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  • 如何計(jì)算恐龍的體重?

    雅志郎

    最初計(jì)算體重的方法很簡(jiǎn)單,人們根據(jù)足跡化石的大小及深淺來(lái)推測(cè)恐龍的重量。另一個(gè)行之有效的測(cè)量恐龍?bào)w重的方法,是采用復(fù)原模型測(cè)量法,依據(jù)的物理學(xué)原理是質(zhì)量等于體積和密度的積。

    恐龍是中生代陸地上的霸主,種類繁多,體態(tài)各異??吹讲┪镳^中馬門溪龍巨大的化石骨架,想象它們活著的時(shí)候該有多重啊?!

    最初計(jì)算體重的方法很簡(jiǎn)單,人們根據(jù)足跡化石的大小及深淺來(lái)推測(cè)恐龍的重量,所依據(jù)的物理原理是壓強(qiáng)與面積的關(guān)系,參考的動(dòng)物一般是體形大的哺乳動(dòng)物,如非洲象等。但是這種方法的準(zhǔn)確度相對(duì)較低,原因在于該方法的一個(gè)重要指標(biāo)是有問題的。對(duì)于這種方法,除了足跡面積,判斷體重的另一重要指標(biāo)是足跡深淺。足跡越深,說(shuō)明恐龍的體重越重。但是,我們知道足跡深淺很大程度上受足跡形成的基底控制。對(duì)于同一恐龍個(gè)體來(lái)說(shuō),走在越軟的基底上,形成的足跡就越深。因此,足跡深淺不一定和恐龍的體重有關(guān)。

    另一個(gè)行之有效的測(cè)量恐龍?bào)w重的方法,是采用復(fù)原模型測(cè)量法,依據(jù)的物理學(xué)原理是質(zhì)量等于體積和密度的積。首先根據(jù)待測(cè)恐龍的骨架模型,制作一個(gè)全身復(fù)原模型;然后將模型放入一個(gè)箱子中,倒入沙子或水,當(dāng)填充物覆蓋過(guò)模型并填滿所有空隙后,記錄下此時(shí)模型與填充物共同占有的體積;取出模型,倒入填充物直至前面記錄的體積位置。后來(lái)添加進(jìn)去的填充物的體積就是模型的體積,再根據(jù)模型與恐龍實(shí)體之間的比例關(guān)系就能計(jì)算出待測(cè)恐龍生前的體積了。為了提高準(zhǔn)確度,降低誤差,可制作不同比例的模型分別進(jìn)行測(cè)量計(jì)算,然后取平均值。因?yàn)轺{類與恐龍的關(guān)系比較近,所以該方法通常采用鱷類的密度來(lái)估算恐龍的體重。但現(xiàn)在越來(lái)越多的證據(jù)表明,蜥臀類恐龍很可能具有和鳥類一樣的氣囊結(jié)構(gòu),它們的密度可能更加接近鳥類,因此用鳥類的密度來(lái)估算恐龍的體重更加準(zhǔn)確。對(duì)于鳥臀類恐龍了解較少,已有的資料顯示,它們和蜥臀類恐龍不同,可能用鱷類作參考更合適一些。

    第二種方法的可行性很高,但過(guò)程相對(duì)繁瑣,制作精細(xì)的微縮模型也需要很高的水平,現(xiàn)在很多學(xué)者更傾向于使用計(jì)算機(jī)建立三維數(shù)字模型來(lái)估計(jì)恐龍的體重。數(shù)字模型的優(yōu)勢(shì)在于,可以給恐龍模型的不同部分賦予不同屬性,比如為骨骼和肌肉部分設(shè)置不同的密度,如此可以更加精確地估計(jì)恐龍的體重。相對(duì)于制作實(shí)體模型,使用數(shù)字模型估計(jì)恐龍的體重可以有效地減少時(shí)間和資金成本。

    知道了恐龍的體重,另一個(gè)相關(guān)的問題是:這些恐龍是胖還是瘦呢?一些恐龍即便體重巨大,也不見得就是一個(gè)胖墩兒,原因在于巨大的體重有可能是巨大的體形導(dǎo)致的。一般來(lái)說(shuō),判斷同樣體重的恐龍誰(shuí)胖誰(shuí)瘦,可以采用下面幾個(gè)指標(biāo):四肢的遠(yuǎn)端骨骼長(zhǎng)短,左右腰帶之間的橫向?qū)挾?,以及脊柱長(zhǎng)短。一般來(lái)說(shuō),相對(duì)胖一些的恐龍,它們四肢的遠(yuǎn)端骨骼更短,左右腰帶之間的橫向?qū)挾雀?,脊柱更短?/p>