حدود ۸۶ میلیون سال پیش، دایناسوری در منطقه‌ای که امروزه استان هوبی در چین قرار دارد، وارد محلی پررفت‌وآمد برای لانه‌سازی شد تا تخم بگذارد. بخشی از این تخم‌ها هرگز به جوجه تبدیل نشدند، زیرا لانه به نوعی مدفون شد و همین اتفاق تخم‌ها را در گذر زمان به فسیل تبدیل کرد.

اکنون، گروهی از دانشمندان در پژوهشی تازه گزارش کرده‌اند که برای نخستین بار در تاریخ دیرینه‌شناسی، پوسته‌ی تخم‌های فسیل‌شده دایناسور را به‌طور مستقیم تاریخ‌گذاری کرده‌اند و توانسته‌اند با دقت مشخص سازند این دایناسور چه زمانی تخم گذاشته است. این دستاورد بی‌سابقه در مطالعه‌ی تخم‌های دایناسور، می‌تواند راه را برای بررسی‌های دقیق‌تر این موجودات باستانی هموار کند.

به‌گزارش ساینس، استیو بروست، دیرینه‌شناس در دانشگاه ادینبرا، می‌گوید: «رویکرد تازه برای تاریخ‌گذاری مستقیم بلورهای معدنی در پوسته‌ی تخم دایناسورها می‌تواند انقلابی باشد. این روش ممکن است سرانجام به ما کمک کند تا به‌جای آنکه تنها به تخمین‌های غیرمستقیم بر اساس قدمت سنگ‌های آتشفشانی روی فسیل‌ها یا زیر آن‌ها تکیه کنیم، سن دقیق بسیاری از دایناسورها را به دست آوریم.»

پیش‌تر، مشخص شده بود که تخم‌های فسیل‌شده که از محوطه‌ای به نام چینگ‌لونگ‌شان کشف شده‌اند، به عصر کرتاسه‌ی پسین تعلق دارند؛ دوره‌ای که بین حدود ۱۰۰ میلیون تا ۶۶ میلیون سال پیش را دربرمی‌گرفت. بااین‌حال، روش‌های رایج تاریخ‌گذاری برای این نمونه‌ها چندان کاربردی نبود.

اگر لایه‌های رسوبی اطراف تخم‌ها شامل سنگ‌های آتشفشانی بود، دیرینه‌شناسان می‌توانستند از آن‌ها استفاده کنند؛ زیرا این سنگ‌ها عناصر رادیواکتیو دارند که واپاشی تدریجی آن‌ها مانند یک ساعت طبیعی عمل می‌کند. اما رسوبات محوطه‌ی چینگ‌لونگ‌شان فاقد چنین سنگ‌هایی هستند و همین امر نیز تاریخ‌گذاری را بسیار دشوار می‌کند.

در گذشته، پژوهشگران توانسته بودند قدمت برخی از فسیل‌های محوطه را با مقایسه‌ی الگوهای قطبش مغناطیسی موجود در سنگ‌ها با داده‌های شناخته‌شده از وارونگی‌های دوره‌ای میدان مغناطیسی زمین، بین ۸۳ تا ۷۹ میلیون سال پیش محدود کنند. هر بار که قطب‌های مغناطیسی زمین وارونه می‌شوند، نواری تازه در سنگ‌ها شکل می‌گیرد که با یک بازه‌ی زمانی خاص هم‌خوانی دارد.

پژوهشگران برای محدود‌سازی دقیق‌تر سن تخم‌ها، به رویکرد اورانیوم-سرب (U-Pb) روی آوردند؛ روشی که با اندازه‌گیری نرخ واپاشی اورانیوم رادیواکتیو به سرب، می‌تواند سن مواد را مشخص کند. آن‌ها از این تکنیک برای تاریخ‌گذاری کلسیت غنی از اورانیوم در پوسته‌های فسیل‌شده استفاده کردند. تاریخ‌گذاری U-Pb پیش‌تر برای سنگ‌های آتشفشانی و حتی استخوان‌های فسیل‌شده به کار رفته بود، اما هرگز روی تخم‌های دایناسور امتحان نشده بود.

محوطه‌ی چینگ‌لونگ‌شان یکی از غنی‌ترین مکان‌ها برای کشف تخم‌های دایناسور است. این مکان که نخستین ذخیره‌گاه رسمی فسیل تخم دایناسور در چین به شمار می‌رود، بخشی ۱۵ متری از لایه‌های سنگی را دربر می‌گیرد که گونه‌های متنوعی از تخم‌ها را در طول میلیون‌ها سال در خود جای داده است.

بی ژائو، دیرینه‌شناس در مؤسسه‌ی علوم زمین هوبی و از نویسندگان مقاله، توضیح می‌دهد که تنوع تخم‌های دایناسور در دوره‌ی کرتاسه به شکل چشمگیری بالا بوده و به سرعت تکامل یافته است. به‌گفته‌ی او، برای درک این تغییرات تکاملی و کشف دلایل آن‌ها، دانستن سن دقیق تخم‌های فسیل‌شده کاملاً ضروری است.

تمرکز پژوهشگران بر یک دسته تخم از بخش پایینی لایه‌ها بود. چند نمونه از این تخم‌ها مملو از کلسیت بودند؛ ماده‌ای که اورانیوم را در ساختار بلوری خود جذب می‌کند و امکان تاریخ‌گذاری با روش U-Pb را فراهم می‌سازد.

در ابتدا، آزمایش‌ها تنها بر بخش‌های کوچکی از یک تخم انجام شد، زیرا پژوهشگران مطمئن نبودند این روش نتیجه بدهد. آن‌ها چهار نمونه‌ی کلسیت از یک تخم را در رزین تثبیت و سپس با لیزر اتم‌های اورانیوم و سرب موجود در آن را آزاد کردند. طیف‌سنج جرمی نسبت این دو عنصر را آشکار کرد و محققان توانستند سن آن را براساس نرخ واپاشی اورانیوم به سرب محاسبه کنند. نتایج نشان داد که دایناسور حدود ۸۶ میلیون سال پیش، در دوره‌ای که زمین در حال تجربه‌ی سرمایش جهانی به‌سوی پایان کرتاسه بود، تخم گذاشته بود.

ژائو تأکید می‌کند که تیم او قصد دارند تخم‌های مربوط به لایه‌های مختلف همین بخش را نیز تاریخ‌گذاری کنند تا یک جدول زمانی تکاملی از گونه‌های مختلف ترسیم شود. همچنین، این گروه پژوهشی می‌خواهد نمونه‌هایی از سایر محوطه‌های غنی از تخم در مرکز چین را بررسی کند تا مشخص شود چرا دایناسورها این منطقه را برای لانه‌سازی انتخاب می‌کردند. همچنین، دستیابی به چنین داده‌هایی می‌تواند به شناسایی گونه‌هایی که تخم‌های آزمایش‌شده را گذاشته‌اند، کمک کند.

ژائو در پایان می‌گوید: «گاهی کافی است فقط روش تازه‌ای را امتحان کنیم تا به کشف‌هایی غیرمنتظره برسیم.»

پژوهش در مجله Frontiers in Earth Science منتشر شده است.