Faunal composition and paleoenvironment of the Arundel Clay (Potomac Formation; Early Cretaceous), Maryland, USA

Joseph A. Frederickson, Thomas R. Lipka, and Richard L. Cifelli

Plain Language Abstract

We describe vertebrate fossils from a rock unit called the Arundel Clay, dating to the Early Cretaceous (about 110–115 million years ago). Unlike other dinosaur-bearing formations of North America, which are concentrated in the central or western portions of the continent, the Arundel was deposited in the mid-Atlantic region near the Atlantic shore. Fossils from the Arundel include multiple species of fish (including at least two shark species), at least three groups of crocodilians, multiple turtles, multiple dinosaurs, and two mammals. Comparisons of the collection made from the Arundel show striking differences when compared with other contemporaneous formations from North America. Most notably, sharks and crocodilians are prevalent in the Arundel, whereas amphibians (frogs, salamanders, and kin) and lizards are not represented by any known fossils. We use this evidence to hypothesize that the Arundel was deposited close to the ancient Atlantic coast, perhaps including brackish marsh habitats.

Resumen en Español

Composición faunística y paleoambiente de Arundel Clay (Formación Potomac; Cretácico temprano), Maryland, EE.UU.

La facies Arundel Clay del Grupo Potomac representa uno de los pocos depósitos de vertebrados del Cretácico Inferior en la Llanura Costera del Atlántico. Los fósiles de vertebrados de esta unidad se conocen desde hace más de 150 años, pero hasta ahora las descripciones formales se han centrado principalmente en sus dinosaurios y mamíferos. Este manuscrito explica un conjunto de fauna moderadamente diversa (USNM 41614) del Dinosaur Park en el condado Prince Georges, Maryland. Esta asociación está representada por 306 macro y microfósiles desarticulados que consisten principalmente en dientes y escamas (89%). Esta fauna de vertebrados incluye dos especies de tiburones hibodóntidos, múltiples peces semionótidos, una especie de pez pulmonado, tres especies de tortugas, tres familias de cocodrilos neosuquios, seis especies de dinosaurios y dos especies de mamíferos. En combinación con otras colecciones históricas de esta unidad, las nuevas incorporaciones a la fauna muestran que Arundel era un ecosistema mucho más robusto y diverso de lo que se había considerado anteriormente, con una composición similar a las unidades contemporáneas del oeste de América del Norte. Sin embargo, la asociación fósil de Arundel difiere de las halladas en muchas otras localidades del Cretácico Inferior en que está dominada numéricamente por Hybodus y cocodrilomorfos goniofolídidos, que en conjunto comprenden el 58% de los especímenes catalogados. Del mismo modo, esta muestra carece por completo de lisanfibios y lepidosaurios. Tradicionalmente, Arundel se ha interpretado como de origen fluvial, depositada en un sistema de agua dulce de canales o meandros abandonados. De acuerdo con la composición faunística, junto con la evidencia geológica y sedimentológica publicada previamente, proponemos que al menos parte de la facies Arundel se depositó en las proximidades del Océano Atlántico.

Palabras clave: Arundel Clay; Formación Potomac; Cretácico temprano; Paleoecología; Dinosaurios

Traducción: Enrique Peñalver (Sociedad Española de Paleontología)

Résumé en Français

Composition faunique et paléoenvironnements de l’argile d’Arundel (formation de Potomac ; Crétacé ancien), Maryland, États-Unis d’Amérique

Le faciès à argiles d’Arundel du groupe de Potomac représente un des rares dépôts à vertébrés du Crétacé inférieur de la plaine côtière atlantique. Des fossiles de vertébrés sont connus dans cette unité depuis plus de 150 ans, mais les descriptions formelles se sont principalement concentrées sur ses dinosaures et mammifères. Ce manuscrit décrit un assemblage faunique relativement divers (USNM 41614) provenant du « Dinosaur Park » dans le comté du Prince Georges, Maryland. Cet assemblage est représenté par 306 macro- et micro-fossiles désarticulés consistant principalement de dents et d’écailles (89 %). Cette faune de vertébrés inclut deux espèces de requins hybodontes, de nombreux poissons semionotidés, une espèce de polyptère, trois espèces de tortues, trois familles de crocodiliens néosuchiens, six espèces de dinosaures, et deux espèces de mammifères. Combinées avec les autres collections historiques de cette unité, ces nouvelles additions à la faune montrent que l’Arundel était un écosystème bien plus robuste et divers que précédemment envisagé, globalement similaire en composition aux unités contemporaines de l’ouest de l’Amérique du Nord. L’assemblage d’Arundel diffère cependant de nombreux autres sites du Crétacé inférieur car il est dominé numériquement par Hybodus et les crocodylomorphes goniopholidés, qui comprennent ensemble 58 % des spécimens catalogués. Une autre différence concerne l’absence des lissamphibiens et des lépidosaures. Traditionnellement, l’Arundel avait été interprété comme étant d’origine fluviale, déposé dans un système d’eau douce de chenaux abandonnés ou de bras morts. D’après la composition faunique et les données géologiques et sédimentologiques publiées, nous proposons qu’au moins certains des faciès d’Arundel ont été déposés à proximité étroite de l’océan Atlantique.

Mots-clés : argile d’Arundel ; formation de Potomac ; Crétacé ancien ; paléoécologie ; dinosaures

Translator: Antoine Souron

Deutsche Zusammenfassung

Faunenzusammensetzung und Paläoumgebung des Arundel Clays (Potomac Formation; Frühe Kreide), Maryland, USA

Die Arundel Clay Fazies der Potomac Gruppe ist eine der wenigen frühkretazischen wirbeltierführenden Ablagerungen der Atlantikküste. Wirbeltierfossilien aus dieser Einheit sind seit über 150 Jahren bekannt, jedoch konzentrierten sich die formalen Beschreibungen bis jetzt hauptsächlich auf Dinosaurier und Säugetiere. Dieses Manuskript erläutert eine moderat diverse Faunenassemblage (USNM 41614) aus dem Dinosaurier Park in Prince Georges County, Maryland. Die Assemblage enthält 306 disartikulierte Makro-und Mikrofossilien die hauptsächlich aus Zähnen und Schuppen (89%) bestehen. Diese Wirbeltierfauna beinhaltet zwei Arten hybodonter Haie, mehrere semionotide Fische, eine Lungenfisch-Art, drei Schildkröten-Arten, drei Familien neosuchider Krokodile, sechs Dinosaurier-Arten und zwei Säugetier-Arten. Zusammen mit anderen Sammlungen aus dieser Einheit zeigen diese Faunen-Neuzugänge, dass Arundel ein robusteres und diverseres Ökosystem war als bisher angenommen und damit weitgehend vergleichbar war in der Zusammensetzung mit zeitgleichen Einheiten im Westen von Nordamerika. Die Arundel-Assemblage unterscheidet sich jedoch von diesen und vielen anderen frühkretazischen Fundstellen dadurch, dass sie zahlenmäßig von Hybodus und goniopholididen Crocodylomorphen dominiert wird, die zusammen 58% der katalogisierten Stücke ausmachen. Ebenso fehlen hier Lissamphibien und Lepidosaurier komplett. Traditionell wurde Arundel als fluviatil angesehen, abgelagert in einem Süßwassersystem mit Paläorinnen oder Altarmen. Auf Grund der Faunenzusammensetzung und im Kontext mit publizierten geologischen und sedimentologischen Belegen schlagen wir vor, dass zumindest ein Teil der Arundel Fazies in unmittelbarer Nähe zum Atlantik abgelagert wurde.

Keywords: Arundel Clay; Potomac Formation; Frühe Kreide; Paläoökologie; Dinosaurier

Translator: Eva Gebauer

Arabic

Translator: Ashraf M.T. Elewa

Polski

Skład faunistyczny oraz paleośrodowisko osadów Arundel (formacja Potomac, wczesna kreda), Maryland, USA

Osady Arundel, formacji Potomac, stanowią jeden z niewielu przykładów depozycji pokładów kręgowców z wczesnej kredy na równinie wybrzeża Atlantyku. Skamieniałości kręgowców z tego zespołu znane są od ponad 150-u lat, ale jak dotąd formalne opisy koncentrują się głównie na dinozaurach i ssakach. Publikacja ta wyjaśnia umiarkowane zróżnicowanie fauny (USNM 41614) z parku dinozaurów w hrabstwie Prince George's, Maryland. Ten zbiór jest reprezentowany przez 306 odseparowanych makro i mikroskamieniałości, które w dużej mierze składają się z zębów i łusek (89%). Fauna ta obejmuje dwa gatunki rekinów hybodontowych, wiele ryb niszczukowatych, jeden gatunek ryb dwudysznych, trzy gatunki żółwi, trzy rodziny krokodylomorfów neosuchia, sześć gatunków dinozaurów i dwa gatunki ssaków. W połączeniu z innymi historycznymi zbiorami z tej jednostki, te nowe dodatki do fauny pokazują, że Arundel był znacznie bardziej odpornym i różnorodnym ekosystemem, niż wcześniej przewidywano, o zasadniczo podobnym w składzie do współczesnych jednostek zachodniej Ameryki Północnej.

Arundel różni się jednak od wielu innych z wczesnej kredy, ponieważ był liczebnościowo zdominowany przez Hybodus i Goniopholididae, które łącznie stanowią 58% skatalogowanych okazów. Podobnie nie ma tu Lissamphibia i Lepidosauria. Tradycyjnie, Arundel interpretowany jest jako rejon pochodzenia fluwialnego, meandrów lub starorzeczy wód słodkich. W oparciu o skład fauny, wraz z opublikowanymi dowodami geologicznymi i sedymentologicznymi, proponujemy, że przynajmniej niektóre z facji Arundel został zdeponowany w bliskim sąsiedztwie Oceanu Atlantyckiego.

Słowa kluczowe: osady Arundel; formacja Potomac; wczesna kreda; paleoekologia; dinozaury

Translator:  Dariusz Nowakowski