Paleontologer gräver fortfarande in i orterna av kinesiska Pompeii / grava veckan

När något dör, säkerställer naturen att dess rester inte kommer att förbli intakta. Mikroberna äter bort i mjukvävnaden, och vind, regn, floder, oceaner och avskräckare shuffle runt de hårda segmenten av liket. När eoner passerar kan dessa skelettsegment bli fossiliserade, men de förbli brutna pusselbitar i ett pussel som ofta inte helt kan pieced tillbaka tillsammans.

Men omkring 130-120 miljoner år sedan, i vad som nu är nordöstra Kina, uppträdde naturen ganska annorlunda. Det var då under det tidiga Kretaceouset att en serie katastrofliga händelser ägde rum och såg till att en stor samling av växter och djur, inklusive massor av dinosaurier, lämnades i ungefär samma tillstånd som de var i när de levde.

Dessa ofta helt eller åtminstone delvis sammanfogade fossila skelett såg ut som om de hade frysts i tid. Många av dem behöll fortfarande mjukvävnader, från muskler till hud. Det anmärkningsvärda tillståndet för bevarande på denna plats, officiellt känd som Jehol Biota, ledde till att vissa forskare och journalister dubbar platsen "Kinesiska Pompeiien".

Den sanna historien bakom denna fossiliferous trove, som sträcker sig över 10 miljoner år, är dock mer komplex än den här slående monikeren skulle leda till att du tror. Ännu idag är experterna fortfarande inte helt säkra på vad som producerat en av de viktigaste paleontologiska platserna på jorden.

Hur i världen var dessa fossiler så väl bevarade?

Historiska uppgifter är vaga om det datum då dessa viktiga fossila sängar först upptäcktes. Men vi vet att under de sena 19 och början av 20-talet fick de uppmärksamhet hos några fossila samlare.

Det var emellertid en serie stora papper, inklusive flera publicerade i Natur och Vetenskap på 1990-talet, som gav platsen större uppmärksamhet från den vetenskapliga världen. Tidningarna beskrev noggrant innehållet i bergskikten och avslöjade ett antal fantastiska fossiler. Skikten har sedan dess visat sig innehålla tusentals enskilda arter, inklusive fiskar, grodor, sköldpaddor, fåglar, non-avian dinosaurier, pterosaurer, salamandrar, växter, däggdjur, insekter och mer.

Tack vare de geologiska ledtrådena kvar inom de fossila bäddarna fastställdes det att dessa organismer bodde i ett frodigt, tempererat, djungelliknande eller kraftigt skogsområde med en rad sjöar. Denna extremt biologiska mångfald kan ha försvunnit i den geologiska historiens annaler, men dessa bergslag erbjuder paleontologer en glimt av vad som brukade vara.

Denna samling av liv revolutionerade paleontologi. Dinosaurjägare var i synnerhet begejdade: Överflöd av fjädrar och benstrukturer gav tydligt stöd för byggnadsöverenskommelsen att fåglar utvecklats från äldre dinosaurier. Inte bara det, men konserverade melanosomer-organeller som producerar pigmenttillåtna forskare för att utarbeta vilken färg dinosauriska fjädrar var för första gången.

"De fjädrande dinosaurierna är händer ner, de viktigaste dinosaurfossilerna som finns under min livstid", säger Steve Brusatte, en vertebrate paleontolog och evolutionär biolog vid University of Edinburgh. "Och det är allt på grund av den utsökta bevarandet - har inte bara ben, utan fjädrar och glansigt detaljerade fjädrar i det."

Han beskriver Zhenyuanlong suni, en ny raptor som han hjälpte till att identifiera 2015, som sin "all-time favorite", den vackraste fossilen han någonsin haft privilegiet att studera. Dess chokladbruna ben sticker tydligt ut från den omgivande klippan, liksom fjäderns halo finns över hela kroppen, inklusive fjäderfjädrarna på de vingeformiga armarna. "När du tittar på den här dinosauren ser du en fågel", säger han.

För dem som fascineras av Jehol Biota är frågan naturligtvis hur i världen var dessa fossiler så väl bevarade? Bevarandet kommer i stor utsträckning till den miljö där djuren eller växterna dog och den informationen kan retas ut ur sedimenten där fossilerna är inneslutna.

Det upptäcktes att mycket av Yixian- och Jiufotangformationerna - två av de tre bergformationerna som innehöll Jehol Biota-var lakebed-insättningar. Det var uppenbart att många av djuren var begravda i botten av förhistoriska sjöar.

Det var märkligt att det fanns massor av markdjur som finns inom dessa lakebeds, vilket tyder på att kraftfulla krafter gav dessa utomstående till sina sista viloplatser. När det händer är dessa lakebedskikt blandade med vulkaniska avlagringar, vilket indikerar att vulkanaktiviteten var en framträdande egenskap hos regionen.

Vissa forskare som misstänkt lahars kan vara mördarna. Det här är vulkaniska spjällflöden: När förångad vulkanisk aska och skräp regnar på, kan de flytta stora avstånd som snabba, kalla, betongliknande uppslamningar som plockar upp allt annat de hamnar i, inklusive dinosaurier. Andra pekade på de spolade uppställningarna av vissa varelser och föreslog att giftiga vulkaniska gaser, som kanske släpptes från sjöarna, kvävde djuren. De begravdes sedan vid ett senare tillfälle med finaska.

Sedan, 2014, kom ett blockbuster papper upp i Naturkommunikation med en djärv idé: Vad händer om pyroklastiska flöden skulle skyllas? Dessa blandningar av aska, lavbitar och gas, som alstras av olika typer av explosiv vulkanisk aktivitet, kan vara 700 ° C och rör sig i hastigheter på 80 kilometer (50 miles) per timme.

Ett lag ledt av Baoyu Jiang, professor i paleontologi och stratigrafi vid Nanjing University, tittade på 14 fossiler som tagits från de gamla lakebedrocklagren i Jehol-sängarna. Forskarna fann att mycket av sedimenten som innehöll fossiler var rika på vulkaniska komponenter, vilket sannolikt representerade djurs begravning i vulkanisk aska.

De noterade också att det föreföll vara svarta streck på dessa djurs ben, liksom invecklade sprickor. För dem indikerade detta att djuren hade blivit förkolnade. Faktum är att de skriver att denna skada var "jämförbar med funktioner från offren i Pompeji och närliggande arkeologiska platser som fångades i PDC från 79-talets utbrott av Mt. Vesuvius.”

PDC (pyroklastiska densitetsströmmar) tar flera former, men den vanligaste typen är pyroklastiska flöden. Pyroklastiska störningar, också vanliga, är något svalare, gasigare versioner av flöden.

Effekterna av att stöta på båda är vanligtvis samma. Den som drabbas av dessa kommer att uppleva extrem värmechock, vilket leder till snabb organsvikt. Deras muskler kommer plötsligt att träffas och sätter dem i krullade positioner som kallas pugilistiska poser. Vatten i kroppen kommer snabbt att koka, inklusive i hjärnan, vilket kan orsaka att skallen exploderar. De som inte påverkas av värmen skulle kväva på grund av cocktailen av släppta giftiga gaser och aska. Döden är ofta snabb, men grym.

Jiangs lag misstänker att dessa dödliga flöden dödade djuren. Samtidigt föreslår forskarna att den finkorniga vulkanaska bildas mögel runt sina rester, inkapslar dem och skyddar dem från avtagare och normala förfallsprocesser. Denna teori syftar till att förklara dödsfallet och bevarandekvaliteten, men hur gick så många olika typer av djur - från fåglar till salamandrar, pterosaurier till dinosaurier - hamnar alla i sjöarna? Svaret, de föreslår, är att pyroklastiska flödena var utbrett tillräckligt för att sopa upp inte bara livet som bor bredvid sjön, men livet långt ifrån kanterna.

Deras teori, som de försiktigt tillämpar på mycket av den jordiska Jehol Biota, tycktes elegant lösa flera mysterier. Ett separat lag, men misstänkt detta var lite för bra för att vara sant. Skriva ett år senare in Palaeogeografi, Palaeoklimatologi, Palaeoecology, en annan grupp forskare, däribland Mike Benton, professor i vertebrat paleontologi vid University of Bristol, tittade närmare på en del av Yixian-formationen och kom till en helt annan slutsats.

Uppkallad efter närmaste by, har Lujiatun-enheten särskilt exceptionellt fossilt bevarande. Vulkaniskt material dominerar enheten, inte sjöburna sediment. Teamets fält- och laboratoriebedömning visade att enheten var faktiskt den övre delen av en flodplain. Sedimenten här tillhandahölls visserligen av vulkanutbrottningsegenskaper-inklusive lahars, pyroklastiska flöden och askafall-men intensiv nedbörd genererade översvämningar som rörde dem runt efter att de ursprungligen hade deponerats.

Dessa flera, kolossala, gloopiga, arkliknande översvämningar kunde transportera och bevara - och eventuellt döda - de varelser som hittades fångade och fossila i enheten. Det finns inte nödvändigtvis några tecken på att vulkanutbrott eller pyroklastiska flöden var direkt involverade här i fossiliseringsprocessen här.

Visst är det troligt att en handfull dödsfall i området då skulle vara kopplad till vulkanhändelser, från PDC till lahars. Lujiatun är också bara en enhet, och kan därför inte direkt jämföras med de andra fossila rika lakebed-enheterna som ses av Jiangs lag i 2014-pappret. Faktum är att Jiang säger att han står vid sin studie slutsatser: Han tvivlar inte på att Lujiatun-enheten representerar vulkaniska skräpflöden, men det är helt annorlunda än de lakebeddeponier som de fokuserade på.

Under alla omständigheter understryker 2015-studien vikten av att noggrant undersöka sedimentrekordet på varje ställe genom Jehol-rocklagren - en nödvändighet innan några svåra uttalanden om gamla apokalypser i Pompeji-stilen kan göras.

"Jag tror inte att den Pompeii-liknande modellen avvisas, men vi skulle säkert hävda att det är osannolikt av ett par skäl", säger Benton. Han konstaterar att det inte finns några övertygande bevis i hans lags papper eller någon annan som visar att proverna i något av lagren var brända av hetaska. Om de var, är det svårt att förklara varför så mycket organiskt material av även känsliga varelser, som insekter, förblev intakta. Samtidigt begravdes och bevarades offeren till den verkliga Pompeii, men de transporterades inte.

Pierre-Olivier Antoine, en paleontolog vid universitetet i Montpellier, säger att båda dokumenten inte kan generaliseras för att passa hela webbplatsen. Lujiatun kan inte sägas representera det som alltid hände under 10 miljoner årstiden, och inte heller kan lakebed.

Han är dock "mer bekväm" med 2015-studien, vilket innebär en "bredare mängd vulkanrelaterade händelser" snarare än en ensam typ av mördare. Kylning genom vulkanisk gas, charring från varmaska, transport från pyroklastiska densitetsströmmar och översvämningsdrivna sedimentflöden kan alla vara inblandade.

Frågan om bevarande är från och med 2018 öppen för debatt. Specifikationerna förblir osäkra, men som Brusatte noterar, "allt tycks vara nere till vulkanerna." Dessa varelser, som går om sin vardag, dödades snabbt och bevarades på samma sätt som människorna i den gamla romerska metropolen var han säger.

"Det var inte precis ett scenario i Pompeii," säger han, "men det var inte för långt borta."