Op een zwoele zondagochtend begin maart ben ik op een strand in Zuid-Australië op zoek naar ijs - of op zijn minst sporen daarvan. Het is zomer op het zuidelijk halfrond, en de meeste strandbezoekers die door het opkomende tij klotsen of hun honden uitlaten, dragen T-shirts en shorts. Tom Rich, paleontoloog in Museum Victoria in Melbourne, leidt de weg langs de lage, taaie kliffen die de kustlijn omringen. Rich is 66, met een stompe zilveren baard, dun grijs haar en schuine wenkbrauwen die zijn gezicht een droevige, wereldvermoeide uitstraling geven. Hij is opgegroeid in Zuid-Californië en Texas, maar heeft zijn professionele leven doorgebracht in Australië. Gedurende meer dan drie decennia heeft hij het Australische burgerschap en veel kleurrijke lingo van het land opgepikt, maar zijn accent blijft koppig Amerikaans. "Ik klink alsof ik net uit het vliegtuig ben gestapt", zegt hij.
gerelateerde inhoud
- De temperatuur van een dinosaurus meten
- Cool blijven
- Te kiezen botten
Dit deel van de kust, bekend als Flat Rocks, ligt in de buurt van de badplaats Inverloch, ongeveer twee uur rijden ten zuidoosten van Melbourne door boerderijen en bossen uitgedroogd door meer dan een decennium van droogte. Rich stopt naast een stapel puin aan de voet van een klif. "Dat is het", zegt hij. Gedeeltelijk begraven door vlokken van slagschip-grijze rots is een veelzeggende geologische formatie. Tongen van donkerbruin sediment hangen in de lichtere laag eronder. De formatie wordt een "cryoturbatie" genoemd en werd veroorzaakt toen eenmaal ingevroren klei lang geleden in een onderliggende zandlaag zonk.
Sneeuw en ijs zijn tegenwoordig zeldzaam in dit deel van Australië. Maar bewijsmateriaal van Flat Rocks en andere nabijgelegen sites bevestigt dat iets meer dan 100 miljoen jaar geleden "het hier verdomd koud was", zoals Rich het zegt. Hoewel ongeveer een derde van Australië nu in de tropen ligt, lag het continent toen ongeveer 2000 mijl ten zuiden van zijn huidige positie, nestelde zich tegen Antarctica. Zuidoost-Australië had waarschijnlijk een klimaat vergelijkbaar met dat van Chicago, zo niet Fairbanks.
Des te verrassender dan dat dinosaurussen hier destijds bloeiden. Denk aan "dinosaurussen" en je tovert waarschijnlijk kolossen die door broeierige moerassen of verzengende tropische bossen sjokken. Maar Rich en andere wetenschappers die in Australië, Alaska en zelfs boven op een berg in Antarctica werken, hebben overblijfselen van dinosaurussen opgegraven die gedijen in omgevingen die minstens een deel van het jaar koud waren. Pooldinosaurussen, zoals ze bekend zijn, moesten ook langdurige duisternis doorstaan - tot zes maanden per winter. "De maan schijnt meer dan de zon en het zou moeilijk zijn om de kost te verdienen", zegt paleontoloog David Weishampel van Johns Hopkins University.
Het bewijs dat dinosaurussen de kou trotseerden - en misschien door de sneeuw scharrelden en op ijs gleden - daagt uit wat wetenschappers weten over hoe de dieren overleefden. Hoewel Rich niet de eerste was om pooldinosaurussen op te sporen, vullen hij en een paar andere paleontologen het beeld in van hoe deze dieren leefden en hoe hun omgeving eruitzag. Recent onderzoek zou ook licht kunnen werpen op twee van de meest betwiste vragen in de paleontologie: waren dinosaurussen warmbloedig? En wat heeft ze gedood?
Elk jaar van eind januari tot begin maart daalt Dinosaur Dreaming - het pooldinosaurusproject onder leiding van Rich - aan de kust bij Inverloch. Het geluid dat je hoort als je het strand oploopt naar de opgraving is het gerinkel van hamers op beitels. Geknield rond platte rotsblokken die als geïmproviseerde werkbanken dienen, beuken een tiental vrijwilligers op brokken grijze rots. Verschillende dragen dit jaar de fashion statement, een T-shirt met de tekst "Mammalia: Popcorn of the Cretaceous" en toont een tweevoetige dinosaurus die twee ratachtige zoogdieren in één poot grijpt en een andere gooit naar zijn gapende, toothy mond.
Beneden in het "gat", een kniediepte snee bij de waterlijn afgebakend door een cirkel van fluorescerend roze constructienetwerk, gebruikt een andere groep een steenzaag en beitels om blokken ter grootte van broden los te maken. Deze brokken zullen ook onder de hamer gaan.
Aan een klaptafel in de luwte van de kliffen, laat Lesley Kool de vondsten zien die door de rotsbrekers zijn binnengebracht. Kool begon als vrijwilliger bij Rich's eerste dino-opgraving in 1984. Ze wist weinig over dinosaurussen, maar ze heeft zichzelf opgeleid tot een expertvoorbereider - de persoon die fossielen uit de rots knipoogt zonder ze tot stof te verpletteren - en ontwikkelde een talent voor fossielen identificeren. Nu runt ze de opgraving. Ze kan je vertellen dat de bruinachtige brok waarvan je hoopte dat de dinosaurusvondst van de eeuw een echt alledaags stukje fossiele schildpaddenschild is.
De bemanning waar ze toezicht op houdt, is een groep studenten, een gepensioneerde literatuurprofessor van Tucson, een vakantiemanager van een fabrikant van auto-onderdelen en de eigenaar van een milieuschoonmaakdienst die niet kan ophouden te barsten in lied. De meesten komen jaar na jaar terug. Ze zeggen dat ze terugkeren voor de kameraadschap - en de kans om een ontdekking te doen. "Het is een verslaving waarvoor geen remedie bestaat", zegt Nicole Evered, 68, die vanaf het begin aan de graaf van Flat Rocks heeft gewerkt.
Hier is het stereotiepe beeld van de fossiele jager languit in het stof, die een gigantisch dinosaurusbot opgraaft met alleen een zwabberbezem en tandenstokers, niet van toepassing. De fossielen zijn te klein, te fragmentarisch en te verspreid. In meer dan 20 jaar graven op verschillende plaatsen in Zuid-Australië hebben Rich en zijn bemanning slechts drie gelede exemplaren ontdekt, met botten verbonden zoals ze in het leven waren.
De meeste dinosaurusbotten die ze bij Flat Rocks vinden, legt Kool uit, komen uit "hypsis" (uitgesproken HIP-ziet), kort voor hypsilophodonts. Deze kleine, dartende planteneters waren meestal ongeveer even groot als kalkoenen. Hun onderscheidende dijbeenderen, die een naar beneden wijzende uitloper dragen, zijn gemakkelijk te herkennen. Maar de opgraving van dit jaar heeft ook enkele zeldzamere vondsten opgeleverd, zoals een tand van een miniatuurformaat van een nog niet nader genoemde vleesetende dinosaurus. Eén rots leverde een lange, zwarte hoektand op die eruitziet als een obsidiaan tandenstoker en misschien afkomstig is van een pterosaurus, een soort vliegend reptiel. En slechts twee maanden geleden kondigde Rich's collega Anthony Martin van de Emory University in Atlanta aan dat patronen in een 115 miljoen jaar oude laag modder bij Flat Rocks dinosaurussporen zijn. De 14-inch lange, drie-teenige voetafdrukken kwamen van een soort vleesetende dinosaurus genaamd een theropod. Afgaande op de grootte en de afstand van de afdrukken, moet het ongeveer 12 voet hoog hebben gestaan, waardoor het de grootste vleesetende dinosaurus is waarvan bekend is dat hij daar heeft gewoond.
Veelbelovende fossielen worden ter bescherming in toiletpapier en kranten gewikkeld. Terug in het museum zullen voorbereiders de omhullende steen verwijderen met gereedschappen die variëren van wolfraamcarbide naalden tot miniatuur, in de hand gehouden jackhammers aangedreven door perslucht. Zelfs niet-beloftevolle brokken steen zullen worden verpletterd tot klompjes ter grootte van suikerklontjes; het team zal de stukjes controleren op kaken van zoogdieren die zo klein zijn dat ze op een postzegel kunnen passen.
Het vooruitzicht op het vinden van oude zoogdierbotten - geen dinosaurussen - trok Rich naar Australië. Hij was nooit een dinomaniac, zelfs niet als een kind. Wat echter tot zijn verbeelding sprak, waren de vroege zoogdieren die tegelijk met de dinosaurussen rondrenden. Eén illustratie in een boek dat hij las als een jongen portretteerde de dieren als triomfantelijk snackend op dinosauruseieren. Rich ging met de evolutionaire winnaars en studeerde fossiele egels voor zijn doctoraat aan de Columbia University.
Hij landde in het begin van de jaren zeventig in Australië zonder baan en niet van plan er naar te zoeken. Zijn vrouw, Patricia Vickers-Rich, ook een paleontoloog, was in het land om haar promotieonderzoek naar fossiele vogels op te volgen. Maar terwijl hij door een krant bladerde "om een idee te krijgen waar dit land over ging" zag hij een hulp gezocht advertentie voor een curator in het plaatselijke museum. Hij kreeg de baan en werkt daar tot op de dag van vandaag. Rich en zijn vrouw - nu professor aan de Monash University in Melbourne en hoofdmedewerker van het dinosaurusonderzoek - verbleven hier omdat, zegt hij, "het land wijd open stond" voor het bestuderen van de vroege evolutie van zoogdieren en vogels.
In 1982 ontmoette Rich een aantal museumvrijwilligers die hun handen vuil wilden maken bij een dinosaurusopgraving, maar hij verzette zich aanvankelijk tegen hun smeekbeden. Hij kende een plek 180 mijl ten westen van Flat Rocks die hij Dinosaur Cove had nagesynchroniseerd nadat hij daar jaren eerder enkele niet-identificeerbare botfragmenten had gevonden. Daar opgraven zou een tunneling in kliffen vereisen - een gevaarlijke propositie - zonder de garantie iets te vinden. Maar in 1984 gaf hij eindelijk toe en binnen enkele weken vond het team verschillende dinosaurusbotten en een tand.
Tien jaar lang schoten Rich en een meestal amateurploeg de steile helling op, verveelden, plukten en beitelden. Ze groeven twee tunnels, elk meer dan 60 voet lang, en bewogen meer dan 600 ton rots, grotendeels met de hand. Rich zegt dat "je niet zo hard hoeft te werken in Montana, " dat beroemd is om zijn dinosaurusafzettingen en waar de tektonische bewegingen die de Rockies hebben gehesen botgestructureerde rotslagen blootlegden. Rich daarentegen noemt Australië, waar dinosauriersedimenten meestal diep worden begraven, een 'waardeloos land voor fossielen van dinosauriërs'.
In gewicht was de trek van de tien jaar durende Dinosaur Cove-gracht relatief klein, ongeveer 100 pond fossielen, en alleen sporen van de zoogdieren Rijke begeert - een armbot en een scherf van tand. Maar de vondsten gaven aanwijzingen over het metabolisme van pooldinosaurussen en hun strategieën voor het doorstaan van de lange winters. Ze gaven zelfs een zeldzame glimp van de hersenen van de wezens. Door over de skeletten te gaan, werd Rich een van 's werelds experts op het gebied van pooldinos.
Toen dinosauriërs opkwamen, ongeveer 220 miljoen jaar geleden, werden de continenten van de aarde samengevoegd tot één supercontinent dat we nu Pangea noemen. Het begon ongeveer 200 miljoen jaar geleden uit elkaar te gaan en Australië en Antarctica, die nog steeds aan elkaar vastzaten, bleven in de buurt van de Zuidpool. Toen de gefossiliseerde wezens Rich Studies rondscharrelden, ongeveer 100 miljoen jaar geleden, zat Zuid-Australië dicht bij de bodem van de planeet en begon het zich net van Antarctica terug te trekken. (De huidige positie van Australië geeft aan dat het noordelijker is geworden "met de snelheid waarmee je nagels groeien, " zegt Rich.)
Tijdens de bloeitijd van de dieren in de vroege Krijtperiode, kwam de zon niet elk jaar anderhalf tot vier en een halve maand op in Zuid-Australië. Op de Noord- en Zuidpool duurde de somberheid zes maanden. De plantengroei in deze gebieden zou periodiek zijn vertraagd of gestopt, waardoor mogelijk een voedselcrisis ontstond voor dinosaurussen die daar woonden. In meer dan 20 jaar graven hebben Rich en zijn collega's de overblijfselen van minstens 15 soorten gevonden. De kniehoge hypsi Leaellynasaura amicagraphica (genoemd naar Rich's dochter, Leaellyn) ontwijkde bijvoorbeeld ooit roofdieren bij wat nu Dinosaur Cove is. Rich's zoon, Tim, kreeg zijn naam aan een andere Dinosaur Cove-burger, de zes meter hoge Timimus hermani, die er waarschijnlijk uitzag en liep als een struisvogel.
Dinosaurussen bloeiden ook verder naar het zuiden. Antarctica is de afgelopen 100 miljoen jaar niet veel bewogen en bleef stilstaan boven de Zuidpool. Tegenwoordig kunnen goed geïsoleerde dieren en stoppelplanten de brutale kou van het continent overleven, in ieder geval dicht bij de kust. Maar gefossiliseerde bladeren en andere plantenresten suggereren dat Antarctica tijdens de dinosauriërs 'dag een gematigd klimaat had. Judd Case van de Eastern Washington University in Cheney zegt dat Antarctische dinosauriërs uit het late Krijt ongeveer 70 miljoen jaar geleden leken op die in andere delen van de wereld, zo'n 60 miljoen jaar eerder. Het geval zegt dat dit suggereert dat sommige soorten dinosauriërs in Antarctica aanhingen lang nadat ze elders waren uitgestorven. Misschien was Antarctica een oase voor hen omdat bloeiende planten zich over de rest van de wereld verspreidden en de pijnboomverwanten overtroffen die dinosauriërs met een warmer klimaat aten.
William Hammer van Augustana College op Rock Island, Illinois, graaft op een hoogte van 13.000 voet op de helling van Mount Kirkpatrick, ongeveer 400 mijl van de Zuidpool. Hij heeft de botten van Cryolophosaurus ellioti, een 22-voet lange vleeseter met een benige kuif gebogen uit zijn voorhoofd als een cowlick eruit gewrikt. Hij heeft ook fossiel bewijs gevonden van een prosauropod, een voorouder van enorme dinosaurussen zoals Brachiosaurus en Apatosaurus .
Aan de andere kant van de wereld, op de noordhelling van Alaska, heeft Anthony Fiorillo, een paleontoloog van het Museum voor Natuur en Wetenschap in Dallas, botten opgegraven van dinosaurusbegraafplaatsen langs de rivier de Colville. Hoewel Noord-Alaska 70 miljoen jaar geleden niet zo koud was als nu, zouden winters nog steeds sneeuw en ijs hebben gebracht. Destijds achtervolgden scherpvertande familieleden van Tyrannosaurus rex de 35-voet lange, eendensnavelige dinosaurus Edmontosaurus . De verrassing van deze vondsten, zegt Fiorillo, is dat dezelfde soorten dinosaurussen in Alaska leefden als in meer toastier-omgevingen verder naar het zuiden, zoals Montana en zelfs Texas. Tot nu toe heeft hij geen dinosaurussen opgegraven die alleen in ijzige klimaten hebben geleefd.
Dinosaurussen hadden twee keuzes toen de winter arriveerde - probeer het uit of probeer te ontsnappen. De vraag hoe dinosauriërs de poolkoude hebben overleefd, is verstrikt geraakt in de bredere vraag of de oude beesten warmbloedig (endotherm) waren, zoals moderne vogels en zoogdieren, of koudbloedig (ectotherm), zoals moderne reptielen. In een koude omgeving houden endothermen hun lichaam warm genoeg zodat spieren kunnen buigen en zenuwen kunnen vuren door warmte te genereren via hun metabolisme. Ectothermen daarentegen verwarmen hun lichaam door warmte uit hun omgeving te absorberen - denk aan een hagedis die zich op een rots koestert. Endothermy is niet noodzakelijk beter, merkt David Fastovsky van de Universiteit van Rhode Island op. Endothermen hebben een voorsprong in uithoudingsvermogen, maar ectothermen hebben veel minder voedsel nodig.
De prijsontdekking van de opgraving van Rich's Dinosaur Cove suggereert dat Leaellynasaura actief bleef tijdens de lange poolwinters. Een twee-inch lange Leaellynasaura- schedel in de kleur van melkchocolade komt het dichtst in de buurt van een complete dinosaurusschedel die het team heeft gevonden. De basis blijft gedeeltelijk ingebed in een schijf van grijs gesteente gescoord door talloze groeven waar Kool het fossiel nauwgezet blootlegde met een fijne naald. Er is genoeg bot zichtbaar voor Rich om de grootte van de oogkassen te analyseren. Hypsis had over het algemeen grote ogen, maar Leaellynasaura 's zijn onevenredig groot - misschien zodat ze meer licht konden vangen tijdens de langdurige mist van de poolwinters. Bovendien is de achterkant van dezelfde schedel afgebroken om een schimmel in de hersenen bloot te leggen, bekend als een endocast. Rich ontdekte dat de dinosaurus uitpuilende optische lobben had, delen van de hersenen die visuele informatie verwerken. De optische lobben van Leaellynasaura zijn groter dan die van hypsis die in niet-polaire omgevingen leefden, wat suggereert dat het extra denkvermogen had om input van zijn grote ogen te analyseren.
Evenzo hebben Fiorillo en Roland Gangloff, een gepensioneerde paleontoloog van de Universiteit van Alaska, ontdekt dat de kleine vleeseter Troodon veel vaker voorkomt op de noordhelling van Alaska dan verder naar het zuiden. Troodon heeft misschien een voordeel gekregen ten opzichte van de andere vleesetende dinosaurussen in het noorden, omdat het ook grote ogen en een flink brein had, misschien handig voor de hele winter lang jagen.
Andere dinosaurussen zijn misschien naar het zuiden gemigreerd voor de winter (of naar het noorden, als ze op het zuidelijk halfrond leefden). Rich zegt dat zijn dinosauriërs onwaarschijnlijke reizigers zouden hebben gemaakt. Ze waren klein en een binnenzee zou hun weg naar warmere klimaten hebben geblokkeerd. Maar Edmontosaurus, uit Alaska North Slope, is een betere kandidaat voor seizoensgebonden migratie. Volwassenen waren ongeveer zo groot als olifanten, dus ze zouden niet in staat zijn geweest om onder rotsen te kruipen als de temperatuur daalde. Ruwe berekeningen suggereren dat door ongeveer 1 mijl per uur te wandelen - "browsersnelheid" voor dieren van die grootte - kuddes Edmontosaurus in drie maanden meer dan 1.000 mijl naar het zuiden hadden kunnen reizen, zegt paleobotanist Bob Spicer van de Open Universiteit in Milton Keynes, Brittannië. Een dergelijke migratie zou hen uit de "zone van de duisternis" hebben gehaald en naar gebieden waar nog planten konden groeien.
Van zijn kant betwijfelt Fiorillo het. Hij en Gangloff beweren dat de jonge Edmontosaurus te langzaam groeide om lange afstanden te hebben vertrapt. Ze hadden geen kudde kunnen bijhouden, dus de dieren moeten blijven zitten, ongeacht de temperatuur. Dit soort heen en weer is misschien duizelingwekkend, maar het is hoe de wetenschap vooruit gaat, vooral in de paleontologie, waar onderzoekers conclusies moeten trekken uit kleine aantallen vaak fragmentarische fossielen.
De dinosauriërs hadden een indrukwekkende ren. Ze vestigden zich op elk continent, werden groter dan alle andere landdieren en duurden meer dan 150 miljoen jaar. En toen verdwenen ze. Hun ondergang heeft meer dan een beetje speculatie voortgebracht over de oorzaak. Scenario's variëren van ziekte of competitie met zoogdieren tot het vliegen van een tot nu toe niet-gedetecteerde metgezel tot de zon, een soort ster van de dood.
De meeste paleontologen hebben een andere buitenaardse moordenaar geaccepteerd, een asteroïde van meer dan zes mijl breed die 65 miljoen jaar geleden de aarde heeft geslagen. Het groef een krater van meer dan 100 mijl breed op wat nu het schiereiland Yucatán in Mexico is. Volgens het leidende scenario gooide de impact enorme hoeveelheden stof en ander puin in de atmosfeer, waardoor zonlicht werd geblokkeerd en de aarde weken of zelfs maanden in de duisternis zakte. Volgens een overweldigend fossiel en geologisch bewijsmateriaal sloeg op dat moment zeker een wereldwijde ramp toe. Zoals Fastovsky en Weishampel schrijven in The Evolution and Extinction of the Dinosaurs, "waren de oceanen van de wereld vrijwel 'dood'" toen de fotosynthese door plankton stopte en mariene voedselwebben ontrafeld werden. De dinosauriërs stierven, terwijl de voorouders van de zoogdieren, vogels en reptielen van vandaag aanhingen.
Paleontologen zijn het niet eens over wat het bestaan van polaire dinosauriërs zegt over het asteroïde-winterscenario. Fiorillo zegt dat hij er sceptisch tegenover staat omdat "dinosaurussen in Alaska het prima deden in dergelijke omstandigheden." Hij betoogt dat klimaatveranderingen veroorzaakt door verschuivingen in de circulatie van de atmosfeer en oceanen waarschijnlijk in de dinosauriërs hebben plaatsgevonden.
Maar Rich zegt dat het leven van pooldinosaurussen onderzoekers kan helpen begrijpen waarom dinosauriërs zijn uitgestorven na de impact. De catastrofe moest lang en ernstig genoeg zijn geweest om de aan donker en koud aangepaste dieren te doden. "Je kunt het niet een maand lang [duisternis] hebben en het werk doen", zegt hij.
Maar Fastovsky zegt dat pooldinosaurussen ons niets vertellen over de ondergang van de dieren omdat we niet weten of deze specifieke soorten zelfs leefden aan het einde van het Krijt. De Australische dinosauriërs van Rich waren al lang uitgestorven tegen de tijd dat de asteroïde toesloeg. Of de dinosauriërs op de noordhelling van Alaska nog leefden, is onzeker, zegt hij; onderzoekers hebben daar vanaf het einde van het Krijt geen fossiele lagen gevonden.
Opdat polaire dinosaurussen meer definitief bewijs leveren over het metabolisme en uitsterven van dinosaurussen, hebben we meer fossielen nodig. Dit jaar begon Rich aan een opgraving op de North Slope van Alaska, zijn eerste. Het is duur werk, en het kostte hem 18 jaar om de benodigde financiering voor een Otter-vliegtuig en sneeuwmachines met een motor op te stellen, zijn veldpartij en hun uitrusting, waaronder rotsboren, kettingzagen, jackhammers en explosieven.
Rich en zijn vooruitstrevende team hebben de locatie aan de Colville River, ongeveer 375 mijl ten noorden van Fairbanks, eind maart en begin april voorbereid, toen de temperatuur daalde tot min 40 graden Fahrenheit. Ze huurden een mijnwerker in om een horizontale schacht de rivieroever in te drijven, net boven een laag dinosaurusfossielen. Werken in die tijd van het jaar klinkt gek, geeft Rich toe, maar het is eigenlijk gemakkelijker om een tunnel te graven als de grond stevig bevroren is.
In augustus liep het volledige tienkoppige team de tunnel in en haalde fossielen uit de vloer. Ze sorteren nog steeds de botten, maar Rich heeft al een opmerkelijke vondst geïdentificeerd: een soort pachycephalosaur, een plantetende dinosaurus met een ongewoon dikke schedel die slechts één keer eerder is gevonden, ook in Alaska. Het is misschien de eerste bekende dinosaurus die exclusief in het verre noorden leefde, meer bewijs dat de oude beesten zelfs de koudste en donkerste dagen hebben doorstaan.
Mitch Leslie was een dinosaurusfanaat als kind en bestudeerde reptielen voordat hij schrijver werd. Hij woont in Portland, Oregon.
Boeken
Dinosaurs of Darkness, door Thomas H. Rich en Patricia Vickers-Rich, Indiana University Press, 2000
Dinosaurussen van Australië en Nieuw-Zeeland en andere dieren van het Mesozoïcum, door John A. Long, Harvard University Press, 1998
The Evolution and Extinction of the Dinosaurs, 2nd edition, door David E. Fastovsky en David B. Weishampel, Cambridge University Press, 2005
