Aki egy kicsit jártasabb a dinoszauruszokkal kapcsolatban, annak feltűnhetett, hogy a közismert fajok igen nagy része élt a korabeli Észak-Amerikában, a Diplodocusok, Triceratopsok, Tyrannosaurusok lelőhelyei pedig nagyrészt a Sziklás-hegységben és annak keleti előterében csoportosulnak. Mi lehet ennek az oka? Valóban több nagy méretű dinoszauruszfaj élt annak idején ebben a régióban, vagy egyszerűen ezen fajok „modern marketingje” jobbnak bizonyult a máshol fellelt maradványokénál?
Bár az itteni fajok ismertségében valamennyire szerepe van az emberi tényezőnek is, a fő ok a terület egykori és mostani geológiai viszonyaiban keresendő: a jura és kréta időszaki Északnyugat-Amerika élőhelyei egyrészt rendkívül változatosak voltak, ami kedvezett a sokféle – és esetenként igencsak nagy méretű – dinoszauruszfaj kialakulásának, másrészt a helyi üledékképződési viszonyok abban is segítettek, hogy maradványaik nagy számban megőrződhessenek. Az újabb földtörténeti fejlemények pedig arról gondoskodtak, hogy ezek jelenleg „könnyen” hozzáférhetők legyenek.
A Green és a Yampa folyók mentén kipreparálódott jura időszaki rétegek - (forrás)
Hogy mindez érthetőbbé válhasson, érdemes röviden megismerkednünk a Sziklás-hegység és előtere földtörténetével, valamint két, dinoszauruszkövületekben különösen gazdag földtani réteggel: a Morrison- és a Hell Creek-formációval.
Ha ránézünk a térképre, a Sziklás-hegység amerikai egyesült államokbeli szakasza különleges képet mutat: egy roppant széles, nagy kiterjedésű magashegységi övezet, ahol a 4000 métert meghaladó magasságú hegyláncok medencéket és fennsíkokat fognak közre, miközben keleti előtere, a Préri is fokozatosan emelkedik 1500 méter fölé. Ennek oka, hogy az ebben a régióban egymásnak feszülő kőzetlemezek közötti „lemezszilánkok” meglehetősen sekély szögben buktak az Észak-amerikai-lemez alá, a folyamat pedig több, egymást követő hegységképződési periódus során játszódott le – ez pedig létrehozta azt a közeget, amely ideális volt a fosszíliák kialakulásához, megőrződéséhez és modern feltárásához.
A Morrison-formáció jól megkülönböztethető sötét rétegei - (forrás)
Ősi hegységképződés mentén
Az említett hegységképződési folyamat még meglehetősen kezdetleges szakaszában volt a jura időszak hajnalán. Mintegy 200 millió évvel ezelőtt a mai Észak-Amerika keleti felén a korábban létrejött lánchegységek (azaz a mai Appalache) lassan lepusztulóban voltak, a nyugati oldalon (vagyis a Pangea szuperkontinens peremén), a mérsékelten aktív lemezszegély mentén egy jóval keskenyebb hegységrendszer alakult ki, mely részben szintén pusztulóban volt, a köztük lévő, gyakran sekély tengerelöntéssel borított medencékben pedig jelentős mennyiségű üledék halmozódott fel. Nagyjából 170 millió évvel ezelőtt a terület nyugati részén komoly változások következtek be: délnyugaton megkezdődött a mai Atlanti-óceán középső részének kinyílása – ami lassan északi, északnyugati irányba tolta a mai Észak-Amerikát. Következtében az Ős-csendes-óceáni lemeznek feszülő kontinens az óceáni lemez komolyabb szubdukcióját (alábukását), illetve helyenként a lemezek egymás melletti elmozdulását indította meg.
Az így felgyűrődő hegység keleti oldalán egy nagy méretű üledékgyűjtő medence jött létre, melynek északi részét általában tenger borította, déli részén azonban egy rendkívül változatos terület jött létre. A medenceperem hegységei ugyan viszonylag bőséges csapadékot kaptak, azonban a forró, de száraz és az év egyik felében szinte semmi csapadékhoz nem jutó medencebelső már egész más képet mutatott: a legmélyebb részen mocsarak és tavak (köztük sóstavak) és széles folyami árterek terpeszkedtek, melyeket a medence központi részén a porózus alapkőzet résvízkészlete is táplált a medenceperemről lefutó folyók mellett. Utóbbiak középső szakaszai viszont a száraz időszakban gyakran kiszáradtak, sivatagos, félsivatagos, helyenként futóhomokos közeget teremtve.
Hosszúnyakúak előnyben
Mindez azzal járt együtt, hogy a területen élő állatok évszakos vándorlásra kényszerültek, ráadásul az itatóhelyek gyakran kiszáradtak, ami elsősorban a nagy méretű (lassú metabolizmussal rendelkező, de nagy távokat megtenni képes), hosszú nyakú (azaz a növényeket bármilyen környezetben elérő) növényevők számára tette lehetővé a nagyobb arányú túlélést, így nem meglepő, hogy a legnagyobb Sauropodák jelentős része errefelé élt. A kiszáradó és időről időre homokkal betakart tavak pedig eszményi lehetőséget kínáltak az itt elpusztult őslények maradványainak megőrződésére. Ennek fényében nem meglepő, hogy a mintegy 147–155 millió évvel ezelőtt lerakódott, nagyrészt homokkőből, agyagból és mészkőből álló, a környékbeli vulkáni tevékenység miatt könnyen azonosítható, sötét színű Morrison-formációból sikerült először leírni a „hosszúnyakú” Diplodocust, a Brachiosaurust, a Stegosaurust és az Allosaurust.
Észak-Amerika mintegy 75 millió évvel ezelőtt - (forrás)
A tágabb régió további földtörténete sem volt épp eseménytelen: az Atlanti-óceán fokozódó kinyílása az északnyugat felé elmozduló észak-amerikai kőzetlemez nyugati oldalán további orogenezist, azaz hegységképződést eredményezett: a nagyjából 70 millió évvel ezelőtt a „csúcsát elérő” Laramida-orogenezis mai szemmel igen furcsa „kontinensképet” hozott létre. Mivel az alábukó kőzetlemezek egyben magukra húzták a felül maradó lemezszegélyrészeket, a kialakuló Sziklás-hegység keleti oldalán széles medenceterület alakult ki, amelyet egy észak–déli irányú, nagyrészt sekély tenger foglalt el – a Nyugati Belső Víziút. Ennek nyugati oldalán terült el Laramidia folyódeltákkal, mocsarakkal átszabdalt partvidéki síksága, mely jóval több csapadékot kapott, mint a jura időszaki üledékgyűjtő medence – mind a tenger, mind a viszonylag alacsony, de dús növényzetű partvidéki erdőségek eszményi élőhelyet kínáltak a késő-kréta időszak változatos állatvilágának. A partvidéki, helyenként mocsaras erdőségekben élt a földtörténet e szakaszának leghíresebb népes őshüllő-populációja: a Triceratops, az Edmontosaurus és az ezeket fogyasztó Tyrannosaurus. A tenger menti alföldön szintén komoly homokköves, agyagos kőzetösszletek rakódtak le – a kréta időszak végén az üledékképződés a mainál vélhetően jóval gyorsabb volt. Egyrészt egy üvegház klímájára hasonlító éghajlaton bőségesen hullott a csapadék, és a fűfélék hiányában ekkor az erózió is jóval gyorsabb volt, másrészt az időszak végén a felfokozott vulkáni aktivitás is megkönnyítette az üledékképződést. Mindez elősegítette, hogy az itteni élővilág képviselőinek fosszíliái viszonylag nagyobb számban maradjanak fenn.
A Morrison-formáció hires utahi lelőhelye, a Dinosaur Quarry helyszínrajza: egy rendkívül leletgazdag ferde kőzetlapról van szó - (forrás)
Ideális üledékek
A két leghíresebb, dínókat rejtő összlet 68–66 millió évvel ezelőtt keletkezett: a mai Montanában, Észak- és Dél-Dakotában és Wyomingban található Hell Creek-formáció és a délebbre, Wyomingban és Coloradóban található Denver-formáció. (A felsorolt dinoszauruszok természetesen nem csak egy-egy geológiai formációban találhatóak meg, általában mind földrajzilag, mind időben is átlépték ezek „határait” – a Tyrannosaurus első lelete például a Denver-formációból származik, míg az első majdnem teljes csontváz a Hell Creek-formációból.) A Hell Creek-formáció ráadásul még egy sajátossága miatt válhatott (a Pokol-patakot jelentő nevével ellentétben) a paleontológusok paradicsomává. A kréta időszak végére a térszín lassú emelkedése és a globális tengerszintnek egy lehűlési periódus miatti csökkenése ugyanis a sekélytenger feldarabolódásához vezetett. A formáció a déli (a mai Mexikói-öböl meghosszabbításaként értelmezhető) tengerrész északi partvidékén jött létre. A terület homokpadjai és mocsaras lagúnái lényegében Laramidia és Appalachia közötti hídként szolgáltak az élővilág számára, másrészt a parti területet legalább négyszer elöntötte az előre nyomuló tenger, ami tovább fokozta az ősmaradványokat megőrizni tudó üledékképződést.
A Hell Creek-formáció kipreparálódott rétegei Kelet-Montanában - (forrás)
A térség geológiai fejlődése természetesen nem zárult le a dinoszauruszok 66 millió évvel ezelőtti eltűnését követően sem. A hegységképződés folytatódásával a sekélytenger tovább darabolódott, majd eltűnt, a kis szögben alábukó lemezdarabok pedig igen széles területen megemelték a felszínt (a leghíresebb kiemelt tömb a Colorado-fennsík, de a Mississippitől nyugatra elterülő síkságok is emiatt rendelkeznek a hegységhez közeledve egyre nagyobb tengerszint feletti magassággal. A térszín emelkedése azzal járt, hogy a jura–kréta időszakban lerakódott, fosszíliákban gazdag rétegek sokhelyütt ma is kiemelt, felszínközeli pozícióban vannak, és sok esetben a bemélyülő szurdokvölgyek kiválóan feltárják ezeket. Emellett az érintett terület java része a lánchegység szélárnyékában fekvő, kifejezetten száraz terület, azaz az ősi rétegek növényzet- és talajborítottsága is csekélyebb a megszokottnál, ami szintén megkönnyíti a feltárást. A Hell Creek-formáció ráadásul kora ellenére szinte minden esetben vízszintes településű, a tektonikai folyamatok által alig bolygatott réteg, azonfelül az érintett földterületek nagyrészt szövetségi vagy tagállami tulajdonban vannak, ami igencsak megkönnyíti a kutatók dolgát.
Feltárás – dinamittal
Persze ahhoz, hogy az említett rétegek ennyire fontos lelőhelyekké váljanak, a természeti tényezők miatt szükség volt az emberi tényezőre is. A rétegeknek helyet adó, ritkán lakott keleti hegységelőtér XIX. századi „leigázása” nagyrészt a vasútépítéshez és a bányászathoz kapcsolódott. Ezek mindegyike jelentős földmunkálatokkal járt, s önmagukban is tetemes mennyiségű fosszíliát hoztak a felszínre, másrészt eljuttatták az első őslénytan iránt érdeklődő amatőr és profi kutatókat a helyszínre. Nem meglepő, hogy a Morrison-formáció egyik legfontosabb lelőhelye épp a transzkontinentális vasút Como nevű állomása mellett található, illetve hogy hasonlóan jelentős lelőhelyre bukkantak Denver mellett, a jura időszaki formációnak nevet adó Morrison és Golden városkák között (itt mind a Morrison, mind a Denver-formáció sok leletet adott).
Othniel Marsh (fent, középen) és „asszisztensei” - (forrás)
A terület alacsony népsűrűsége és nem túl acélos közbiztonsága persze némi „garázdálkodásra” is teret kínált: ez lett a híres-hírhedt csontháború, mely ha némileg vitatott módon is, de megalapozta a modern paleontológiát. Az események mögött két keleti parti tudós, Othniel Charles Marsh és Edward Drinker Cope rivalizálása állt, akik igyekeztek minél több őslény felfedezését a saját számlájukra írni. A konfliktus a legendáriumba úgy vonult be, hogy fegyveres bandáik esetenként dinamitot használva, ipari méretekben „bányászták” a fosszíliákat, ami valóban rekordszámú új faj leírásához vezetett, de eközben sok lelet tönkre is ment. Valójában inkább volt szó egymás embereinek lefizetéséről, valamint a fosszíliák némileg vitatható megszerzéséről, de természetesen nem bántak mindig kesztyűs kézzel a „csontokkal” sem. Mindez erős döbbenetet váltott ki a tudóstársadalom zöméből, ugyanakkor megalapozta az észak-amerikai dinoszauruszok dominanciáját is az őshüllőkről alkotott képünkben. Ehhez az is hozzájárult, hogy egy idő után az amerikai kormányzat sem nézte túl jó szemmel, hogy fegyveresek keresnek dinoszauruszokat a vadnyugaton, így a legtöbb lelőhelyet igen gyorsan védettnek nyilvánították – a békés mederbe terelt ásatások pedig további gyümölcsöket hoztak.
A „maradék” fosszíliákból épített ház Como Bluffban - (forrás)
Az utolsó pillanat
„Sue”, a legteljesebben megmaradt Tyrannosaurus Rex fosszíliája a Hell Creek-formációból - (forrás)
Azóta az Egyesült Államokban és Kanadában kifejezetten sok jó állapotú fosszília került elő a Sziklás-hegységben és keleti előterében, jól hozzáférhető rétegekből, és bár azóta már máshol (például Mongóliában, Kínában és Argentínában) is találtak hasonló adottságú lelőhelyeket, a jura és a kréta időszak tipikus dinoszauruszaiként máig nagyrészt az észak-amerikai ősállatokat képzeljük el. Mindezt még fokozhatja egy újabb felfedezés is: az elmúlt évtizedben épp a Hell Creek-formációban sikerült feltárni egy lelőhelyet, amely a dioszauruszok „utolsó napját” örökíti meg. Az észak-dakotai Tanis lelőhely ugyan nem az egyetlen, ahol annak a bizonyos, körülbelül 66 millió 40 ezer évvel ezelőtti késő tavaszi napnak a nyomaira bukkantak, de eddig a legjobban feltárt és leírt feltárás, ami nagyon jól mutatja, mi történt a környék folyami környezetével és élőlényeivel az aszteroidabecsapódást követő néhány órában. A következő években vélhetően Tanis további feltárása lesz a paleontológia egyik legérdekesebb új eredménye, amire érdemes lesz odafigyelnünk.
Jakab László
A írás eredetije az ÉLET ÉS TUDOMÁNY 2023/28. számában jelent meg
Fontosabb források:
https://www.newsweek.com/dinosaur-fossils-north-america-goldilocks-window-1747506
https://www.montana.edu/news/9301/paradise-in-hell-creek
https://www.mdpi.com/2076-3263/10/11/435
https://ucmp.berkeley.edu/science/parks/hellcreek.php
https://en.wikipedia.org/wiki/Tanis_(fossil_site)
