DOI: https://doi.org/10.1038/s43247-025-03083-6
تاريخ النشر: 2026-01-13
المؤلف: Jianbo Chen وآخرون
الموضوع الرئيسي: علم الحفريات وعلم الأحياء التطوري
نظرة عامة
إن الانتقال من العصر الترياسي إلى الجوراسي هو فترة محورية تتميز بتغيرات حيوية كبيرة، بما في ذلك ظهور الديناصورات وانقراض نهاية العصر الترياسي، الذي يُعزى إلى المقاطعة البركانية في المحيط الأطلسي المركزي (CAMP). تقدم هذه الدراسة مجموعة بيانات متكاملة من السجلات الكيميائية والكرونولوجية الفلكية من نواة حفر قارية في حوض كونمينغ، مقاطعة يونان، الصين، حيث تم العثور على تجمعات ديناصورية ملحوظة. تكشف التحليلات عن ثلاث انحرافات سلبية في نظائر الكربون ووجود شذوذات زئبقية بركانية مرتبطة، مما يشير إلى أن النشاط البركاني كان له تأثيرات بيئية كبيرة على هذا النظام البيئي شبه الاستوائي ولعب دورًا حاسمًا في تحديد حدود العصر الترياسي-الجوراسي. تشير أقدم حفريات السوروبودومورف، التي تعود إلى حوالي 200.17 مليون سنة، إلى أن الديناصورات متوسطة إلى كبيرة الحجم بدأت في استعمار خطوط العرض المنخفضة بعد حدث الانقراض.
تؤكد النتائج أن انقراض نهاية العصر الترياسي، المدفوع بالنشاط البركاني لـ CAMP، أزال بشكل فعال المنافسين الأرضيين الموجودين، مما أفسح المجال للفراغات البيئية. تعكس عدم الاستقرار البيئي الملحوظ، كما يتضح من تقلبات نظائر الكربون الحادة والشذوذات الزئبقية في تشكيل يوباكُن، تجليًا محليًا لآلية التغير الحيواني العالمي. كانت هذه الأزمة الناجمة عن النشاط البركاني بمثابة فلتر بيئي كبير، مما سهل صعود الديناصورات من خلال السماح لها بتجاوز الحواجز المناخية السابقة. وبالتالي، لا تعالج هذه الأبحاث فجوة جغرافية في السجلات الأرضية من العصر الترياسي إلى الجوراسي فحسب، بل تظهر أيضًا فائدة الكيمياء المتعددة المؤشرات والكرونولوجيا الدورية للتأريخ عالي الدقة في التسلسلات القارية، مما يوفر سياقًا أساسيًا لفهم ديناميات النشاط البركاني الكارثي، واستعادة النظام البيئي، والتنوع المبكر للديناصورات في منطقة لم يتم استكشافها بشكل كافٍ من قبل.
مقدمة
يعد حوض كونمينغ في مقاطعة يونان، الصين، موقعًا جيولوجيًا مهمًا يلتقط الانتقال من العصر الترياسي إلى الجوراسي (TJT) من خلال تسلسل طبقي يتكون من تشكيل شيتزي من العصر الترياسي المتأخر، وتشكيل يوباكُن الانتقالي، وتشكيل لوفينغ من العصر الجوراسي المبكر. يتميز تشكيل شيتزي، الذي يعود إلى فترة النورين-الرهيتيان، بوجود تجمعات معينة من الرخويات والنباتات. يُعتبر تشكيل يوباكُن، الذي تم تحديده كوحدة انتقالية رئيسية، مزيجًا من الصخور الرسوبية والأدلة البالينولوجية التي تشير إلى ترسيبه خلال TJT. ومن الجدير بالذكر أنه قد تم العثور على حفريات للديناصور العاشب الكبير الجديد الموصوف وودينغلونغ وي، مما يجعله واحدًا من أقدم الديناصورات العاشبة الكبيرة في المنطقة. يعكس هذا التشكيل تحولًا بيئيًا كبيرًا من ظروف العصر الترياسي المتأخر الرطبة إلى بيئات العصر الجوراسي المبكر شبه الجافة، المتأثرة بالتكتونية التيثية والتغيرات المناخية العالمية.
يتميز تشكيل لوفينغ اللاحق بالطين الأحمر والرمال الكوارتزية، مما يدل على الجفاف الموسمي ويحتوي على العديد من حفريات الفقاريات، بما في ذلك لوفينغوسوروس. توفر نواة الحفر (WK23-1) المجمعة من موقع قريب من موقع الحفريات سجلًا مستمرًا لفترة TJT، وهو أمر ضروري لفهم الاستجابات الأرضية لهذه الفترة. يتم دعم العلاقة بين نواة الحفر وموقع الحفريات من خلال الحدود الصخرية المميزة والخصائص الطبقية المتسقة، مما يبرز انتقالًا على مستوى الحوض من بيئات العصر الترياسي المتأخر التي تحتوي على الفحم إلى الظروف الجافة للعصر الجوراسي المبكر. يتم تعزيز هذه العلاقة بشكل أكبر من خلال الكرونستراتيغرافيا الإقليمية وقابلية تتبع الخصائص الطبقية الرئيسية، مما يضمن إطارًا قويًا للتحليلات الباليوانتولوجية والجيكيميائية المستقبلية.
الطرق
تحدد قسم “الطرق” الإجراءات التجريبية والتحليلية المستخدمة في الدراسة. يوضح اختيار المشاركين، بما في ذلك معايير الإدراج والاستبعاد، ويصف تقنيات جمع البيانات المستخدمة، مثل الاستطلاعات، والمقابلات، أو القياسات المخبرية. بالإضافة إلى ذلك، يحدد القسم الأساليب الإحصائية المطبقة لتحليل البيانات، بما في ذلك أي برامج تم استخدامها والعتبات الدلالية المحددة لاختبار الفرضيات.
تشمل المنهجية أيضًا التصميم التجريبي، سواء كانت تجارب عشوائية محكومة، أو دراسات رصدية، أو أطر أخرى، وتبرز أي ضوابط تم تنفيذها لتقليل التحيز. علاوة على ذلك، قد تناقش الاعتبارات الأخلاقية التي تم أخذها في الاعتبار، مثل الموافقة المستنيرة وتدابير السرية، لضمان نزاهة عملية البحث. بشكل عام، يوفر هذا القسم نظرة شاملة حول كيفية إجراء الدراسة، مما يسمح بإعادة إنتاج النتائج والتحقق منها.
النتائج
في نواة الحفر WK23-1، يقع تشكيل يوباكُن الانتقالي من العصر الترياسي-الجوراسي بين تشكيل لوفينغ (العصر الجوراسي المبكر) عند 15.23 م وتشكيل شيتزي (العصر الترياسي المتأخر) عند 157.60 م، مما ينتج عنه سمك إجمالي قدره 142.37 م. كشفت المعايرة الفلكية لسلسلة أشعة غاما عن أكثر من ثمانية دورات كاملة من طول الإهليلجي 405 كيلومتر، مما يشير إلى مدة تقارب 3.2 مليون سنة للنواة المسجلة، مع تقدير مدة ترسيب تشكيل يوباكُن بحوالي 1.71 مليون سنة. تُظهر سجلات δ¹³C_org تحولًا نظائريًا كبيرًا عبر حدود العصر الترياسي-الجوراسي (TJB)، حيث تُظهر تشكيل شيتزي قيمًا مستقرة تتراوح بين -27.9‰ و -23.5‰، بينما يظهر تشكيل يوباكُن نطاقًا من -29.8‰ إلى -20.2‰، بما في ذلك ثلاث انحرافات سلبية مميزة في نظائر الكربون (CIEs).
تشمل الانحرافات انحراف “التمهيد” (P-CIE) بمتوسط -25.7‰، وانحراف “الأولي” (I-CIE) بمتوسط -26.4‰، وانحراف “الرئيسي” (M-CIE) الذي يستمر عبر الجزء العلوي من تشكيل يوباكُن إلى الجزء السفلي من تشكيل لوفينغ. تم حساب مقادير P-CIE و I-CIE بحوالي 3.9‰ و 4.4‰، على التوالي. بالإضافة إلى ذلك، تنخفض محتويات الكربون العضوي الكلي (TOC) من متوسط 0.44 wt% في تشكيل شيتزي إلى 0.05 wt% في تشكيل يوباكُن، مع زيادة طفيفة إلى 0.09 wt% في الجزء السفلي من تشكيل لوفينغ. تكشف تركيزات الزئبق (Hg)، التي تم تقييمها باستخدام عامل التركيز (HgEF)، عن فترات شاذة مميزة، بينما تشير تحليلات نظائر الزئبق إلى تباين ضئيل غير معتمد على الكتلة، مما يشير إلى مصدر بركاني. تشير قيم مؤشر التغير الكيميائي (CIA) إلى تآكل كيميائي معتدل في جميع أنحاء القسم.
المناقشة
تناقش الورقة البحثية الاضطرابات العميقة في دورة الكربون العالمية خلال الانتقال من العصر الترياسي إلى الجوراسي (TJT)، مع التركيز بشكل خاص على انقراض نهاية العصر الترياسي (ETME) وترابطه مع النشاط البركاني من المقاطعة البركانية في المحيط الأطلسي المركزي (CAMP). تقدم الدراسة سجلًا عالي الدقة لنظائر الكربون العضوي من حوض كونمينغ، يكشف عن ثلاث انحرافات سلبية كبيرة في نظائر الكربون (CIEs)، مع كون الأكثر بروزًا هو I-CIE، الذي استمر حوالي 70,000 سنة. يُعزى هذا الانحراف، الذي يتميز بمقدار ~4.4‰، إلى زيادة التباين البيولوجي للكربون بسبب دورات هيدرولوجية مكثفة وارتفاع مستويات CO₂ في الغلاف الجوي، على الأرجح نتيجة لانبعاثات ضخمة من CO₂ والميثان البركاني. كما تبرز الدراسة الطبيعة المتزامنة لـ I-CIE عبر مواقع جغرافية مختلفة، مما يشير إلى أزمة بيئية عالمية.
بالإضافة إلى ذلك، توفر الأبحاث رؤى حول العواقب البيئية لـ ETME، وخاصة ظهور الديناصورات السوروبودومورف في جنوب غرب الصين. حدث وصول هذه الديناصورات، التي تعود إلى حوالي 200.17 مليون سنة، بعد أكثر من مليون سنة من بداية I-CIE، مما يشير إلى تعافي بيئي مطول بدلاً من انتعاش فوري. تشير النتائج إلى أن الضغوط البيئية المرتبطة بالنشاط البركاني لـ CAMP خلقت فراغات بيئية، مما سهل صعود الديناصورات. تؤكد الدراسة على أهمية دمج الطرق الكيميائية والكرونولوجية الفلكية لإنشاء جدول زمني مفصل لهذه الأحداث، وبالتالي المساهمة في فهم أفضل للتفاعل بين النشاط البركاني الكارثي، والأزمات البيئية، والتنوع اللاحق للديناصورات خلال العصر الجوراسي.
DOI: https://doi.org/10.1038/s43247-025-03083-6
Publication Date: 2026-01-13
Author(s): Jianbo Chen et al.
Primary Topic: Paleontology and Evolutionary Biology
Overview
The Triassic-Jurassic transition is a pivotal period marked by significant biotic changes, including the emergence of dinosaurs and the end-Triassic mass extinction, largely attributed to the Central Atlantic Magmatic Province (CAMP). This study presents an integrated dataset of chemostratigraphic and astrochronological records from a continental drill core in the Kunming Basin, Yunnan Province, China, where notable dinosaur assemblages have been found. The analysis reveals three negative carbon isotope excursions and associated volcanogenic mercury anomalies, indicating that volcanism had substantial environmental impacts on this subtropical ecosystem and played a crucial role in delineating the Triassic-Jurassic boundary. The earliest sauropodomorph fossils, dated to approximately 200.17 Ma, suggest that medium- to large-bodied dinosaurs began to colonize low paleolatitudes following the extinction event.
The findings underscore that the end-Triassic mass extinction, driven by CAMP volcanism, effectively removed existing terrestrial competitors, thereby vacating ecological niches. The pronounced environmental instability, as evidenced by sharp carbon isotope fluctuations and mercury anomalies in the Yubacun Formation, reflects a localized manifestation of the global faunal turnover mechanism. This volcanic-induced crisis served as a significant environmental filter, facilitating the rise of dinosaurs by allowing them to overcome previous climatic barriers. Consequently, this research not only addresses a geographic gap in Triassic-Jurassic terrestrial records but also demonstrates the utility of multi-proxy chemostratigraphy and cyclostratigraphy for high-resolution dating in continental sequences, providing essential context for understanding the dynamics of catastrophic volcanism, ecosystem recovery, and the early diversification of dinosaurs in a previously underexplored region.
Introduction
The Kunming Basin in Yunnan Province, China, is a significant geological site that captures the Triassic-Jurassic transition (TJT) through a stratigraphic succession comprising the Upper Triassic Shezi Formation, the transitional Yubacun Formation, and the Lower Jurassic Lufeng Formation. The Shezi Formation, dating to the Norian-Rhaetian period, is characterized by the presence of specific bivalve and plant assemblages. The Yubacun Formation, identified as the primary transitional unit, features a mix of clastic rocks and palynological evidence that indicates its deposition during the TJT. Notably, it has yielded fossils of the newly described sauropodomorph Wudingloong wui, marking it as one of the earliest large herbivorous dinosaurs in the region. This formation reflects a significant ecological shift from humid Late Triassic conditions to semi-arid Early Jurassic environments, influenced by Tethyan tectonism and global climatic changes.
The subsequent Lufeng Formation is characterized by maroon mudstones and quartzose sandstones, indicative of seasonal aridity and hosting numerous vertebrate fossils, including Lufengosaurus. A drill core (WK23-1) collected from a site near the fossil locality provides a continuous record of the TJT interval, essential for understanding terrestrial responses to this period. The correlation between the drill core and fossil site is supported by distinct lithological boundaries and consistent stratigraphic characteristics, which highlight a basin-wide transition from coal-bearing Late Triassic environments to the arid conditions of the Early Jurassic. This correlation is further reinforced by regional chronostratigraphy and the physical traceability of key stratigraphic contacts, ensuring a robust framework for future paleontological and geochemical analyses.
Methods
The “Methods” section outlines the experimental and analytical procedures employed in the study. It details the selection of participants, including inclusion and exclusion criteria, and describes the data collection techniques utilized, such as surveys, interviews, or laboratory measurements. Additionally, the section specifies the statistical methods applied for data analysis, including any software used and the significance thresholds set for hypothesis testing.
The methodology also encompasses the experimental design, whether it be randomized controlled trials, observational studies, or other frameworks, and highlights any controls implemented to mitigate bias. Furthermore, it may discuss the ethical considerations taken into account, such as informed consent and confidentiality measures, ensuring the integrity of the research process. Overall, this section provides a comprehensive overview of how the study was conducted, allowing for reproducibility and validation of the findings.
Results
In the drill core WK23-1, the Triassic-Jurassic transitional Yubacun Formation is situated between the Lufeng Formation (Lower Jurassic) at 15.23 m and the Shezi Formation (Upper Triassic) at 157.60 m, resulting in a total thickness of 142.37 m. Astronomical tuning of the gamma-ray series revealed over eight complete 405-kyr long-eccentricity cycles, indicating a duration of approximately 3.2 million years for the logged core, with the Yubacun Formation’s depositional duration estimated at about 1.71 million years. The δ¹³C_org record shows a significant isotopic shift across the Triassic-Jurassic boundary (TJB), with the Shezi Formation displaying stable values between -27.9‰ and -23.5‰, while the Yubacun Formation exhibits a range from -29.8‰ to -20.2‰, including three distinct negative carbon isotope excursions (CIEs).
The excursions include a “precursor” CIE (P-CIE) with an average of -25.7‰, an “initial” CIE (I-CIE) averaging -26.4‰, and a “main” CIE (M-CIE) that persists through the upper Yubacun Formation into the basal Lufeng Formation. The magnitudes of the P-CIE and I-CIE are calculated to be approximately 3.9‰ and 4.4‰, respectively. Additionally, total organic carbon (TOC) contents decline from an average of 0.44 wt% in the Shezi Formation to 0.05 wt% in the Yubacun Formation, with a slight increase to 0.09 wt% in the basal Lufeng Formation. Mercury (Hg) concentrations, assessed using an enrichment factor (HgEF), reveal distinct anomalous intervals, while mercury isotope analysis indicates minimal mass-independent fractionation, suggesting a volcanogenic source. The Chemical Index of Alteration (CIA) values indicate moderate chemical weathering throughout the section.
Discussion
The research paper discusses the profound disturbances in the global carbon cycle during the Triassic-Jurassic transition (TJT), particularly focusing on the end-Triassic mass extinction (ETME) and its correlation with volcanic activity from the Central Atlantic Magmatic Province (CAMP). The study presents a high-resolution organic carbon isotope record from the Kunming Basin, revealing three significant negative carbon isotope excursions (CIEs), with the most notable being the I-CIE, lasting approximately 70,000 years. This excursion, characterized by a magnitude of ~4.4‰, is attributed to enhanced biological fractionation of carbon due to intensified hydrological cycles and elevated atmospheric CO₂ levels, likely driven by massive volcanic CO₂ and methane emissions. The study also highlights the synchronous nature of the I-CIE across various geographic locations, indicating a global environmental crisis.
Additionally, the research provides insights into the ecological aftermath of the ETME, particularly the emergence of sauropodomorph dinosaurs in Southwest China. The arrival of these dinosaurs, dated to approximately 200.17 Ma, occurred over a million years after the onset of the I-CIE, suggesting a prolonged ecological recovery rather than an immediate rebound. The findings indicate that the environmental stressors associated with CAMP volcanism created vacant ecological niches, facilitating the rise of dinosaurs. The study emphasizes the importance of integrating chemostratigraphic and astrochronological methods to establish a detailed timeline of these events, thereby contributing to a better understanding of the interplay between catastrophic volcanic activity, environmental crises, and the subsequent diversification of dinosaurs during the Jurassic period.