תצורת יישיין

תצורת יִישְׂייֵן (בסינית: 義縣組, בפין-יין: Yìxiàn zǔ) היא תצורה גאולוגית בנציבות העירונית ג'ינג'ואו במחוז ליאונינג בסין, המשתרעת על פני 11 מיליון שנים במהלך הקרטיקון התחתון. התצורה היא לאגרשטטה וידועה בשל המאובנים שנשמרו בה בצורה מעולה, והיא בנויה בעיקר מבזלת המעורבת במשקעים סיליקלאסטיים דוגמת אבן חול. חשיבותה האפשרית של תצורת יישיין למדע הוכרה לראשונה בראשית המאה ה-20, בשנים בהן שלטה האימפריה היפנית על חלק גדול ממנצ'וריה (צפון סין) שכונה ג'הול. בתקופת שלטונם על ג'הול הבחינו חוקרים יפנים בשרידי מאובנים של דגים וזוחלים נכחדים, קרוב לוודאי מהסדרה כוריסטודרה. המאובנים שנתגלו לראשונה על ידי החוקרים היפנים אבדו בתום מלחמת העולם השנייה. ב-1949 עבר השלטון על האזור לידי המפלגה הקומוניסטית של סין ומנהיגה מאו דזה-דונג, ובעשרות השנים שלאחר מכן נחקרו מאובני יישיין רק על ידי מדענים סיניים. רק בשנות ה-90 של המאה ה-20 החלו להתגלות לעולם המאובנים יוצאי הדופן של עופות ודינוזאורים. מאז 1996 נתגלו ביישיין מספר מאובנים של דינוזאורים שגרמו למהפכה בידע על בעלי חיים אלו. בהם, התרופודים המנוצים הראשונים הידועים שאינם עופות. ראו הביוטה של ג'הול. במשך מספר שנים העריכו החוקרים כי גיל התצורה נמצא על הגבול שבין שלהי היורה לקרטיקון תחתון, כלומר כ-145 למ"ש (לפני מיליון שנים). מאז שימוש בתיארוך רדיומטרי תיקן את גיל התצורה לגיל צעיר יותר, וכיום משערים כי השכבה הושקעה בקרטיקון התחתון, בגילים שבין הברמיאן לתחילת האפטיאן, תקופה המתפרשת בין 125 למ"ש ל-121 למ"ש. תצורת יישיין מהווה את החלק התחתון בחבורת ג'הול כפי שהוגדרה על ידי גוּ (ב-1962 ו-1983) כמקבץ של תצורות גאולוגיות הכולל שלוש שכבות: מרבצי הפחם של ג'הול, שכבות פצלי השמן של ג'הול והסלעים הגעשיים של ג'הול. שכבות דָאוחוּגוֹאוּ העתיקות יותר, שגילן המשוער הוא בגבול שבין היורה לקרטיקון התחתון, קודמות לתצורת יישיין, ולעיתים נכללות יחד איתה בחבורת ג'הול. מעל לתצורת יישיין (כולל השמות הנוספים לתצורה: תצורות גִ'ינְגְאָנְגְשָׁאן, טוּחוּלוּ, גְ'ייֵנְצָ'אנְג, ותצורות סלעים געשיים) שוכנות תצורת ג'יופוטאנג ותצורת פושין. לואיס צ'יאפה (Luis m. Chiappe) ואחרים טענו ב-1999 שיש להפריד את השכבות העתיקות ביותר של תצורת יישיין (המתאפיינות בפאונה של מאובני עופות קמאים מהמשפחה קונפוציוסאורניים שנציגה הבולט הוא קונפוציוסאורניס) לתצורה נפרדת, שאותה כינו "תצורת צָ'אומִידְייֵנְדְזְה" (Chaomidianzi Formation), שהמיקום המייצג של בכפר סְה-חֶטוּן (Sihetun), כ-25 קילומטרים דרומית לעיר בֵּייפְּיָאו (Beipiao). אך חלוקה זו לא התקבלה ותצורת צָ'אומִידְייֵנְדְזְה נחשבת לשם נרדף לשכבות גְ'ייֵנְשָׁאנְגְאוֹאוּ של תצורת יישיין. ייתכן שתצורת דָאבֵּייגוֹאוּ (Dabeigou Formation) בפֶנְגְנִינְג (Fengning) במחוז חביי היא שכבה קודמת ברציפות לתצורת יישיין, או שהיא זהה לשכבות העתיקות ביותר שלה. תצורת יישיין גם שוכנת מעל לתצורת טוצ'נגדזה (Tuchengzi Formation) בחלק מהמקומות. תצורת יישיין נחלקת ליחידות הסלע הבאות, מן הצעירה ביותר לעתיקה ביותר (גיל היחידה ניתן כאשר הוא ידוע): שכבת גִ'ינְגְאָנְגְשָׁאן (Jingangshan Bed, הצעירה ביותר, 122.1 מיליון שנים) שכבת דָאוָאנְגְגָ'אנְגְדְזְה (Dawangzhangzi Bed) שכבת לוּגְ'יָאטוּן (Lujiatun Bed‏, 123.2 מיליון שנים) שכבת גְ'ייֵנְשָׁאנְגְאוֹאוּ (Jianshangou Bed‏, 124.1 מיליון שנים) שכבת בסיס הבזלת (Basalt base, העתיקה ביותר, 129.7 מיליון שנים) תצורת יישיין מייצגת את השלב השני מתוך שלושה שלבים עיקריים המאפיינים את הביוטה של ג'הול, חלוקה המתבססת בעיקר על השינויים במגוון חסרי החוליות. בתצורת יישיין בולט מספר המינים הרב של צדפונאים, בהשוואה למספרם הקטן בתצורת דָאבֵּייגוֹאוּ הקודמת לה. חסרי חוליות נוספים עיקריים בתצורת יישיין כוללים מינים נכחדים של סרטנים מסננים וחרקים. מספר מיני החרקים גדל בתצורת יישיין יותר מאשר בכל תקופת זמן אחרת בעידן המזוזואיקון. לעומת זאת במספר קבוצות אחרות של חסרי חוליות, כדוגמת צדפות וחלזונות, מספר הפרטים רב אבל משתייך רק לשניים או שלושה מינים בולטים (Arguniella במקרה של הצדפות). חקר החולייתנים אישש את חלוקת ג'הול לשלבים. מגוון מיני הדגים בתצורת יישיין שונה משל תצורות צעירות ועתיקות יותר, כאשר המינים הבולטים ביותר הם מהסוג Lycoptera. תצורת יישיין כוללת את הדינוזאורים והפטרוזאורים הראשונים בג'הול (הם לא נתגלו כלל בתצורה הקודמת, תצורת דָאבֵּייגוֹאוּ), ואת ההסתעפות הראשונה של מיני העופות (מין אחד בלבד ידוע מתצורת דָאבֵּייגוֹאוּ). תצורת יישיין גם משמרת את ההסתעפות הגדולה (והיחידה) של יונקים הידועה עד כה מחבורת ג'הול. מרבית מיני החולייתנים הללו גילו נטייה לטיפוס או חיים על עצים, כולל מינים רבים של עופות שוכני עצים, ויונקים ולטאות בעלי יכולת טיפוס כמו השיאנגלונג הדואה. מיני הצמחים הגיעו בתצורת יישיין לשיא בביוטה של הג'הול. חמישה מינים של בעלי פרחים נוכחים בתצורה (שלושה מיני Archaefructus, מין Archaeamphora ומין Sinocarpus), כמו גם מגוון מיני שבטבטים הדומים מאוד למינים בני ימינו. ייתכן שהגידול במגוון מיני בעלי-חיים והגידול במגוון מיני הצמחים קשורים זה לזה. תצורת יישיין מאופיינת ביערות נרחבים שנשלטים על ידי גינקגו, מחטניים, ציקסאים ושרכי זרע. צמחים משתרעים כוללים בעלי קשקשים, שבטבטים, שרכאים ובעלי פרחים פרימיטיביים, שהיו נדירים יחסית לאחרים. צמחייה זו גדלה סביב אגמים של מים מתוקים, על קרקע שהועשרה במינרלים רבים תודות להתפרצויות געשיות מדי פעם. פעילות געשית, יחד עם שרפות יער עונתיות, ופליטות גזים רעילים מתחתית האגמים גרמו להריסה ובנייה מחדש של המערכת האקולוגית. תופעה זו, יחד עם מגוון של בתי גידול באזור, תרמו ככל הנראה לגיוון המהיר של צורות החיים שנתגלו במערכת האקולוגית של יישיין. בעזרת המגוון הרב של הצמחים בתצורת יישיין, כולל דוגמאות של עצים מאובנים וטבעות עצים, ובשימוש באנליזה כימית, הצליחו מדענים לקבוע את האקלים של התצורה. הצמחייה ביישיין נשלטת על ידי מחטניים הדומים מאוד למינים מודרניים המצויים בעיקר ביערות הרריים באקלימים סובטרופיים וממוזגים. נוכחות שרכים, ציקסאים, ושבטבטים מאפיינים אקלים לח. עם זאת עדויות מתיארוך באמצעות טבעות עצים של עצים מאובנים הוכיחו שכמות המשקעים והמים פחתה באופן סדיר. עובדה זו מוכיחה שמדי פעם חלה הפסקה בתנאים הלחים והגשומים בדרך כלל, והיו תקופות יובש שבהן הסביבה הייתה צחיחה יותר. עדויות ממחקר של איזוטופים של חמצן הראו שהטמפרטורה השנתית הממוצעת במהלך תקופה זו הייתה 10 מעלות צלזיוס, הרבה יותר קר ממה ששיערו פעם. נתון זה מצביע על אקלים ממוזג שבו החורפים היו קרים במיוחד יחסית לאקלים החמים בדרך כלל של המזוזואיקון, קרוב לוודאי בשל מיקומה הצפוני של צפון סין בתקופה זו. מחקר שביצעו וו ואחרים ב-2013 הגיע למסקנה שהשינויים בזווית הנטייה של ציר כדור הארץ ובצורת מסלול כדור הארץ סביב השמש תרמו לתנודות באקלים של תצורת יישיין. תצורת יישיין מפורסמת במגוון הרב של מאובנים שהתגלו בה, רבים מהם שמורים להפליא, ומראים פרטים כמו כסות העור ותכולת הקיבה. איכות השימור חשובה במיוחד להבחנה בכסות הנוצות של הדינוזאורים המנוצים הרבים שהתגלו בתצורת יישיין, למשל שני מינים עטויי פלומת נוצות מקבוצת הטירנוזאורים - יוטירנוס שאורכו 9 מטרים ודילונג הקטן יותר. בניגוד להשערה הנפוצה, המיקרורפטור בעל "ארבע הכנפיים" לא נתגלה בתצורת יישיין, אלא בתצורת ג'יופוטאנג הצעירה יותר, אך סוגים אחרים מתת-משפחת המיקרורפטוריים (Microraptoria), כמו סינאורניתוזאורוס והגדול שביניהם צ'אנגיורפטור, אכן נתגלו בתצורת יישיין. דינוזאורים מנוצים מפורסמים נוספים מתצורת יישיין הם ג'ניואנלונג ממשפחת הדרומאוזאוריים, מיי לונג ממשפחת הטרודוניים, סינוזאורופטריקס וסינוקליופטריקס ממשפחת הקומפסוגנתוסיים, ובייפיאוזאורוס ממשפחת התריזינוזאוריים. נתגלו גם דיזנוארים שאינם שייכים לתרופודה, כמו מין אחד לפחות של פסיטקוזאורוס. מדיה וקבצים בנושא תצורת יישיין בוויקישיתוף הגאולוגים מקבצים את שכבות הסלעים ליחידות ליתוסטרטיגרפיות (יחידות סלע) הקרויות פרטים (באנגלית: Members) המוכלות בתוך תצורות (formations) המקובצות לחבורות (groups). מחוז לשעבר בצפון מזרח סין, ב-1955 הוא חולק בין חביי, ליאונינג ומונגוליה הפנימית Swisher, Carl C., Wang, Yuan-qing, Wang, Xiao-lin, Xu, Xing, Wang, Yuan. (1999). "Creatceous age for the feathered dinosaurs of Liaoning, China" כתב העת Nature יולי 1999 Chiappe, L.M., Ji, S.A., Ji, Q., and Norell, M.A. (1999). "Anatomy and systematics of the Confuciusornithidae (Aves) from the Mesozoic of North-eastern China." Bulletin of the American Museum of Natural History, 1999 Chen, P., Q. Wang, H. Zhang, M. Cao, W. Li, S. Wu, and Y. Shen. (2005). "Jianshangou Bed of the Yixian Formation in west Liaoning, China." Science in China Series D - Earth Sciences, 48: 298–312 Amiot, R., Wang, X., Zhou, Z., Xiaolin Wang, X., Buffetaut, E., Lécuyer, C., Ding, Z., Fluteau, F., Hibino, T., Kusuhashi, N., Mo, J., Suteethorn, V., Yuanqing Wang, Y., Xu, X., and Zhang, F. (2011). "Oxygen isotopes of East Asian dinosaurs reveal exceptionally cold Early Cretaceous climates." Proceedings of the National Academy of Sciences, 108(13): 5179-5183 Huaichun Wu, Shihong Zhang, Ganqing Jiang, Tianshui Yang, Junhua Guo & Haiyan Li (2013). "Astrochronology for the Early Cretaceous Jehol Biota in Northeastern China. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology (advance online publication)"