» после бинома означает, что он представлен типовым образцом, найденным в коллекциях музея Йеля-Пибоди . «YPM» — префикс для номера образца музея Йеля-Пибоди ; «DMNH» — для Денверского музея природы и науки ; «USNM» — для Смитсоновского национального музея 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

Гинкго

Покрытосеменные

Смотрите также

Ссылки

  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». PALAIOS . 13 (1). SEPM Society for Sedimentary Geology: 41–51. Bibcode :1998Palai..13...41W. doi :10.2307/3515280. JSTOR  3515280 . Получено 13 ноября 2020 г. .
  2. ^ Фаулер, Денвер (5 ноября 2020 г.). «Формация Хелл-Крик, Монтана: стратиграфический обзор и ревизия на основе подхода к стратиграфии последовательностей». Geosciences . 10 (11): 435. Bibcode :2020Geosc..10..435F. doi : 10.3390/geosciences10110435 . ISSN  2076-3263.
  3. ^ Босвелл, Эвелин. «Рай в Хелл-Крик». Университет штата Монтана . Получено 2 апреля 2007 г.
  4. ^ Лаборатория Уилсона
  5. ↑ Служба национальных парков США, 1966 г.
  6. ^ Хассон и др. 2011.
  7. ^ LeCain 2010, стр.  [ нужна страница ] .
  8. ^ ab Пирсон и др. 2002.
  9. ^ Джонсон и др., 2002
  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
  16. ^ Брейтхаупт, 1997
  17. ^ Эберт, 1997
  18. ^ Хорнер, Джон Р.; Гудвин, Марк Б.; Мирволд, Натан (2011). «Перепись динозавров выявила обильные тираннозавры и редкие онтогенетические стадии в верхнемеловой формации Хелл-Крик (маастрихт), Монтана, США». PLOS ONE . ​​6 (2): e16574. Bibcode :2011PLoSO...616574H. doi : 10.1371/journal.pone.0016574 . PMC 3036655 . PMID  21347420. 
  19. ^ Мэннинг, Отт и Фолкингем 2008.
  20. ^ «Как череп динозавра стоимостью 1,8 миллиона долларов перебрался из Монтаны в Гонконг». 23 апреля 2015 г.
  21. ^ «Ваш за 1,8 млн долларов США или больше: череп «самого большого в мире динозавра» продается в Гонконге». 25 апреля 2015 г.
  22. ^ Эванс, 2013
  23. ^ Фастовский, Дэвид Э.; МакСуини, Кевин (1987). "Палеопочвы, охватывающие переход мела в палеоген, восточная Монтана и западная Северная Дакота". Бюллетень Геологического общества Америки . 99 (1): 66. Bibcode : 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 доклады Геологического общества Америки. Том 247. стр. 433–444. doi :10.1130/SPE247-p433. ISBN 0-8137-2247-0.
  25. ^ ab Johnson 1989, стр.  [ нужна страница ] .
  26. ^ abc Джонсон, Кирк Р. (2002). "Мегафлора формаций Хелл-Крик и нижнего Форт-Юнион в западной Дакоте: растительный ответ на изменение климата, событие границы мелового и третичного периодов и быстрая морская трансгрессия". Формация Хелл-Крик и граница мелового и третичного периодов на севере Великих равнин: комплексная континентальная летопись конца мелового периода . doi :10.1130/0-8137-2361-2.329. ISBN 978-0-8137-2361-7.
  27. ^ Джонсон, Кирк Р.; Николс, Дуглас Дж.; Аттреп, Мозес; Орт, Чарльз Дж. (август 1989 г.). «Высокоразрешающая летопись листьев и ископаемых, охватывающая границу мелового и третичного периодов». Nature . 340 (6236): 708–711. Bibcode :1989Natur.340..708J. doi :10.1038/340708a0. S2CID  4302433.
  28. ^ Барнет, Джеймс СК; Литтлер, Кейт; Крун, Дик; Ленг, Мелани Дж.; Вестерхольд, Томас; Рёль, Урсула; Захос, Джеймс К. (февраль 2018 г.). «Новая хронология высокого разрешения для позднего маастрихтского потепления: установление надежных временных связей с началом деканского вулканизма». Геология . 46 (2): 147–150. Bibcode : 2018Geo....46..147B. doi : 10.1130/G39771.1. hdl : 10871/30937 .
  29. ^ Retallack, Gregory J. (ноябрь 1994 г.). «Педотипический подход к позднемеловым и раннетретичным палеопочвам восточной Монтаны». Бюллетень Геологического общества Америки . 106 (11): 1377–1397. Bibcode : 1994GSAB..106.1377R. doi : 10.1130/0016-7606(1994)106<1377:APATLC>2.3.CO;2.

Библиография

Общий
Геология
Палеонтология

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки