化石是怎么形成的化石的形成条件

形成条件：

指保存于地层中的古生物遗体、遗物或遗迹，埋藏在地下，经过自然界的作用，变化而成的保留原物体、遗迹形状、结构或印模的钙化、碳化、硅化、矿化的东西。

在漫长的地质年代里，地球上曾经生活过无数的生物，这些生物死亡后的遗体或是生活遗留下来的痕迹，许多都被当时的泥沙掩埋起来。

在随后的岁月中，这些生物遗体中的有机质被分解殆尽，坚硬的部分如外壳、骨骼、枝叶等与包围在周围的沉积物一起经过石化变成了石头，但是它们原来的形态、结构（甚至一些细微的内部构造）依然保留着；同样，那些生物生活时留下的痕迹也可以这样保留下来。

扩展资料

化石的形成和保存主要与以下条件有关：

1 、生物体是否具有由化学性质较稳定的物质组成的硬体（如贝壳、骨骼等），具有硬体的生物保存为化石的可能性较大；

2、生物遗体或遗迹所在环境的物理化学条件是否适合于保存，波浪作用强烈的水域环境不利于生物遗体和遗迹的保存；当环境介质的PH值小于7.8时，由碳酸钙组成的生物硬体容易受到溶蚀，故也不利于生物遗体的保存；氧化条件下不利于有机质的保存；

3、生物死亡后是否迅速被埋藏，如果生物死亡后，它的遗体能够被迅速而长期埋藏，那就比较容易形成化石等。

百度百科——化石

大约40亿年前，海洋中诞生了第一个原核细胞；20亿年前，地球上开始出现复杂的生命体。此后，地球上的生物不断演化，有不计其数的物种诞生，也有无数的物种灭亡，但毫无疑问，无论以哪种标准来看，恐龙都是历史上最富有传奇色彩的物种之一。

我们可能通过** 、书籍、纪录片或者自然博物馆，了解过一些关于恐龙的知识，甚至近距离观看过恐龙化石，但总的来说，我们对恐龙的了解都极为有限，因为它们生活的年代实在太过遥远，因此，至今仍然有太多未解之谜。

恐龙诞生于两亿多年前，起初，它们体型娇小，在其他动物的阴影下蛰伏了几千万年；后来，它们抓住了环境剧变的机遇，在侏罗纪时代，成长为让大地都为之颤抖的庞然大物，并从此统治了地球1.4亿年。在恐龙王朝的巅峰期，它们的足迹遍布地球的每一个角落，站在食物链的顶端。

作为一种活跃在中生代的直立爬行动物，恐龙的家族异常庞大，既有比一架波音747还重的阿根廷巨龙，也有可以用牙齿轻松撕碎对手的霸王龙。毫无疑问，恐龙是自然生命演化的杰作。从地球的统治力而言，除了人类以外，几乎没有第二个物种能与恐龙匹敌。恐龙时代曾经如此辉煌，却又在鼎盛时期瞬间崩塌，给我们留下了无尽的疑问和遐想，这种超强的戏剧性自然也引起古生物学家们的探索兴趣。

这本书的作者史蒂夫·布鲁萨特，就是一位年轻却成就斐然的古生物学家。他从美国哥伦比亚大学取得博士学位后，赴苏格兰爱丁堡大学任教，曾与中国著名古生物学家吕君昌、邢立达共同研究过恐龙课题。他出版过6部作品，命名了超过15个古代物种，还是BBC纪录片《与恐龙同行》和热门**《侏罗纪世界3》的科学顾问。

不知你有没有注意到，这本书的名字叫《恐龙的兴衰》，而不是《恐龙的兴亡》，一字之差，其实大有奥秘，意味着恐龙的最终命运只是衰落，而不是我们印象中的灭绝，这又该怎么理解呢？在这里先卖个关子，后面我们再揭晓。

我猜你肯定会有一个疑惑，恐龙兴起的年代，距今已有两亿多年的历史，古生物学家们既没有时光机，也没有任何文字或图像材料可考，他们是如何了解恐龙前世今生的呢？这就是我们今天要解答的第一个问题。

其实，答案你很可能已经猜到了，那就是通过化石来还原历史。但如果继续追问，你可能就答不上来了。比如，古生物学家是如何寻找化石的？是如何判断化石年份的？又是如何通过化石了解恐龙的样貌、习性、身体特征和生活方式的？古生物学家的工作都会有哪些挑战呢？

其实，古生物学家研究恐龙的过程，跟侦探破案的过程很相似，他们需要在蛛丝马迹中找到线索，然后根据线索拼出一张线路图。这张图不是完美无缺的，很多地方只能通过想象和合理推断来弥补，不过，这个破案过程实在是精彩有趣。那么接下来，我们就跟着古生物学家们一起破解恐龙之谜。

要想真正让化石“说话 ”，古生物学家们的工作大概需要分为四步：第一步，认识化石；第二步，找到化石；第三步，鉴定化石的年代；第四步，从化石中提取生物信息。下面我们一一展开。

首先，古生物学家的基本功课是要认识化石，恐龙化石主要分为两类：一类是实体化石，也就是古代生物的躯体直接形成的化石，最常见的是骨头和牙齿，有时候皮肤、羽毛甚至内脏这些柔软部位，也都能形成化石，只不过形成的条件更加苛刻，存留的数量也更少；另一类是遗迹化石，比如足迹、巢穴、齿痕、粪便和蛋，都能形成化石。通过分析这些化石，古生物学家们就能还原出古代生物的身体构造、移动方式和生活习性等特征。

然后，咱们再来说说如何获得化石。在我们的印象里，化石可能都来自古生物学家们在野外的辛勤探索，但实际上，为了更高效地获得化石，古生物学家除了自己探索以外，还经常雇佣“化石猎人”来采集化石。顾名思义，“化石猎人”就是一群不停寻找并挖掘化石的人，他们精通地质学知识，能深入不毛之地，一干就是几个月，然后驮着大量化石满载而归。比如，在19世纪末的美国西部，很多“化石猎人 ”就是当地的铁路工人或者淘金者，他们的行事风格像西部牛仔一样粗犷豪放，我们很难想象，这群人会和学术研究扯上关系。从主观来看，“化石猎人”做这行就是为了钱，但客观上，他们却也成为促进科学发展的有力推手。

找到化石以后，下一步就是鉴定化石的年代。化石本质上是石头，而弄清楚化石年龄的最好方法就是放射性定年，原理很简单，放射性元素有一个特殊的性质，那就是每经过一段时间，就会有恰好一半的原子衰变成另外一种元素，所以，通过分析这两种元素的比例，就能鉴定出岩石形成了多少年。

在我们的印象里，考古学家鉴定古代文物的年代，主要是通过碳-14测年法，但在研究恐龙化石时，碳-14却派不上用场，因为碳-14的半衰期只有几千年，根本没法给动辄上亿年的远古生物测定年份。但是，钾-40衰变成氩（yà）-40的半衰期长达12.5亿年，所以在研究恐龙化石时，科学家们最常用的就是钾氩测年法，也就是通过分析钾-40衰变成氩-40的比例，来测定岩石形成的年代。

不过，放射性定年法也有局限性，那就是只适用于那些从液态变成固态的岩石，比如熔岩冷却后形成的玄武岩或花岗岩，而泥岩和砂岩没法用放射性测年。有时候，如果一块化石正好位于两层玄武岩中间，那我们就能通过分析这两层岩石的年代，给化石的年代定下一个范围。但如果不凑巧，一块化石周边的岩石都没法测年龄，那这块化石的年龄可能就真的成了未知数。

鉴定完年代之后，古生物学家们接下来要做的，就是提取化石的信息。虽然表面上看它只是一块石头，但化石蕴含着巨大的能量。我们可以根据化石的种类和特点，获知古代生物的体重、年龄、生理构造、生活方式等种种信息。

比如，恐龙的体重就是一个很有趣的话题。因为没人见过活的恐龙，所以凭借手头的几块化石给恐龙测体重，难度肯定比曹冲称象要大得多，不过古生物学家们还是研究出了两种比较科学的测量方法。第一种方法很简单，因为动物越重，四肢就越粗壮，科学家们通过分析各种动物的体重和四肢粗细程度，找到了二者之间的对应关系，所以，只要有恐龙四肢骨骼的粗细数据，套到公式里就能算出恐龙的大致重量。第二种方法更精细，主要是在模拟软件里建立恐龙骨架的三维数字模型，再给恐龙添加上肌肉、器官和皮肤等元素，然后用计算机程序就能推断出恐龙的体重。正是通过这两种方法，我们今天才能获得比较准确的恐龙体重信息。

除了体重，古生物学家们还能通过恐龙的骨骼形状，判断出它们的生活习性。比如，腕龙的头骨很高，而且头部有着发达的肌肉，上下颌还布满铲子一样的牙齿，通过这一点就能判断，腕龙能吃下比较硬的食物，比如植物的茎和蜡质树叶。但是，梁龙的头骨比较长，骨头也比较脆弱，口鼻部位前面只有一排铅笔形状的细小牙齿，相比之下牙口不太好，所以就能判断，梁龙吃不了硬的食物，只能吃植物比较嫩的叶片。

此外，如果割开恐龙的骨头化石，我们还能通过观察骨头的生长轮圈数，来鉴别一只恐龙死亡时的年龄。如果获得一块恐龙头骨，科学家们则可以通过X射线扫描，测算出恐龙大脑的大小，以及嗅觉、听觉和视觉器官的发达程度。这些都为我们还原恐龙的生理特点和生存方式提供了有力证据。

好，说完古生物学家的工作方法，下面我们正式进入恐龙的历史。我们先来看看，恐龙是如何兴起并走向鼎盛的。

为了把握恐龙的生存阶段，我们首先要了解地质年代，它是用来描述地球历史的时间单位。地球生物在大约5.4亿年前开始大量出现，所以，科学家们就将5.4亿年前至今一共划分为三代，由远及近分别是古生代、中生代和新生代，我们人类生活在新生代，而恐龙生活在中生代。中生代开始于大约2.5亿年前，结束于大约6500万年前，它又可以再分为三个纪（纪律的纪），由远及近分别是三叠纪、侏罗纪和白垩纪。要说清楚恐龙的故事，我们还得从2.5亿年前开始讲起。

那时候，地球从古生代的二叠纪，迈入中生代的三叠纪，这次地质时代的更迭，并不只是换个名字那么简单。二叠纪的最后时刻，地球已经变成一片炼狱。在今天的西伯利亚一带，大量岩浆冲破地幔进入地壳，然后在巨大的地表裂隙中喷涌而出。这次喷发可能持续了上百万年，彻底改变了地球的气候环境，大量热量、火山灰和有毒气体被释放出来。随之而来的，是一次惨烈的生物大灭绝，地球历史上曾经出现过至少20次大灭绝事件，但这一次是最严重的。据估计，约有90%的物种在这次灾难后彻底消失。

化石记录了这一次的惨烈毁灭。作者发现，二叠纪晚期的遗迹化石，种类和数量都非常丰富，反映出当时的生态系统其实是非常富饶的。但到三叠纪初期，化石骤然减少，除了偶尔出现的一些小爪子痕迹和洞穴遗迹以外，什么都没有。很明显，这就是化石对灾难的生动记录。

在二叠纪占统治地位的动物们，到三叠纪基本上就都退出了历史舞台。但几家欢喜几家忧，原来主导物种的消亡，在自然界中腾出了大量的生态位置，反而给了其他物种宝贵的发展机遇。这时候，有一类爬行动物演化出了直立行走的姿势，这让它们能在消耗更少能量的同时，跑得更快更远，这类动物被称为主龙类生物，“主要”的“主 ”，“恐龙”的“龙” ，虽然这么叫，但主龙类并不能和恐龙划等号。主龙类有两大谱系，一个是假鳄类，也就是今天鳄鱼的祖先，另一个是鸟跖（zhí）类，也就是翼龙和恐龙的祖先。没错，翼龙其实不是恐龙，它们只是恐龙的远亲。

真正的恐龙最晚在2.3亿年前就已经出现，至于恐龙的具体定义，其实在很大程度上取决于人们的主观判断。今天，古生物学家们认定，三大类恐龙和它们的共同祖先，从整体上构成了恐龙家族。这三大类恐龙，一种是植食性的、体型巨大、长着长脖子的蜥脚类恐龙；一种是植食性的、臀部盆骨和鸟类很像的鸟臀类恐龙；还有一种是以肉食为主，用两足行走的兽脚类恐龙。

简单来说，三叠纪从约2.5亿年前开始，到约2亿年前结束，在这5000万年时间里，恐龙的祖先用了大约2000万年进化成恐龙，又在后面的3000万年里，以恐龙的身份繁衍生息。

不过也不知道是自己不争气，还是对手太优秀，最开始恐龙混得其实并不好，反而是它们的远亲假鳄类独领风骚，占据了生态系统中的统治地位。直到三叠纪结束，恐龙的种类、数量和体型，其实都远远比不上假鳄类。

直到大约2亿年前，庞大的古代泛大陆在地质活动的作用下，被撕扯成东西两大块，随之而来的是又一次生物大灭绝，有超过30%的物种消失。三叠纪走到尽头，地球进入侏罗纪时代。

这一天，恐龙等了足足三千万年。虽然很多生物在这个时期灭绝，但恐龙却意外地发展壮大，顺势击败假鳄类，登上了自然界的王座。科学家们至今还没有弄清楚其中的原因，但化石确凿无疑地记录下了这种变化。在三叠纪晚期，恐龙的遗迹化石只占所有动物遗迹的20%左右，但到侏罗纪初期，这个数字就已经超过了50%。

直到这时，我们才能说地球真正迈进了恐龙时代。恐龙们的数量迅速增加，体型也像吹气球一样越来越大。其中最具代表性的是蜥脚类恐龙，它们是有史以来体型最大的一类陆生动物。今天陆地上最大的动物大象，体重大多只有5到6吨，而侏罗纪时代，蜥脚类恐龙的体重动辄就能达到10吨以上，最重的雷龙和腕龙体重甚至能超过30吨。

而且更有意思的是，古生物学家们发现，在同一时期同一地点，竟然能同时生活着五六种巨大的蜥脚类恐龙，这么多巨型“吃饭机器 ”凑在一起，就像非洲草原上同时生活着五六种大象一样神奇。不过，它们之间却不会因为食物争得你死我活。蜥脚类恐龙都是植食性动物，但不同种类之间的觅食方式大不相同。通过分析它们的骨骼结构就能发现，腕龙的脖子能高高扬起，吃到最高处的食物，而梁龙的脖子只能抬到跟肩膀差不多的高度，所以会像吸尘器一样吃低矮的树叶。也正因如此，这么多蜥脚类恐龙才能和谐相处。

有了足够的植食性恐龙作为食物来源，肉食性兽脚类恐龙的种类也大幅增加。大的有体重达到两吨半的异特龙，它们是当时最顶级的捕食者，稍小一些的还有和马差不多大的马什龙和史托龙，以及更小的，体重只有几十公斤的虚骨龙和嗜鸟龙，等等。

大约1.45亿年前，侏罗纪终结，白垩纪开始。不过这次纪元的更迭和前几次不同，没有发生生物灭绝这类标志性事件。之所以这么划分，是因为欧洲西部在这个年代的地层中普遍出现了一种微细的碳酸钙，也就是白垩沉积的现象。白垩纪依然是恐龙统治的时代，只是不同角色的戏份稍有改变。

比如，在侏罗纪大放异彩的蜥脚类恐龙，虽然在白垩纪体型达到巅峰，出现了有史以来最大的、体重达到50吨的阿根廷巨龙，但蜥脚类恐龙的品种大大减少，绝大多数成员都悄无声息地消失了。小一点儿的植食性鸟臀类恐龙，则抓住机会发展壮大，遍布全球各地。它们中的典型代表，是既能四足行走、也能两足冲刺的禽龙，和满身覆盖着骨质装甲的甲龙。

在白垩纪，兽脚类恐龙是所有恐龙中当之无愧的第一主角。大约8400万年前，君王暴龙，也就是我们常说的霸王龙，正式出现在了地球表面。你可能看过斯皮尔伯格导演的《侏罗纪公园》，被里面的霸王龙惊吓到，但真实的历史是，霸王龙诞生于白垩纪，而不是侏罗纪。霸王龙的身长超过13米，平均体重达到9吨，咬合力惊人，一颗牙齿能给猎物施加的力量超过1.5吨，而它嘴里这种锋利的牙齿多达50颗。要知道，一头非洲狮的咬合力只有450公斤，两者根本不在同一个重量级。毫无疑问，霸王龙是地球有史以来最强大的捕食者之一，它们的出现，标志着恐龙王朝达到鼎盛时刻。

不过，每个王朝都有落幕的一天，恐龙王朝也不例外，在走向顶峰的同时，衰落也即将到来。

关于恐龙衰落的原因，目前最常见的假说就是“彗星撞击说”。这种观点认为，是一次发生在6500万年前的彗星撞击事件，造成了地球生物的又一次大灭绝，最终导致了恐龙的衰落。关于这个假说，有人支持，也有人反对。作为“彗星撞击说”的坚定支持者，他甚至拿自己的职业生命打赌，认定如果没有彗星撞击，恐龙就绝对不会灭绝。他为什么这么肯定呢？

这还得从一种稀有的金属元素铱说起。铱（yī，金字旁加一个“衣服”的“衣 ”字）这种元素在地球上特别罕见，地球岩层中铱的主要来自从外太空落下的浮尘，所以含量一直很稳定，但上世纪70年代，古生物学家们发现，形成于6500万年前的岩层中，铱元素的含量突然出现了不同寻常的爆炸式增高，而且这种现象在全球各地都有发现。这该怎么解释呢？对此，科学家们提出了一种假说，认为岩层中的这一层金属铱，都来自外太空的一颗彗星，这颗彗星撞击地球时扬起了漫天尘埃，又通过大气把尘埃中的金属铱带到世界的每一个角落。

科学家们还原了当时的场景：一颗直径大约10公里，大小和珠穆朗玛峰差不多的彗星，以喷气式飞机速度的约100倍，撞上了位于墨西哥东南部的尤卡坦半岛。撞击时产生的能量，相当于10亿颗原子弹爆炸。科学家们估计，在过去的5亿年里，这可能是撞上地球的尺寸最大的彗星之一。这次撞击造成了巨大的冲击波，同时引发了地震和森林大火，给整个世界带来了毁灭性的灾难。

不难推测，恐龙肯定也是这次撞击的受害者，但我们能由此得出结论，认定彗星撞击是导致恐龙衰落的直接原因吗？其实还不能。比如有人就认为，虽然6500万年前确实发生过一次彗星撞击事件，但彗星并不一定是消灭恐龙的元凶。恐龙很可能在之前的几百万年时间里，已经开始逐渐衰退了，这颗彗星只是完成了扫尾工作而已。

事实真的如此吗？化石证据再次还原了当时的场景。作者和同事们发现，在白垩纪结束之际，恐龙化石的多样性水平非常高，蜥脚类、鸟臀类和兽脚类恐龙依然欣欣向荣，像以往一样过着舒服的日子。可以肯定的是，直到白垩纪晚期，恐龙王朝都一直处在最辉煌的时期。与之形成对比的，是在彗星撞击之后形成的化石里，人们从没发现过恐龙化石，不管是实体化石还是遗迹化石，一块也没有。

这就表明，恐龙的灭绝是非常突然的，从头到尾最多用了几千年时间，而这段时间，对应的恰好就是彗星撞击地球的时刻。在此之前，恐龙并没有缓慢衰落的迹象。这样事实就很清楚了，彗星撞击肯定是导致恐龙衰落的元凶。

不过作者也发现，除了彗星撞击以外，导致恐龙衰落的可能还有一个次要因素。化石显示，白垩纪晚期，鸟臀类恐龙中的角龙类和鸭嘴龙类，数量都出现了下降，而这两类恐龙都属于大型植食类恐龙，位于食物链的较低位置，虽然这个变化没有给恐龙家族的整体繁荣带来影响，但它们数量的减少让生态系统变得比以往更脆弱。作者认为，如果彗星撞击时，植食性恐龙没有发生衰退，那恐龙家族或许就能经受住这次考验。但不幸的是，彗星恰好就在这个狭窄的时间窗口撞上了地球。

这时候可能又有人问了，为什么很多生物都在这次灾难中挺了过来，唯独恐龙不行呢？其实，当时有大约70%的物种都走向了灭绝，存活下来的物种总体上都有很多优势，比如个头更小，便于隐藏；食性广泛，不挑食；生殖效率高，繁衍速度快等，这些都让它们在面对末日时有更强的适应能力。而这些优势，恐龙一项都没占。

大多数恐龙体型巨大，没法到洞穴里或者水中避难，而且它们的食性还很专一，要么只吃肉，要么只吃几种特定的植物，在食物链崩溃的时候，挑食的恐龙就很难找到足够的食物。现在的研究还发现，恐龙很可能是温血动物，新陈代谢水平很高，这就要求它们需要大量地进食，一旦断粮就挨不过几天。这些都让恐龙在面对打击时更加脆弱。

现在让我们回答刚开始提出的那个问题，恐龙真的灭绝了吗？作者告诉我们，其实并没有，因为今天的鸟类就是恐龙。这么说可不是哗众取宠，因为鸟类本质上是恐龙的一个演化分支。从整体上说，恐龙可以分为两大类，一类是非鸟恐龙，也就是我们约定俗成的恐龙；另一类是鸟形恐龙，今天的所有鸟类都属于鸟形恐龙。说白了，鸟类就是一种演化出了翅膀，发展出了飞翔能力的恐龙，只不过我们习惯上从不这么叫而已。

这个论断，同样有化石证据作为支撑。早在19世纪，人们就发现了始祖鸟的化石。始祖鸟的形态非常奇特，它有尖尖的爪子、长长的尾巴，很像恐龙，但同时又有羽毛和翅膀，很像鸟类。显然，这种半恐龙、半鸟的动物，暗示了恐龙和鸟类之间存在着特殊的亲缘关系。英国生物学家托马斯·赫胥黎很早就认定，鸟类就是恐龙的后裔。

这个观点在当时惊世骇俗，一时很难让人接受。直到上世纪末，我国辽宁省相继出土了多种带有羽毛的恐龙化石，这些化石补全了恐龙和鸟类之间的进化链，不可动摇地证明了鸟类进化自恐龙的事实。后来进一步发现，鸟类属于恐龙中的兽脚类，在演化关系上和霸王龙有很近的血缘关系。

值得一提的是，鸟类其实出现得相当早。作者根据化石推测，大约在侏罗纪中期，也就是大约1.6亿年前，鸟类就已经演化了出来。也就是说，鸟类和它们的非鸟恐龙亲戚，大约在地球上共同生存了1亿年。在6500万年前的那场浩劫中，所有的非鸟恐龙都灭绝了，唯独鸟形恐龙中的一小部分繁衍至今，演变成了今天的鸟类。也正因如此，作者说恐龙在6500万年前的那次事件中衰落了，但并没有真正灭绝，恐龙家族依然延续至今。