| ヘルクリーク層 | |
|---|---|
| 地層範囲:白亜紀後期から古第三紀前期、マーストリヒチアン~ダニアン(ランシアン) ~ | |
フォートペック貯水池近くの荒地での露出 | |
| タイプ | 地質学的形成 |
| 単位 | モンタナグループ |
| サブユニット | ブレイエン、リトルビーバークリーク、ミドルサンドストーン、プリティビュートメンバー |
| 下地 | フォートユニオンフォーメーション |
| オーバーレイ | フォックスヒルズ層 |
| 厚さ | 50~100メートル(160~330フィート) |
| 岩石学 | |
| 主要な | 粘土岩、泥岩 |
| 他の | 砂岩、シルト岩、礫岩、琥珀 |
| 位置 | |
| 座標 | 北緯46°54′ 西経101°30′ / 北緯46.9° 西経101.5° / 46.9; -101.5 |
| おおよその古座標 | 北緯52°36′ 西経74°24′ / 北緯52.6° 西経74.4° / 52.6; -74.4 |
| 地域 | モンタナ州、ノースダコタ州、サウスダコタ州、ワイオミング州 |
| 国 | アメリカ合衆国 |
| 範囲 | ウィリストン盆地 |
| タイプセクション | |
| 名前の由来 | ヘルクリーク、ジョーダン、モンタナ州 |
| 命名者 | バーナム・ブラウン |
| 年の定義 | 1907 |

ヘルクリーク層は、主に後期白亜紀と一部は前期暁新世の北アメリカの岩石からなる集中的に研究された区分であり、モンタナ州ジョーダン近郊のヘルクリーク沿いの研究された露出部にちなんで名付けられました。この層はモンタナ州、ノースダコタ州、サウスダコタ州、ワイオミング州の一部に広がっています。[1]モンタナ州では、ヘルクリーク層はフォックスヒルズ層の上にあります。ポンペイズピラー国定公園の場所は、ヘルクリーク層の小さな孤立した部分です。1966年、ヘルクリーク化石地域は国立公園局により国定自然史跡に指定されました。
これは、白亜紀末期のマーストリヒチアン期と古第三紀初頭のダニアン期に堆積した一連の淡水および汽水粘土、泥岩、砂岩であり、変動する河川の水路やデルタにおける河川活動と、後期白亜紀西部内陸海路に面する低地の東大陸縁に沿ったごくまれに泥炭湿地堆積物によって堆積した。[2]気候は穏やかで、ヤシの木とともにワニが存在することから、長期にわたる寒冷期のない亜熱帯温帯気候であったことがうかがえる。白亜紀と新生代を分ける有名なイリジウムに富む白亜紀-古第三紀境界は、不連続だが明瞭な薄いマーカー層として、上にあるフォートユニオン層との境界付近の層の上部、時には層内部に見られる。
世界最大のヘルクリーク化石コレクションは、モンタナ州ボーズマンのロッキー博物館に収蔵・展示されている。[3]展示されている標本は、博物館のヘルクリークプロジェクトの成果であり、1998年に始まったこのプロジェクトは、博物館、モンタナ州立大学、ワシントン大学、[4]カリフォルニア大学バークレー校、ノースダコタ大学、ノースカロライナ大学の共同プロジェクトである。
説明
ヘルクリーク層は、主に後期白亜紀と一部は前期暁新世の岩石からなる、北米の集中的に研究された地層で、モンタナ州ジョーダン近郊のヘルクリーク沿いで研究された露出にちなんで名付けられました。この層は、モンタナ州、ノースダコタ州、サウスダコタ州、ワイオミング州の一部に広がっています。モンタナ州では、ヘルクリーク層がフォックスヒルズ層の上に重なっています。

1966年、ヘルクリーク化石地域は国立公園局によって国定自然史跡に指定された。[5]
地質学

モンタナ州のヘルクリーク層はフォックスヒルズ層の上、フォートユニオン層の下にあり、後者との境界は白亜紀と古第三紀の境界(K-Pg)付近にあり、白亜紀の終わりを定義し、66 ± 0.07 Ma前と測定されています。[6] 90メートル(300フィート)の厚さの層は、約200万年の間に堆積したと推定されています。[7]ヘルクリークに特徴的な ランシアン動物相は、境界の数メートル下の高さで発見されています。[8]
K-Pg境界は、一般的にフォートユニオン層の上部ヘルクリーク層と下部ラドロー層の境界付近に位置するが、一部の地域(ノースダコタ州など)では、境界はラドロー層の内側にあり、ヘルクリークとの境界より3メートル(9.8フィート)上にある。[8]一方、モンタナ州の一部の小さな地域では、ヘルクリーク層がK-Pg境界を含み、古第三紀までわずかに延びている。[9]
ノースダコタ州のタニス遺跡には、衝突から数分から数時間後に堆積した、化石の死骸と衝突痕跡のあるガラステクタイトの層の混沌とした混合など、チクシュルーブ隕石衝突の証拠と思われるものが含まれている。[10] [11] [12]
古生物学

ヘルクリーク層では恐竜を含む多くの動物の化石が発見されています。ララミディア東海岸と西部内陸海路の西側の浅瀬の変化する結合部に位置していたため、海洋生物と陸生生物の両方の化石が保存されていました。[13] 脊椎動物には、恐竜、翼竜、ワニ、チャンプサウルス、トカゲ、ヘビ、カメ、カエル、サンショウウオが含まれます。魚類と哺乳類の化石もヘルクリーク層で発見されています。この層は、無脊椎動物(アンモナイトを含む)、植物、哺乳類、魚類、爬虫類(トカゲのオバマドンを含む)、海生爬虫類(モササウルス、プレシオサウルス、ウミガメなどの海生爬虫類を含む)、両生類の印象的な集合体を生成しました。注目すべき恐竜の発見には、ティラノサウルスやトリケラトプス、オルニトミムス科、アンズーなどのカエナグナス科、様々な小型獣脚類、堅頭竜、曲竜、ワニ形類、有鱗目があり、ヘルクリーク層から発掘された様々な動物の化石も含まれています。これまでに発見された最も完全なハドロサウルス科恐竜であるエドモントサウルスは、 2000年にヘルクリーク層から回収され、2007年12月に放映されたナショナルジオグラフィックのドキュメンタリーで広く宣伝されました。鳥類、哺乳類、翼竜の化石もいくつか見つかっています。河川沿いのヘルクリーク層ではサメやエイの歯が時々発見されており、これらの分類群の一部が当時も現在も淡水に耐えられたことを示唆しています。 「ランシアン」動物相は、カンパニア北アメリカの動物相のほとんどよりも、東アジアやカナダ/アラスカの動物相と系統学的に全体的に類似している。琥珀の中に見つかった包有物から昆虫の化石が発見されている。[14]

堆積環境
これは、白亜紀末期のマーストリヒチアン期と古第三紀初頭のデーニアン期に、変動する水路やデルタにおける河川活動と、後期白亜紀の西部内陸海路に面する低地の東部大陸棚に沿ったごくまれに泥炭質湿地堆積物によって堆積した一連の淡水および汽水粘土、泥岩、砂岩である。モンタナ州フォート・ペック地域の露出に代表されるヘルクリーク層は、比較的亜熱帯気候の平坦な森林氾濫原で、被子植物から、針葉樹、ソテツ類、イチョウなどの裸子植物からシダやコケ類まで、さまざまな植物が生息していたと解釈されている。ヘルクリーク層は、西部内陸海路の縁に沿った海岸平野で、小川によって堆積した。ワニ類の存在は、気候が亜熱帯であったことを示唆しており、寒い季節はなく、おそらく降水量は豊富であったと考えられます。
ヘルクリーク層、ランス層、スコラード層は、白亜紀に北アメリカ西部と東部を分けた浅い海の西岸の異なるセクションを表しています。沼地の低地は、恐竜を含むさまざまな動物の生息地でした。広い海岸平野が海路から西に広がり、新しく形成されたロッキー山脈に達しました。これらの層は主に砂岩と泥岩で構成されており、氾濫原、河川、湖沼、沼地、河口、海岸平野の環境に起因すると考えられています。[15] [16] [17]ヘルクリークは、これらの古代の環境の中で最もよく研究されています。当時、この地域は亜熱帯の暖かく湿った気候でした。気候は湿潤で、沼地には花の咲く植物、針葉樹、ヤシの木、シダが生え、森林には針葉樹、樹冠、下層植物、多様な被子植物の 樹木や低木が生えていました。サウスダコタ州北西部では、湿地帯に堆積した黒い地層が石炭に富み、川の氾濫原から堆積した明るい帯状の砂泥層がある。多くの植物種が生息しており、主に被子植物だが、針葉樹、シダ、ソテツ類もそれほど多くない。数十か所の異なる場所で大量の葉の化石が発見されており、この地域は主に小~中サイズの樹木で覆われていたことがわかる。
化石含有量
恐竜

古生物集団の研究は、野外古生物学において最も難しい分析の一つです。以下は、ホーナー、グッドウィン、マイアボルド(2011)による詳細な野外研究に基づく、ヘルクリーク層における最も一般的な8つの恐竜科の割合の最新の推定値です。[18]
- ケラトプス科40%
- ティラノサウルス科24%
- ハドロサウルス科20%
- ヒプシロフォドン科8%
- オルニトミミ科5%
- アンキロサウルス科1%
- パキケファロサウルス科1%
- トロオドン科1% (歯のみ)
- ドロマエオサウルス科1% (歯のみ)
ヘルクリーク プロジェクトによってサンプルが採取された露頭は、下部、中部、上部の 3 つのセクションに分けられました。上部と下部のセクションが PLoS One レポートの焦点であり、各セクション内でトリケラトプス、エドモントサウルス、ティラノサウルスの化石が多数発見されました。トリケラトプスは各セクションで最も一般的でしたが、ティラノサウルスもハドロサウルスのエドモントサウルスと同等か、わずかに多く見られました。たとえば、上部ヘルクリーク セクションでは、トリケラトプスが22 体、ティラノサウルスが 5 体、エドモントサウルスが5 体含まれていました。
テスケロサウルス、オルニトミムス、パキケファロサウルス、アンキロサウルスなどの恐竜も分類に含まれていましたが、比較的珍しいものでした。その他の恐竜の属は珍しいと報告されたため、分類には含まれていません。
ヘルクリーク プロジェクトで過去 10 年間に行われた恐竜のコレクションにより、改良された属レベルの収集スキーマと堅牢なデータ セットから新しい情報が得られ、予想外の恐竜の相対的な存在量と、以前はまれであると考えられていた発生年齢クラスが明らかになりました。以前の調査よりもはるかに高い割合でティラノサウルスが認められます。ティラノサウルスはU3 ではエドモントサウルスと同等であり、L3 ではトリケラトプス、エドモントサウルスに次いで2 番目に豊富な分類群として大型恐竜動物相の大きな割合を占めています。これは、(1) 個々の骨が数えられたアペックス砂岩とジェン レックス砂の 2 つの主要なラグ堆積物 (MOR loc. HC-530 および HC-312) と、(2) 恐竜の骨格のみの L3 および U3 記録に反映された地層の 3 分の 2 で驚くほど一貫しています。
トリケラトプスは圧倒的に最も一般的な恐竜で 40% (n = 72)、ティラノサウルスは 24% (n = 44) で 2 位、エドモントサウルスは 20% (n = 36) で 3 位、続いてテスケロサウルスが 8% (n = 15)、オルニトミムスが 5% (n = 9)、パキケファロサウルスとアンキロサウルスはともに 1% (n = 2) で比較的珍しい。
ヘルクリーク層から恐竜の足跡化石が発見されることは非常に稀である。2017年現在、ティラノサウルス・レックスの足跡と思われる化石は1つしか見つかっておらず、2007年に発見され、1年後に記述されたものである。[19]これまでに発見された最大のトリケラトプスの頭蓋骨は「ドラゴンキング」と呼ばれ、モンタナ州グレンダイブのヘルクリーク層で発見された。[20] [21]
ユーマニラプトル類
歴史的に、ドロマエオサウルス、サウロルニトレステス、トロオドンなど、古い層からのみ化石が発見されているドロマエオサウルス科やトロオドン科の様々な分類群の歯が数多く見つかっている。しかし、2013年の研究では、エバンスらは、ヘルクリーク-ランス層群にはドロマエオサウルス科の分類群であるアケロラプトルが1つしか存在したという証拠はほとんどなく、これらの分類群はこの層には当てはまらないと結論付けた。これは、デパルマらによる2015年の研究で反証され、彼らはドロマエオサウルスの大型種である新属ダコタラプトルを記載した。 [22]ヘルクリーク層全体では、様々なトロオドン科やコエルロサウルスの化石化した歯がよく見つかっており、最もよく知られている例としては、それぞれパロニコドン、ペクチノドン、リチャルコエステシアなどがある。
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ヘルクリーク層は、海が引く前は低い氾濫原で、密林の湿地には多様な被子植物や針葉樹が生息していた。森林の下層には、多種多様な草本の花の咲く植物、シダ、コケが生育していた。大河川系の露出した砂州には、低木や蔓性植物があった。森林環境の証拠は、化石化した木、根の張ったグライ古土壌[23]、いたるところに見られる木の葉によって圧倒的に裏付けられている。単葉で裂片状の葉の存在は、極めて多様性に富んだ双子葉植物、絶滅したソテツ類のニルソニオクラドゥス、イチョウ、多くの種類の単子葉植物、数種類の針葉樹と相まって、現代の どの植物群落とも異なっている。被子植物、つまり花の咲く植物には、数多くの種類の葉、種子、花、その他の構造がある。この層のヘルクリーク層には 300 を超える岩石層が含まれており、そのうち被子植物は群集全体の中で圧倒的に最も多様で優勢な植物で、約 90 パーセントを占め、針葉樹が約 5 パーセント、シダが 4 パーセント、その他が続きます。今日のヘルクリークの植物相は草原ですが、当時のヘルクリークの植物相は落葉樹林と常緑樹林が混ざった広葉樹林でした。今日のグレートプレーンズとは対照的に、ヤシやショウガなどの好熱性植物が多数存在していたことは、当時の気候が今より温暖で湿潤であったことを意味しています。

ヘルクリーク層の植物は、一般的に被子植物が優勢な多様な河畔林を表し、地層の位置と堆積環境によって異なります。ヘルクリーク層の下部から上部にかけての地層の範囲で、花の遷移が見られるようです。このため、カーク・ジョンソンとレオ・ヒッキーは、時間の経過による花の変化を反映して、この層を5つのゾーンに分割し、HCIa、HCIb、HCIIa、HCIIb、HCIIIと説明しました。[24]たとえば、HCIaゾーンは、"Dryophyllum" subfalcatum、Leepierceia preartocarpoides、 "Vitis" stantonii、および"Celastrus" taurenensisが優勢で、 K-Pg境界層の55〜105メートル下に位置しています。 HCIbゾーンは厚さ約5メートルの非常に薄い岩層であるが、イラクサ科、キンポウゲ科、バラ科、アサ科を含む草本植物や低木植物の多様性に富んでいる。[25] [26]
HCII および HCIII ゾーンに示されているように、ヘルクリーク層の中央部には移行期植物相の証拠があります。HCII 植物相は、下流ヘルクリークの分類群が HCIII 植物相に置き換えられた移行期を表しています。HCIII ゾーンの多様性は非常に高く、その構成は HCII よりも均一です。その多くは下位のゾーンでは希少または存在せず、下位では一般的だった他のいくつかの種は HCIII ゾーンでは希少になりました。これらの形態には、Elatides longifolia、"Dryophyllum" tennessensis、Liriodendrites bradacii 、およびBisonia niemii、"Ficus" planicostata、およびMarmarthia trivialisを含む多くのクスノキ科の種が含まれ、"Celastrus" taurenensis、Leepierceia preartocarpoides、および多くのヒノキ科針葉樹は希少になりました。この現象は、白亜紀の最後の30万~50万年間に地球の気温が上昇していたことを示唆している。[25] [26] [27] [28]
ジョンソンは、ヘルクリーク層にはイネ科の草、オーク、カエデ、ブナ、イチジク、ヤナギは存在しないと主張している。シダの草原の証拠もない。[29]しかし、非常に高い被子植物の多様性(一般的なプラタナス、Dryophyllum subfalcatum、Leepierceia preartocarpoides、ヤシの木)があり、絶滅したソテツ類の Nilssoniocladus、イチョウ、ナンヨウ科、マキ科、ヒノキ科の 針葉樹も見られた。これは、ヘルクリークの景観として、落葉樹と常緑広葉樹の混合林を表している。ジョンソンは、被子植物と針葉樹の属の大部分が現在では絶滅していることを発見したため、これらの森林の性質は不明である。彼はまた、大まかに言って、現在のグレートプレーンズのK-Pg 境界では陸生植物の分類群の 80% が絶滅したと考えています。一方、衝突による降下物の層の真上にある 2 センチメートルの岩石では、シダの化石胞子の量が著しく増加しています。このシダ胞子の増加は、一般に「シダのスパイク」と呼ばれています(つまり、地層の位置の関数として胞子の量をプロットすると、グラフは衝突による降下物の層の真上にスパイクを示すことになります)。
ヘルクリーク層の現代の植物の類似種の多くは(例えば、接頭辞「aff.」が付いているものや属名が引用符で囲まれているもの)、実際にはこれらの属に属していない可能性があり、現代の属に似ている全く異なる植物である可能性があります。したがって、2つの例として、現代のイチジク属やクルミ属が実際に白亜紀後期に生息していたかどうかについては疑問があります。
ダコタ州のヘルクリーク層の化石植物の産地が豊富なのに比べ、モンタナ州から収集された植物標本は比較的少ない。少数の分類群はシューメーカーによってモンタナ州ブラウニービュートで収集されたが、ほとんどの植物はノースダコタ州(スロープ郡)とサウスダコタ州から収集された。産地の中では、ノースダコタ州ボウマン郡にあるマッドビュートが、おそらく最も豊かなメガフローラ群集として知られ、ヘルクリーク層からの最も多様な葉の採石場である。[26]二名法の後の「TYPE」は、それがイェール・ピーボディ博物館のコレクションにあるタイプ標本によって表されることを意味する。 「YPM」はイェール・ピーボディ博物館の標本番号の接頭辞、「DMNH」はデンバー自然科学博物館、「USNM」はスミソニアン国立自然史博物館などである。ヘルクリークの大型植物標本の大部分はデンバー自然科学博物館に収集されています。
概要 (Johnson, 2002 より) :葉のみに基づく 302 の植物形態型、以下を含む:
- 1 コケ類(コケ類と苔類)
- シダ 11 本
- 1 蝶形類
- 針葉樹 10 本
- イチョウ 1個(珍しい)
- 278 種の被子植物(発見された全分類群の約 92%)
- ヘルクリーク層の植物
参照
- 化石遺跡一覧 (リンクディレクトリ付き)
- 恐竜の生息する地層のリスト
- モリソン層
- 白亜紀~古第三紀の地層
- デンバーフォーメーション
- フェリスフォーメーション
- レフィパン層、アルゼンチン
- ロペス・デ・ベルトダノ層、南極大陸
- トレンプ層、スペイン
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外部リンク
- 白亜紀ヘルクリーク動物相アーカイブ2007年1月24日Wayback Machineでは動物相リストを提供しています
- フィリップ・ビゲロー、「ヘルクリークの生命:化石植物と動物、古生態系」
- 古生物学データベース: MPM 地域 3850 (ヘルクリーク層): マーストリヒチアン、モンタナ州
